[동아엠앤비] 미래를 바꾸는 노벨상 2024

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미래를 바꾸는 노벨상 2024

노벨 과학상 수상자 연구 업적 파헤치기

지은이 이충환, 이종림, 오혜진 ǀ 발행일 2025년 1월 10일

체제 170*225㎜, 128쪽, 무선제본 ǀ 정가 13,000원 대상 독자 청소년

분류 청소년 > 자연과학 > 과학학

ISBN 979-11-6363-926-8 (43400)

YES24 링크: https://www.yes24.com/Product/Goods/140934728

■ 책 소개

노벨상을 휩쓴 인공지능 연구

그리고 한국 최초 노벨 문학상 수상자 한강

인류 문명 발달에 크게 기여한 사람만이 받을 수 있는 세계에서 가장 권위 있는 상인 노벨상. 『미래를 바꾸는 노벨상 2024』는 노벨상의 유래와 의의, 노벨상을 받은 연구 내용과 한국 최초의 노벨 문학상 수상자 한강을 비롯한 수상자들의 업적 및 생애 등을 자세하게 다루고 있으며, 기발한 발상을 한 과학자에게 수여되는 ’괴짜들의 노벨상‘ 이그노벨상에 대해서도 설명하고 있다.

2024 노벨 물리학상은 인공지능 머신러닝의 초기 모델을 고안한 존 홉필드와 제프리 힌턴에게 돌아갔다. 인공지능이 복잡한 계산을 하는 데 이용하는 알고리즘인 인공신경망은 사람의 뇌 신경망이 작용하는 방식을 본떠서 만들었다. 이를 통해 더욱 강력한 인공지능을 개발하는 것이 가능해졌다.

2024 노벨 화학상은 인간에게 유용한 단백질 구조를 설계하고 인공지능으로 단백질 구조를 예측하는 데 공헌한 데이비드 베이커, 데미스 허사비스, 존 점퍼에게 주어졌다. 이들은 인공지능을 이용해 단백질 구조를 예측했으며 기존에 존재하지 않았던 새로운 기능을 가진 단백질을 설계해냈다.

2024 노벨 생리의학상의 주인공은 단일가닥염기 20여 개로 구성된 ‘마이크로RNA(miRNA)’를 발견한 빅터 앰브로스와 게리 러브컨이다. 두 사람은 miRNA가 유전자 발현 조절자로서 인간을 비롯한 생물에서 중요한 역할을 하며 암이나 심혈관질환 같은 다양한 질병이 발생하는 과정에 관여한다는 사실을 밝혀냈다.

물리학, 화학, 생리의학 분야의 노벨 과학상 수상자들은 인류의 지식을 확장시키고 질병에 맞서 싸우는 새로운 방법을 개발했다. 그들의 노력은 우리의 삶을 더 건강하게 만들고 미래 발전의 길을 열었다. 이 책은 노벨상과 그 수상자들의 업적을 소개하며, 그들이 우리에게 보여주는 희망과 꿈을 전달한다. 이 책은 그야말로 노벨상에 대한 모든 것을 설명하는 최고의 가이드북이다.

■ 추천사

노벨 문학상이 드디어 우리나라에서 배출되어 노벨상에 대한 관심이 뜨거웠다. 올해 노벨 과학상은 기존과 달리 AI 관련 수상자들이 받으면서 이슈가 되었다. 이 책은 올해 다양한 노벨상 수상자들과 업적에 대해 알기 쉽게 알려 주어 미래 노벨상을 꿈꾸는 청소년들에게 길라잡이가 되어줄 것이다. _ 이기진(서강대 물리학과 교수)

■ 저자 소개

지은이 이충환

서울대 천문학과를 졸업한 뒤 동 대학원에서 천문학 석사학위를 받고, 고려대 과학기술학 협동과정에서 언론학 박사학위를 받았다. 천문학 잡지 《별과 우주》에서 기자 생활을 시작했고 동아사이언스에서 《과학동아》, 《수학동아》 편집장을 역임했으며, 현재는 과학 콘텐츠 기획・제작사 동아에스앤씨의 편집위원으로 있다. 지은 책으로 『블랙홀』, 『칼 세이건의 코스모스』, 『반짝반짝, 별 관찰 일지』, 『재미있는 별자리와 우주 이야기』, 『재미있는 화산과 지진 이야기』, 『지구 온난화 어떻게 해결할까?』, 『십 대가 꼭 알아야 할 기후변화 교과서』, 『챗GPT 기회인가 위기인가』(공저), 『미래를 읽다 과학이슈 11』 시리즈(공저) 등이 있다.

지은이 이종림

이화여대를 졸업하고 《마이크로소프트웨어》와 《과학동아》에서 기자로 일했다. 프리랜서 과학 전문 기자로 《주간동아》, 《과학동아》 등에 IT 과학 기사를 기고하며, 유튜브 과학 채널 ‘위클리 사이언스(Weekly Science)’를 운영 중이다. 지은 책으로 미국 캠핑 여행기 『그것은 하나의 여행이었다』와 『미래를 읽다 과학이슈 11』시리즈(공저), 『노벨상을 꿈꿔라』(공저) 등이 있다.

지은이 오혜진

서강대 생명과학과를 졸업하고 서울대 과학사 및 과학철학 협동과정(현 과학학과)에서 과학기술학(STS) 석사학위를 받았다. 동아사이언스에서 《과학동아》, 《어린이과학동아》 기자를 지냈으며, 현재는 과학 콘텐츠 기획・제작사 동아에스앤씨에서 기자로 일하며 과학 관련 칼럼과 기사를 집필하고 있다. 지은 책으로는 『미래를 읽다 과학이슈 11』 시리즈(공저), 『과학이슈 하이라이트 Vol 5: 감염병 X, 바이러스와 인류』 등이 있다.

■ 차례

머리말

2024 노벨상

- 한강의 기적을 넘어 인류의 지식과 삶을 풍요롭게 만들다

- 2024년 노벨 과학상

- 이그노벨상

▲ 2024 노벨상 뒷이야기 - 한국 최초의 노벨 문학상 수상자 한강

2024 노벨 물리학상

- 2024년 노벨 물리학상, 수상자 두 명을 소개합니다! - 존 홉필드, 제프리 힌턴

- 몸풀기! 사전지식 깨치기

- 본격! 수상자들의 업적 - AI 기계학습의 토대를 닦다

▲ 노벨 물리학상 뒷이야기 - 제프리 힌턴의 제자들

2024 노벨 화학상

- 2024년 노벨 화학상, 수상자 세 명을 소개합니다! - 데이비드 베이커, 데미스 허사비스, 존 M. 점퍼

- 몸풀기! 사전지식 깨치기

- 본격! 수상자들의 업적 - 새로운 단백질 설계의 길을 열다

▲ 노벨 화학상 뒷이야기 - 알파고와 알파폴드, AI가 그리는 미래

2024 노벨 생리의학상

- 2024년 노벨 생리의학상, 수상자 두 명을 소개합니다! - 빅터 앰브로스, 게리 러브컨

- 몸풀기! 사전지식 깨치기

- 본격! 수상자들의 업적 - miRNA를 발견하다

▲ 노벨 생리의학상 뒷이야기 - 노벨상을 네 번이나 수상한 예쁜꼬마선충

참고 자료

■ 책 속으로

스웨덴 한림원은 한강의 소설에 대해 역사의 상처를 마주 보고 인간 삶의 취약함을 그대로 드러내는 작가의 강렬한 시적 산문이라고 평가하며 선정 이유를 밝혔습니다. 한림원은 또 작가는 대부분 여성인 인물들의 상처받기 쉬운 처지를 거의 ‘육체적’으로 공감하고 있다며 몸과 마음, 산 자와 죽은 자가 서로 연결된다는 독특한 의식을 지니고 있으면서 시적이고 실험적인 스타일로 현세대의 산문을 혁신했다고 설명했습니다. <중략> 노벨 문학상은 1901년부터 2024년까지 총 117차례 수여됐는데, 수상자는 모두 121명입니다. 한강 작가는 여성 작가로는 역대 18번째 노벨 문학상 수상자가 됐고, 아시아 국가 국적의 작가로는 2012년 중국 작가 모옌 이후 12년 만에 수상했답니다. 흥미롭게도 노벨 문학상은 2012년 이후로 매년 남녀가 번갈아 수상자로 선정돼왔는데, 2023년 수상자가 남성 작가 욘 포세였기에 2024년에도 그 전통은 이어졌다고 하네요. _15쪽, 역사의 상처를 마주 보다

포유류가 항문을 통해 호흡할 수 있다고요?! 일본 도쿄 치의학대 연구진이 생쥐와 돼지를 대상으로 실험한 결과 이들 포유류가 직장을 통해 전달되는 산소를 흡수할 수 있다는 사실을 밝혀내 2021년 국제 학술지 《메드(Med)》에 표지 논문으로 발표했습니다. 연구진은 이 연구 성과로 2024년 생리학 부문 이그노벨상을 차지했답니다. 연구진은 미꾸라지 같은 수생동물이 산소가 부족한 상황에서 창자를 통해 호흡한다는 사실에 주목하고 사람 같은 포유류도 가능한지 알아보는 실험을 했습니다. 이 연구에 참여한 다케베 다카노리 박사가 폐 질환을 앓고 있는 아버지의 치료법을 고민하던 것이 연구의 발단이 됐다고 해요. 코로나19 팬데믹 시기에 인공호흡기가 부족한 호흡부전 환자들을 돕기 위한 목적도 있었답니다. _27쪽, 이그노벨상

과거에 홉필드 교수는 분자생물학의 이론적 문제를 탐구하기 위해 물리학의 배경지식을 활용했습니다. 그는 신경과학에 대한 한 학회에 초대받았을 때 뇌 구조에 관한 연구를 접하게 됐는데요, 자신이 알게 된 내용에 매료됐고 단순한 신경망에 대한 역학을 생각하기 시작했습니다. 뉴런이 함께 작동하면, 네트워크의 개별 구성 요소만 보는 경우 분명하지 않은 새롭고 강력한 특성이 생길 수 있습니다. 1980년 홉필드 교수는 자신의 연구 관심이 물리학 동료들이 일했던 영역 밖으로 나가면서 프린스턴대를 떠나 미 대륙을 가로질러 캘리포니아 남부 패서디나로 옮겨갔습니다. 즉 캘리포니아공대(칼텍)의 화학 및 생물학 교수직 제안을 수락했던 것입니다. 그곳에서 컴퓨터 자원을 활용해 자유롭게 실험하고 신경망에 대한 아이디어를 개발했습니다. _54쪽, AI 기계학습의 토대를 닦다

이처럼 과학적 노력과 AI 기술의 융합으로, 단백질 구조를 정밀하게 예측하고 원하는 기능을 수행하는 새로운 단백질을 설계할 수 있는 시대가 열렸습니다. 올해 노벨 화학상 수상자들은 과거 몇 년이 걸리던 작업을 단 몇 분 만에 수행할 수 있도록 혁신을 이뤄내며 과학계에 큰 반향을 일으켰지요. 이들의 연구는 끝이 아닌 현재 진행형입니다. 2024년 5월 발표된 알파폴드3는 단백질 구조 예측을 넘어 DNA, RNA, 리간드 등 다양한 생체 분자 간 상호작용을 예측하는 기능으로 약물 개발과 분자 의학 분야에서 눈에 띄는 진전을 나타내고 있지요. 알파폴드와 유사한 접근 방식을 활용한 로제타 폴드(RosettaFold) 또한 단백질 구조와 설계를 정밀하게 수행하며, 기존 로제타 소프트웨어와 함께 생명공학 및 맞춤형 단백질 설계의 발전을 가속화하고 있답니다. 이를 통해 질병 치료와 환경 문제 해결, 에너지 혁신 등을 통해 우리 삶의 변화를 예고하고 있지요. 88쪽, 새로운 단백질 설계의 길을 열다

노벨 생리의학상으로 선정될 만큼 miRNA가 중요한 이유는 결국 질병과 연결되기 때문입니다. miRNA는 유전자의 발현을 조절해 세포의 성장, 분화, 사멸 등 다양한 생명 현상을 조절하는 핵심 역할을 합니다. 만약 miRNA가 잘못되어 유전자 발현이 제대로 조절되지 않는다면 세포와 조직은 정상적으로 발달하지 못하고, 질병을 일으킬 수 있습니다. 지금까지 많은 질병들이 특정 miRNA의 이상과 관련이 있다는 것이 밝혀졌습니다. 예를 들어 miR-96 유전자에 돌연변이가 있다면 진행성 난청 질환이 발생할 수 있습니다. miR-17~92 유전자가 없다면 골격과 성장에 결함이 생깁니다. 또 앞서 miRNA의 생성 과정에 중요한 역할을 했던 다이서 효소에 돌연변이가 생기면 신장, 갑상선, 난소, 뇌, 눈, 폐 등 다양한 장기 및 조직에 종양이 발생하는 희귀 유전성 질환이 발생할 수 있습니다. 88쪽, miRNA를 발견하다

■ 출판사 리뷰

한국인 첫 노벨 과학상 수상을 기원하며

올해의 노벨상을 꿰뚫는 키워드는 인공지능이다. 노벨위원회는 2024 노벨 물리학상과 노벨 화학상의 주인공으로 인공지능 분야에서 활약한 연구자들을 선택했다. 이는 인공지능 기술을 세상을 변화시킬 기술로 인식하고 있다는 얘기이기도 하다.

2021년 한국연구재단이 펴낸 ‘노벨 과학상의 핵심 연구와 수상 연령’을 보면 2011~2020년 노벨상을 받은 연구는 수상자가 탐구에 착수해 결과물을 얻기까지 평균 19.1년이 걸린 것으로 나온다. 결과물을 내고 과학계에서 각종 검증이 이뤄지는 데 다시 12.7년이 소요됐다. 수상까지 총 31.8년이 필요했다. 수상의 근거가 되는 연구가 발표된 이후 상을 받기까지 수십 년이 걸릴 만큼 노벨상은 매우 보수적인 상이다. 그 과학기술이 인류에 긍정적 영향을 미쳤는지를 오랜 기간 검증하기 때문이다. 이는 과학에 국한된 것이 아니다. 문학상을 받은 한강의 소설 『채식주의자』 역시 2007년도에 발표된 작품이다.

하지만 앞서 말한 것처럼 올해의 노벨 물리학상과 화학상은 비교적 최근 연구인 인공지능과 관련된 연구에게 주어졌다. 심지어 화학상을 받은 딥마인드의 알파폴드는 2020년 연구이기까지 하다. 인공지능이 엄청난 속도로 과학계 패러다임을 바꾸고 있다는 얘기다.

기초 과학 연구와 인공지능이 어떤 관련성을 갖고 있기에 인공지능 관련 분야의 연구자들이 노벨상 수상자로 선정된 것일까. 이 책에는 이러한 궁금증을 해결할 수 있게 각 과학자들의 연구 내용과 목적, 그 연구 결과가 세상에 어떤 이로움을 선사하는지에 대해 풍부한 시각 이미지와 함께 쉽고 자세하게 설명되어 있다.

영국 토터스미디어가 발표한 ‘2024년 글로벌 AI 지수’에 따르면 한국의 경쟁력은 세계 6위 수준이다. 비록 1위인 미국이나 2위인 중국과 세부 지표상으로 꽤 차이가 나는 6위이지만 그래도 다른 선진국에 비해 부실하다는 평을 받는 기초 과학 인프라 상황에 견주어 보면 인공지능 연구를 통한 한국의 첫 노벨 과학상 수상도 현실로 이루어질 가능성이 커졌다고 생각할 수 있다. 한강의 사례처럼 노벨상 수상이 그저 매년 한 번씩 들려오는 먼 나라의 이슈에 그치지 않고 우리 곁에서 일어날 현실 이야기로 다가오게 된 것이다.

지식기반사회가 도래한 요즘, 과학기술 분야에서 가장 큰 지식의 업적을 쌓은 사람에게 수여하는 노벨상이 국가의 경제와 경쟁력에 주는 의미를 깊이 되새겨 분석해 볼 필요가 있다. 노벨상은 단순히 수상자와 수상국가의 명예를 높이는 의미 이상을 우리에게 시사한다. 2024년 노벨 과학상 수상자들과 인류를 발전시킨 연구 업적을 자세히 다룬 이 책을 통해 그들이 세상에 어떤 영향을 끼쳤는지, 우리에게 필요한 연구가 무엇일지 곱씹으며 한국 최초의 노벨 과학상을 꿈꿔 보자.