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1. 개요
대한민국의 기초과학과 관련된 전반적인 오해, 현황과 쟁점을 다룬 문서이다.2. 소개
한강의 기적과 IMF 사태라는 부침을 겪고나서도 대한민국은 2000년대에 비로소 선진국으로 진입했다. 또한 2000년대는 한강의 기적이 한국의 이공계 사회에서 비로소 결실을 맺었는데, 대한민국의 응용과학 및 공학기술이 유럽, 미국, 일본과 비견되거나 특정 분야에서는 근소 우위라고 평가받을 정도로 세계구급 수준에 도달했기 때문이다. 그중에서 반도체공학, 조선공학의 몇몇 특정 분야들은 대한민국의 수준이 세계 최고라고 해도 무방했었다. 이런 정보들이 미디어를 통해 대중에게 유통되기 무섭게, 이공계 진흥에 대해 관심을 가지는 인식 또한 늘어나기 시작했다.분명 응용과학기술로 대한민국의 이공계가 국제적으로 널리 알려지고 인정받기에 2024년 지금까지도 기존 응용과학기술을 지속적으로 증진하자는 것이 대한민국 이공계 진흥의 전반적인 인식이나 이공계 진흥의 여러 인식중에서도 “그럼 우리의 기초과학은 어느정도 수준인가“라는 의문을 가지는 의견이 점차 파생되는 중이다.
“왜 대한민국에서는 2024년 현재까지 노벨과학상 수상자가 나오지 않는가“
이 말은 현재 대한민국의 기초과학력에 대한 국민들의 생각을 대변해주는 예시이다. 이는 기초과학 진흥의 자정을 촉구하는 의미를 담고있는 긍정적인 신호라고 볼수도 있지만, 기초과학의 수준은 노벨과학상 수상 여부로 결정된다는 협소한 시선을 가지고 있다는 것을 말해주는 것일지도 모른다. 다만, 의미가 긍정적으로 받아들여지건 부정적으로 받아들여지던간에 이 말이 나오게 된 계기는 현재 대한민국의 기초과학이 서유럽, 미국, 일본에 비해 열세라는 인식에서부터 나온것은 자명하다.
비단 대중의 인식이 아닌, 대한민국의 기초과학 진흥에 대한 이공계 내부의 자정의 목소리는 해방이후 국대안 파동으로부터 거슬러 올라간다. 6.25 전쟁과 전후 복구, 경제 n개년 정책을 세울 당시 이공계 최고 정치 거물이자 골수 공학자인 최형섭의 의견으로 기초과학 진흥은 묵살되었지만 말이다. 그럼에도 불구하고, 한강의 기적 절정에는 대한민국의 기초과학계로부터 이휘소, 이임학, 한무영, 김진의라는 걸출한 학자들이 탄생했다. 다만, 이 학자들의 학술적 방향과 성취는 대한민국의 이공계 정책과 판이했기 때문에 대중적으로 주목을 받지 못했다. 특히, 무궁화 꽃이 피었습니다라는 소설에서 이휘소가 작고하게된 원인을 “한국의 핵개발에 참여했던 핵물리학자”로 설명한것이 매우 두드러진다. 이 소설을 읽은 중장년층이 이휘소를 입자이론물리학자가 아닌, 핵물리학자로 기억할만큼, 기초과학의 홍보가 올바로 이루어지지 않았음을 말해주고 있다.
이 문서는 대한민국의 기초과학력에 대한 전반적인 쟁점을 소개하고자 작성되었다. 현대 대한민국의 기초과학 진흥사를 문단 3에, 기초과학에 대한 사회문화적 오해와 고정관념을 문단 4에 작성했고, 전반적인 미디어와 학술 데이터 베이스의 통계적 지표들을 기반으로한 전반적인 현황과 쟁점들을 각각 문단 5,6에 작성하여 중립적인 시선에서 대한민국의 기초과학력을 다루고자 한다.
3. 대한민국의 기초과학사
3.1. 국대안 파동
3.2. 전후-경제재건
4. 오해와 고정관념
4.1. 과학기술과 기초과학
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| 과학기술 용어의 남용 사례 | |
과학기술이란 사전적 의미가 “인간 생활에 유용하도록 가공하는“이라는 조건이 붙어있는것과 다르게, 과학기술이라는 용어의 남용이 실상에 만연할 정도로, 과학 기술과 기초과학의 구분이 모호한 측면이 있다. 응용과학과 공학에서 통용되는 표현인 과학기술이라는 표현을 응용과학에 직접적인 공헌을 하지 않았던 학자에게 붙이거나 반대로, 공학을 연구하는 학자들에게 과학자라고 부르는 것이 사회관습적으로 통용되고 있다.
기초과학에서는 연구의 주요 핵심을 인간 생활에 유용하다는 측면보다는 자연의 섭리나 법칙, 그것들의 기반을 만드는 측면을 집중적으로 고려한다. 예시로 나온 이휘소의 분야는 입자이론물리(고에너지 물리)로, 그런 경향이 여타 기초과학분야중에서도 특히 심하다. 입자이론물리 연구는 공식이나 모형의 난해함을 방지하기 위해 물리적 대상을 최대한 축약하고, 표현하고자하는 물리량만 부각시키는 형태를 띄고 있기 때문이다.
현재 입자이론의 형식을 이루는 수학적 표현과 갖가지 연산 방법론은 산업에 필요한 정확한 수치 제공을 못할정도로 추상화되어있다. 이휘소의 연구 주제중 가장 유명한 게이지 이론의 자발 대칭 깨짐은 사실상 이 사조의 첨점에 있는 연구중 하나로 결합 상수, 장 함수를 제외하고 물리적 실체가 분명한 대상을 직접적으로 언급하는 편이 아니다. 언급하더라도 부록(appendix)을 통해 간접적으로 할뿐이다. 또한 21세기 들어 입자이론물리학은 국소적인 형태를 자세하게 보기 위해 형식을 10줄이 넘어가도록 길게 전개하는 경향이 존재한다. 하지만, 국소적인 형태를 볼수 있는 매우 긴 형식은 입자물리분야중 그나마 산업에 가장 밀접하다고 볼수 있는 현상론에 기본 형식으로써 쓰임을 보기 힘들다. 현재 과학기술이라고 불리는 분야들은 산업에 필요하도록 적절한 수치를 담을 수 있도록 형식을 간략히 구성하는 편이다.
입자이론물리분야에서부터 파생되었고, 산업에 필요한 수치를 다루는 핵물리학과 원자력공학은 이미 1950년대에 분화되었다. 현재 첨단과학기술이라고 언론에 보도되는 양자정보과학의 분화조차 아무리 늦게 잡아도 1990년대 후반에 완료되었다. 그만큼 2020년대의 기초과학과 과학기술은 확연히 그 분야가 구분되고 있는 실정이다.
4.2. 기초과학의 경제적 이득
인간 생활, 즉 산업에 쓸모있도록 과학을 가공한다는 과학기술로 경제적 이득을 직접적으로 벌수 있다는 것은 이미 한강의 기적을 통해 이견이 없을정도로 증명되었고 현재 대한민국 산업계획의 기반으로 뿌리를 내렸을 정도로 대중적으로는 확실히 과학기술의 필요성이 각인되었다. 하지만, 세간에서 그와 반비례하게 과학 그 자체를 주로 다루는 기초과학으로부터 직접적으로 오는 경제적 이득은 전무하다는 인식이 강하게 박혀있다. 기초과학내 과학자사회에서조차 경제적 이득이라는 측면은 치열하게 논쟁되는 주제일 정도로 기초과학의 증진으로부터 얻어지는 직접적인 경제적 이득이 희미하다는 회의적인 시각이 내부에서도 적지 않게 존재한다.대한민국내 여러 사회가 기초과학의 경제적 이익에 대해 어느 시선을 가지건 상관없이 비판하기에 앞서서 아래와 같은 전세계 보편적인 기초과학 기류의 3가지 특징을 잊어서는 안된다.
기초과학은 범용성이 매우 뛰어나다는 사실을 간과해서는 안된다. 첨단과학기술로 여겨지는 분야의 기본적인 과학기술들을 이어붙이거나 아예 기초를 다지는 역할을 한 것은 기초과학으로, 필요하다면 경제적 이득이 존재하는 과학기술분야에 붙이기 쉽다. 다만, 기초과학내 근연 학문이라도 거리가 점차 멀어져가는 추세인 2020년대는 붙이는 난이도가 그에 비례해서 점차 상승하고 있지만. 심지어 기초과학중 물리는 상경분야까지 확장시킬수 있다. 물리 분야에서 통계역학과 양자역학(양자장론)의 모형은 현재 가장 수익률이 높다고 여겨지는 기술분야중 하나인 퀀트에 전폭적으로 쓰이고 있다.
기초과학은 기본 원리를 탐구하려는 사조만 있는 것이 아닌 기본 원리의 형식이나 방법론을 탐구하려는 사조도 적지 않게 있음을 잊어서는 안된다. 기초과학에서의 원리의 증명은 형식이나 방법론을 측정된 대상에 맞게 조절해 나가는 것이 핵심으로써, 주류 기초과학은 비실용적인 방법론과 형식주의의 출현을 세간의 인식처럼 좌시하고만 있지 않다. 또한 과학기술도 마찬가지로 계산과학과 기타 측정 기술의 발달로 형식과 방법론의 중요성에 무덤덤해진 것일뿐 과학기술분야에서도 동일하게 깊게 다루는 것은 여전하다. 결국, 과학기술분야에서의 형식 및 방법론의 실용성 중시는 기초과학에서도 동일하다. 단지, 그것의 지향이 집중적인가 범용적인가의 차이가 존재할뿐.
기초과학계가 눈가리고 원리 탐구에만 집착하는 것이 아닌 응용과학 관련 분야에 투자와 관심을 오랫동안 지속적으로 가져왔다는 것도 눈여겨봐야할 부분이다. 심지어, 21세기 들어오면서, 측정 기술 및 계산 처리 능력 그리고 네트워킹이 비약적으로 향상되면서 기초과학의 트렌드가 점차 과학기술지향적으로 변하고 있다. 기초과학 학술 단체중 미국 물리학회가 이를 여실없이 보여주고 있는데, 자연 원리 내지는 그 방법론과 형식 탐구 위주의 학술지였었던 피지컬 리뷰에 PRX나 PRApplied, PRFluid와 같은 응용과학 분야 학술지를 창간하고 있다. 또한 피지컬 리뷰 산하 학술지들의 대표편집장들부터 미국 물리학회의 보드진들 과반이 응용-실험물리학자들 위주로 선출되고 있다.
4.3. 기초과학의 연구 기간
흔히 기초과학계에서 지원을 호소할때 불투명한 연구결과를 언급하는 도중 긴 연구기간이라는 특징이 많이 부각된다. 세간에서도 이러한 보도의 영향을 받아서 유의미한 결과를 얻기까지 기초과학의 연구 기간이 길다고 단정짓는 인식이 대다수이다.보통 몇편의 논문으로도 결과가 불투명하다는 의미는 그만큼 세간에 간략히 소개될정도로 보편적으로 알려질수 있는 분야를 택하기 때문이다. 기초과학의 입자물리학 분야중 입자 모형 구성이 대표적인 예이다. 입자 모형 구성 분야에서 유의미한 결과를 맺으려면, 수편 내지는 몇십편의 논문으로 이론적 모델을 제기한뒤에도 현상론적(계산적 검증), 실험적 검증이 수차례 이루어져야 한다. 위 검증들이 정식 학술지에 게재되기까지의 기간까지 포함하면, 긴 연구기간이 요구되게 된다. 대표적인 사례가 표준모형으로 불리는 GWS 모형이다.
하지만, 입자물리학에서조차 몇년이내에 확실한 결과가 나올법한 연구를 하는 학자들도 많다. 그들은 주로 입자 모형의 구축이 아닌 모형을 구성하는 형식주의 위주로 연구한다. 대표적으로 리처드 파인만은 양자전기역학(QED)을 구성하는 형식주의 연구를 1942년 그의 박사학위논문으로부터 시작해서 1951년[2]에 완료했다. 이조차도 프로젝트 Y의 참여로 3년간 QED 형식주의 연구를 일시적으로 중지한 기간을 빼지 않은 것이다. 헤라르뒤스 엇호프트도 마찬가지로, 전자기약력 재규격화 및 조절방식 연구를 1971년 그의 박사학위논문으로부터 시작해 1973년에 사실상 완료했다[3]. 아이러니한점은 이 학자들은 형식주의에 대한 실험적 증명을 매우 중시하는 학자라는 사실이다.
4.4. 기초과학 진흥과 교육
소개 문단에서 언급되었던 공학 분야가 큰 성공을 거둠으로 기초과학계에 관심을 가지려는 인식이 많아지며, 기초과학 진흥의 걸림돌이 되었던 여러 의견들이 많이 제기되었다. 이중 가장 원인이 확실한 경제 정책의 패스트 트랙으로부터의 걸림돌이 제기되어오면서, 교육과 투자가 기초과학 분야의 양성에 맞게 이루어지지 않았다는 것이 가장 큰 걸림돌로 인식되었다. 사례 1대한민국의 교육은 유래없는 주입식-출세&취업지향적 특성이 엄격히 재고될 부분이 존재하지만, 기초과학 진흥 문제는 대한민국의 교육의 논란만으로 이분법 될수 없다. 오히려 교육과 기초과학 진흥은 다른 문제라고도 볼수 있다.
2024년 한국기술기획평가원의 과학기술인력 통계에 따르면, [4] 중등교육수준에서 기초과학 진흥은 이미 세계적 수준임을 확인할수 있다. 2019년부터 2023년까지의 한국의 기초과학분야 국제과학올림피아드 실적은 2022년 생물올림피아드를 제외한다면, 종합성적에서 최소 20위권 이상을 꾸준히 기록했다. 이중, 수학은 4위권, 물리는 1,2위권 종합성적을 달성했다.
4.5. 노벨상 수상과 기초과학의 수준
5. 현황
5.1. 학문분야
5.1.1. 물리
5.1.1.1. 이론
5.1.1.2. 실험
6. 쟁점
6.1. 기초과학력이 정말 중진국 수준인가?
6.2. 사회적으로 기초과학을 지원해야하는가?
7. 참고문헌
[1]
국립국어원. (nd). 과학기술. 국립국어원 표준국어대사전에서. https://stdict.korean.go.kr/m/search/searchView.do?searchKeyword=%EA%B3%BC%ED%95%99%EA%B8%B0%EC%88%A0
[2]
Phys. Rev. 84, 108 (1951)
[3]
Nucl. Phys. B 61 (1973), 455
[4]
2024년 과학기술인력 통계