더하고 빼고 뒤집으면 답이 보인다

거꾸로 보는 세상, 역발상의 묘미를 즐겨라! 틀에 박힌 생각과 상식을 뒤집고 비틀어놓는 흥미로운 과학세상

코로나19 감염사태로 개인과 사회, 국가와 전 지구가 새로운 미래를 준비하고 있다. 지금까지와는 다른 생각, 다른 자세가 필요한 지금 ≪역발상의 과학≫은 고정관념을 흔들어보라고 충동한다. 인류 역사에서 ‘유레카’는 언제나 역발상으로부터 나왔고 오늘날도 마찬가지다. 이 책에서는 콘크리트가 휘어지고, 엘리베이터가 옆으로 움직이고, 종이로 면도를 하고, 공을 차면 전기가 생산되고, 버섯으로 가죽을 만들고, 양초로 LED 전등을 밝히고, 잉크 없이 프린트를 하는 역발상의 과학세상이 펼쳐진다. 〈순간포착 세상에 이런 일이〉에 나올 법한 신기하고도 놀라운 역발상이다. ‘역발상의 과학’이라고 복잡하거나 어려운 것이 아니다. 우리의 생각과 상식을 뒤집어보면 비로소 보이는 과학 이야기들이다. 과학칼럼니스트인 저자는 자연이 알려주는, 생활에서 배우는, 실수에서 깨닫는, 기술에서 배우는 역발상의 사례들을 무겁지도 가볍지도 않게 풀어간다. 더하고 빼고 뒤집고 거꾸로 보면서 답을 찾은 역발상의 과정과 중요한 과학적 이해, 경제적 가치와 비전들을 알아가는 재미가 쏠쏠하다. 중요한 것은 지금 당장 역발상 기술과 제품의 성공 여부가 아니다. 오히려 언제든 또 다른 분야에서 활용될 수도 있는 가능성과 의외성 등이 역발상의 묘미다. 누구도 예측할 수 없는 반전이 역발상 세계에 있다. 때로는 역발상! 이 책은 독자들의 역발상을 자극해 또 다른 창조의 계기가 될 수도 있을 것이다.

머리말_ 거꾸로 보는 세상, 역발상이 답이다

Part 1. 자연이 알려주는 역발상의 과학
‘독’도 잘 쓰면 ‘약’이 된다_ 주름개선제 보톡스와 고혈압 치료제 캡토프릴
죽으면 아무것도 남기지 않는다_ 비상식량이 되는 생존 가이드북과 새가 먹을 수 있는 접시
버섯에서 가죽을 얻는다_ 버섯의 균사체와 겉껍질을 이용한 인조가죽
자연에 도전하지 말고 굴복하자_ 수륙양용 주택과 무개발 자연재해 대응책
2년이면 강산이 변한다_ 점적관수 기술과 역삼투 해수담수화 기술
식물과 동물이 첨단기술의 모델_ 연잎 방수효과 활용 메모리 소자와 물총새 부리 모방한 신칸센
불안한 먹거리, 인공적으로 만들어 먹는다_ 닭 없는 달걀과 젖소 없는 우유
이이제이로 유해 미생물을 퇴치한다_ 적조의 적은 적조, 곰팡이를 제거하는 곰팡이
버려지는 채소를 ‘김’처럼 만들다_ 업사이클링 식품인 베지트 채소
바다 없는 곳에 바다 관련 시설을 짓는다_ 내륙의 해양과학관과 양식장, 사막의 수력발전소
문화재 위에 건물을 짓는다_ 경남과학교육원과 공평도시유적전시관

Part 2. 생활에서 배우는 역발상의 과학
따뜻한 물이 찬 물보다 빨리 언다_ 음펨바 효과와 브라에스 가설
쓰레기의 변신은 무죄_ 에너지로 바뀌는 가축분뇨와 생활쓰레기
눈앞의 현실을 보고도 믿기지 않는다_ 자동차를 위한 아파트와 산을 뒤집어놓은 듯한 문화공간
막히면 없애 버리고 혼잡하면 더한다_ 신호등 없는 도시와 돌출형 정거장
님비를 핌피로!_ 변화하는 하수처리장과 쓰레기소각장
약한 것도 뭉치면 단단해지고 강해진다_ 종이로 만든 면도기와 자전거 헬멧
종이로 가구를 만든다_ 종이로 만든 가구와 건물
구멍이 제품 성능을 좌우한다_ 만년필과 김치캔
첨단기술보다 적정기술이 더 필요하다_ 초소형 미니 세탁기와 대야 겸용 포터블 정수기
귀가 아니라 뺨으로도 소리를 듣는다_ 골전도 이어폰과 외부 소음 없는 이어폰
에너지가 필요하면 공을 발로 차라_ 전기를 만드는 축구공과 폐지로 만든 책상

Part 3. 실수에서 깨닫는 역발상의 과학
실수는 발명의 어머니_ 자동차 안전유리와 아이보리 비누
뒷걸음치던 소가 쥐를 잡는다_ 전자레인지와 감미료 사카린
때때로 하찮은 것이 세상을 바꾼다_ 일회용 종이컵과 일회용 반창고
실수가 성공한 비즈니스를 만든다_ 한글 인터넷 주소와 드라이클리닝
반대로 감고 거꾸로 접는다_ 반대로 감은 용수철과 거꾸로 접는 우산
사(死)각 지대 없애니 생(生)각 지대 생겼다_ 360도 스피커와 양면 선풍기
몸통보다 곁가지가 중요할 때도 있다_ 스마트워치 시곗줄과 토스터 스팀 기능
이가 없으니 잇몸으로 씹는다_ 전기 없이 작동하는 LED 전등과 냉장고
꿩 먹고 알도 먹는다_ 우유로 만든 포장재와 과자로 만든 커피잔
밑 빠진 독이 아이디어 상품_ 구멍 뚫린 신발과 양면 김치통
배가 하늘로 향하면 더 높이 난다_ 높이뛰기 자세와 스키점프 자세

Part 4. 기술이 보여주는 역발상의 과학
없애면 기능이 더 좋아진다_ 잉크 없는 프린터와 냉각팬 없는 노트북
더하면 두 배가 아니라 무한대가 된다_ 물리적 가상 키보드와 요철 스크린
위에서 안 되면 아래에서 한다_ 하향식 증발증착 기술과 거꾸로 타는 보일러
티끌 같은 에너지도 모으면 태산_ 자기장 노이즈와 대기 전력
현실에서 어렵다면 가상에서 한다_ 가상 공장과 가상 발전소
수직이 어렵다면 수평으로 해결한다_ 좌우로 움직이는 엘리베이터와 선박 육상건조 공법
전혀 예상치 못한 미래 경쟁자_ GE 경쟁자는 SW업체, ZARA 경쟁자는 3D 프린터
지금은 우스워도 미래에는 대박_ 다리 달린 레일버스와 외발형 전기 스쿠터
단단한 것 같지만 알고 보면 부드럽다_ 휘어지고 팽창하는 콘크리트
바늘허리에 매도 바느질할 수 있다_ 순서 바꾼 터널굴착 공법과 과정 없앤 제철 공정
오늘의 약점이 내일은 강점으로_ 비행기 날개 카나드와 위아래로 움직이는 스크린도어
에어컨의 핵심은 온도가 아니라 습도_ 습도 제어 기반 에어컨

일반적으로 용수철은 양쪽으로 잡아당길 때 늘어나는 길이에 따라 당기는 힘도 비례한다. 많이 늘어날수록 수축하려는 힘도 그만큼 커지게 되는 것이다. 하지만 산업계에서 요구하는 용수철은 이런 일반적인 물성이 아니다. 같은 크기와 같은 모양의 용수철이라도 수축력이 더 커야 하는 등 특별한 물성이 필요하다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 과학자들은 용수철 소재의 재질이나 탄성력 조절 방법에서 답을 찾고자 노력했다. 그런데 지광구 박사는 발상을 전환해 용수철을 반대로 되감아봤다. 그 결과 반대로 다시 감은 용수철은 변위 크기와 상관없이 완전히 수축된 상태에서도 상당한 힘을 발휘한다는 사실을 확인할 수 있었다.
-166-167쪽, 반대로 감고 거꾸로 접는다이미 상식처럼 여겨지는 관행에 이의를 제기하며 새로운 방법을 찾는다는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 실패할 수 있고, 인정받지 못할 수도 있기 때문이죠. 하지만 대부분의 창시자들은 이 같은 위험을 감수하면서 도전을 멈추지 않았습니다. 그리고 그들이 도전할 수 있도록 뒷받침한 것은 과학기술이었죠. 실패에 대한 두려움은 과학의 힘으로 떨쳐버릴 수 있습니다.
-201쪽, 배가 하늘로 향하면 더 높이 난다ZARA 아만시오 오르테가 회장은 조금 다른 시각에서 경쟁자들을 바라봤다. ZARA의 경쟁자로 기업이 아닌 의류 출력 시스템, 다시 말해 옷을 즉시 만들 수 있는 3D프린터를 꼽은 것이다. 그는 “소비자가 디자인한 후 원하는 소재를 사용해 즉석에서 옷 한 벌을 제조할 수 있기 때문”이라고 설명하며 “3D프린터의 등장으로 기존 패션의류 개발 과정이 일대 변혁을 맞을 것”이라고 전망했다.
-241-242쪽, 전혀 예상치 못한 미래 경쟁자

“ZARA의 경쟁자는 3D프린터다. 미래의 의류회사는 제품 자체가 아니라 소비자들이 원하는 디자인을 원하는 소재로 빠르게 생산할 수 있는 디자인을 팔 것이기 때문이다.”
－아만시오 오르테가(Amancio Ortega), 패션브랜드 ZARA 창업자고정관념에 사로잡힌 사람들을 위한 아이디어 창고
용수철의 방향을 바꾸는 것만으로 물성이 달라진다. 오른쪽 방향으로 감긴 것을 왼쪽으로 바꾼 것뿐인데 탄성이나 장력이 획기적으로 좋아졌다. 과학자들이 재질이나 탄성력 조절방법에서 찾으려고 노력했던 답이 어린 시절 장난 같은 사소한 데에 있었다. 바로 역발상의 결과다. 이 책에는 상식을 흔들어놓는 역발상 아이디어와 그 결과물이 가득하다. 독(毒)을 이용한 주름개선제와 고혈압 치료제, 버섯의 균사체와 겉껍질을 이용한 인조가죽, 사막의 녹색혁명을 일으킨 물 공급시스템, 휴대용 초소형 미니세탁기와 도로의 신호등을 없애버린 도시, 우유로 만든 포장재와 과자로 만든 커피잔, 좌우로 움직이는 엘리베이터와 휘어지고 팽창하는 콘크리트 등 역발상으로 창조한 이야기를 따라가는 과정이 흥미진진하다. 모든 사례들은 일상에서 느끼고 자연에서 배우고 실수를 통해 깨달은 것들이다. 좀처럼 답이 안 나오는 숙제를 갖고 있을 때, 바로 역발상이 필요한 순간일 수 있다. 이 책은 그 순간을 위한 아이디어 창고가 될 것이다.인류의 역사는 역발상의 역사
알고 보면 인류의 역사, 특히 과학의 역사는 역발상 자체라고도 볼 수 있다. 모두가 ‘예’라고 할 때 ‘아니오’라는 자세였던 이들이 놀라운 발견과 발명의 주인공이 되었다. ‘그래도 지구는 돈다’며 지동설을 주창한 갈릴레이와 진화론으로 생물학 혁명을 일으킨 다윈, 이 책의 머리말에서 언급하는 태양광으로 선박을 불태운 아르키메데스나 예방접종으로 천연두를 퇴치한 에드워드 제너, 항생제로 세균성 질환을 치료한 알렉산더 플레밍 역시 그렇다. 저자는 역발상이야말로 코로나19라는 초유의 전염병 위기를 극복할 돌파구이자 인류의 미래를 위한 중요한 자산이라고 역설한다. 그럼에도 항상 중요한 건 기본이다. “규칙을 완벽히 익혀야 규칙을 뛰어넘을 수 있다.”는 파블로 피카소의 말처럼 과학교육을 제대로 익히지 않으면 역발상도 가능하지 않다. 저자는 자유로운 역발상을 위해서도 과학기술이 중요함을 강조하고 있다.역발상 과학은 인간을 위한 과학
과학칼럼니스트인 저자는 과학으로 인류를 살리는 ‘적정기술’에 많은 관심을 기울인다. 특별히 역발상의 과학은 사람을 위한, 인류를 위한, 지구를 위한 따뜻한 과학을 지향한다. 전기를 생산하는 축구공 사켓과 골판지가 책상과 가방으로 변신하는 헬프데스크, 양초로 LED 등을 밝히는 티라이트 램프 등은 개발도상국 주민들의 삶의 질을 향상시키는 적정기술이다. 업사이클링 식품인 베지트 채소나 에너지로 변환시키는 가축분뇨와 생활쓰레기, 버려지는 에너지를 모아서 활용하는 자기장 노이즈와 대기 전력, 종이로 만든 가구와 건물 등은 인류의 건강을 지키면서 제한된 자원 보존과 지속가능한 미래 환경을 동시에 해결하는 인간을 위한 과학이다. 첨단과학도 중요하지만 적정기술과 지구를 살리는 기술도 함께 고민하는 일, 바로 역발상의 과학이다.