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지능의 탄생
저자 : 이대열
출판사 : 글항아리
추천자 : KAOS
지능은 오직 생명의 것이다
지능과 뇌, 그리고 인공지능의 미래에 대한 새로운 이론
2012년 8월, 화성으로 파견된 인공지능 로버 '큐리오시티(Curiosity)'. 인간이 원격조정할 필요 없이 스스로 판단해 목적지까지 주행하며 탐사활동을 펼치는 큐리오시티는 혼자서 모든 문제를 해결한다는 점에서 '알파고(AlphaGo)'보다 더 뛰어난 인공지능 로봇이다. 바둑에 특화되어 있는 알파고와는 달리 큐리오시티는 자율운전능력은 물론, 미션 수행을 위한 에너지 배분, 수집된 자료를 분석해 중요한 내용을 지구로 전송하는 영상 편집 능력 등 다양한 기능을 수행할 수 있기 때문이다. 자율성을 갖춘 로봇 큐리오시티, 큐리오시티와 같은 기계 로봇도 '진짜' 지능을 가질 수 있을까?
30년 넘게 뇌를 연구해온 예일대 신경과학과 이대열 석좌교수는 그렇지 않다고 답한다. 지능은 오직 생명체만 가질 수 있다는 것이다. 큐리오시티가 마치 지능을 가진 것처럼 보이는 이유는 지능의 일부 특징을 마치 지능 전체로 오인하고 있기 때문이다. 이에 이대열 교수는 생명과 유전자의 관점에서 볼 때만 지능에 대한 종합적인 이해가 가능하다고 말한다. 그는 신경과학과 행동경제학의 교차점에서 지능의 근원과 한계를 탐구하며 지능은 오직 생명의 것이 될 수밖에 없음을 역설한다. 생명체가 살아가면서 마주치는 수많은 도전 속에서 문제점을 발견하고 해결책을 찾아가는 능력이 바로 지능으로, 지능 곧 뇌는 유전자의 '대리인'으로 출현하게 된 것이다.
세계적인 신경과학자 이대열 교수의 첫 저서인 [지능의 탄생]은 생명의 진화 과정에서 지능이 어떻게 출현했는지, 뇌와 같은 신경계가 어떻게 진화할 수 있었는지, 그리고 인간과 인공지능의 관계가 어떻게 변해갈 것인지 살펴본다. RNA부터 DNA, 세포와 뉴런까지 생명의 진화사를 전반적으로 훑어가는 이 책은 생물학에 문외한인 사람도 쉽게 이해할 수 있도록 바퀴벌레나 해파리, 예쁜꼬마선충 등 다양한 동물의 사례를 보여준다. 인간의 행동은 생물학이나 심리학이란 하나의 렌즈만으로는 완전히 파악할 수 없다. 저자인 이대열 교수는 신경과학과 경제학, 그리고 심리학을 자유롭게 넘나들며 인간 지능의 다양한 면모를 탐색함으로써 학문의 진정한 융합을 보여준다.
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기원의 탐구
저자 : 저: 김 배것, 역: 박병철
출판사 : 반니
추천자 : KAOS
빅뱅에서 원자, 별, 은하, 태양계를 거쳐 지구와 달의 형성과 생명체의 진화
그리고 인간 의식의 탄생에 이르기까지, 거의 모든 것의 기원을 밝힌다!
[기원의 탐구]는 최신과학이론을 토대로 우주와 생명의 역사를 연대순으로 정리한 책이다. 빅뱅 직후에서 시작하여 원자, 별, 은하, 태양계를 거쳐 지구와 달의 형성과 생명체의 진화, 그리고 마지막으로 인간 의식(意識)의 탄생까지, 이 모든 과정이 한 권의 책에 담겨있다. 저자 짐 배것은 전문 과학저술가로, 천체물리학에서 인류학에 이르는 최신과학이론을 망라해 정설로 받아들여지는 과학이론과 대담한 가설을 두루 검토하며, 138억 년의 시간이 어떻게 흘러왔는지에 대한 과학적 연결고리를 찾아내고 있다.
또한 이 책은 빅뱅에서 인간의 의식에 이르는 방대한 역사와 모든 것의 기원을 논리적 타당성과 엄밀함을 갖춘 현대과학의 언어로 풀어낸다. 전통적인 신화나 창조설화는 시작과 끝이 확실한 반면, 현대과학에 입각한 우주창조이론은 지금도 완성을 향해 나아가는 중이다. 우주의 기원은 곧 우리 자신의 기원이기도 하다. 그 기원에 가장 가까이 다가간 현대과학의 성과가 간결하고, 명확하게 그리고 흥미진진하게 펼쳐지고 있어, 독자들은 상상했던 것보다 훨씬 경이로운 세계를 접하게 될 것이다.
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면역에 관하여
저자 : 저: 율라 비스 / 역: 김명남
출판사 : 열린책들
추천자 : KAOS
누구나 읽어야 할 면역에 관한 모든 것!
[면역에 관하여]는 미국의 촉망받는 논픽션 작가 율라 비스Eula Biss의 세 번째 책으로, 2014년 출간 즉시 "뉴욕 타임스" 베스트셀러가 되었고, 그해 전미 비평가 협회상 파이널리스트에 올랐으며, 유수의 매체들로부터 "올해의 책"으로 선정되었다. 또 2015년 빌 게이츠의 [TED 콘퍼런스 추천 도서]와 [여름휴가 추천 도서] 중 한 권으로, 페이스북 CEO 마크 저커버그가 함께 읽기를 제안한 [저커버그 북클럽] 네 번째 책으로 선정돼 화제가 되었다.
"한편으로는 과학이고, 다른 한편으로는 시이며, 무엇보다도 밀도 높은 사고"라는 옮긴이의 말처럼, 이 책은 면역학이라는 난해한 과학을, 시적 은유를 동원해 아름답게, 동시에 냉철하게 서술한다. 비스는 아이를 출산하고 맞닥뜨린 두려움(백신이 아이를 해칠 수 있다는 두려움)에 맞서면서, 백신과 예방 접종이 실제로 아이와 우리의 삶을 어떻게 구원하고 있는지 규명한다. 또 신화와 역사, 문학을 두루 살핌으로써 우리 내면에 자리한 두려움의 실체를 밝히고, 강력한 은유를 통해 우리가 질병과 면역을 바라보는 관점을 확장시킨다. 이 책은 과학적 글쓰기의 모범으로서 의학계와 과학자들의 지지를 받았고, 은유의 강력한 힘을 증명한 빼어난 문학 작품으로서 작가들의 찬사를 받았다. 한 언론의 평처럼, [면역에 관하여]는 백신과 복잡한 면역학에 대해 알고 싶은 누구에게라도 흥미롭고 유용한 책이다. 특히, 모든 백신 회의론자들은 반드시 읽어야 할 책이다.
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바이오닉맨
저자 : 임창환
출판사 : MDI
추천자 : KAOS
인간은 더 빠르고, 강하고, 똑똑하게 진화할 수 있을까?
2017년 3월 28일, 혁신가 일론 머스크(Elon Musk)는 바이오 인공지능 기업인 뉴럴링크(Neuralink) 설립을 발표했다. 뉴럴링크는 뇌-컴퓨터 접속(BCI: Brain Computer Interface) 기술을 기반으로 사람의 뇌를 기계와 직접 연결하여 뇌 속의 정보를 컴퓨터로 업로드하거나, 컴퓨터의 정보를 뇌로 다운로드 하는 것을 목표로 하고 있다고 한다. 강한 인공지능의 발전 이전에 인간의 뇌를 인공지능만큼 뛰어나게 만들겠다는 것이다. 얼토당토않은 소리라고 얘기할지도 모르지만, 사실 인간은 이 공상과학 소설에나 나올법한 이야기를 어느 정도 실현해나가고 있다. 그렇다면 인간은 언제쯤 이렇게 똑똑해질 수 있을까? 인공지능만큼 뛰어난 뇌를 지닌 사람에게 뛰어난 몸은 필요하지 않을까? 인간은 과연 신체적 정신적으로 현생 인류를 뛰어넘을까?
이 모든 질문에 대한 답은 생체공학이라는 조금은 생소한 분야가 쥐고 있다. [바이오닉맨]의 저자인 임창환 한양대학교 교수는 뇌공학, 특히 뇌-컴퓨터 접속 분야에서 두각을 나타내고 있는 생체공학자다. 전작인 [뇌를 바꾼 공학, 공학을 바꾼 뇌](2015)에서 이미 뇌공학의 현재와 미래를 밝힌 바 있는 저자는, 이제 [바이오닉맨]을 통해 뇌공학을 포함하는 생체공학의 현재와 미래를 보여주고자 한다.
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생명과학 신에게 도전하다
저자 : 김종우 , 이삼열 , 김응빈, 방연상, 송기원
출판사 : 동아시아
추천자 : KAOS
5개의 시선으로 읽는 유전자가위와 합성생물학
질주하는 생명과학의 혁명을 99%의 사람들은 눈치조차 못 채고 있다!
몇 년 전, 안젤리나 졸리는 유방암을 유발할 수 있는 유전자가 있다는 진단을 받고, 실제로 유방 절제 수술을 해 화제가 되었다. 하지만 이제는 유전자가위를 이용해 암을 유발하는 유전자만 싹둑 잘라내면 그만이다. 크리스퍼 유전자가위가 생명과학에서 활용되기 시작하면서, 문제를 일으키는 유전자를 정확히 잘라낼 수 있게 되었기 때문이다. 덕분에 암, 에이즈, 실명, 루게릭병 등 난치병 치료가 가능해졌거나 임상 시험 결과 발표를 앞두고 있는 상황이다. 또한, 태어날 아기의 유전자에서 질병 유전자를 미리 제거하는 일도 머지않아 가능해질 것이다. 중국에서는 수정란 상태에서 질병 유전자를 제거하는 실험에 이미 성공했으며, 영화 [가타카]나 소설 [멋진 신세계]에서 보았던 '맞춤아기'도 조만간 가능해질 것으로 보인다. 물론, 중국의 연구자들은 거센 생명윤리 논란을 불러일으켰으며, 앞으로도 논란은 더욱 거세질 것이다. 미국에서는 세포 단계부터 인간을 합성해 만드는 인간 유전체 합성 계획을 이미 발표했으며, 나사에서는 테라포밍(지구 밖 다른 행성의 환경을 인간이 살 수 있도록 개조하는 작업)에 활용할 수 있는, 우주에서도 생존 가능한 새로운 생명체를 만드는 연구를 진행 중이다. 유전자가위와 합성생물학은 우리에게 공상과학에서나 그려봤음 직한 미래를 현실로 성큼 다가오게 만들었다.
크리스퍼 유전자가위 기술은 2015년 양대 과학 잡지인 [네이처]와 [사이언스]에 의해 올해 최고의 획기적 성과로 선정되었고, 2016년에는 강력한 노벨상 후보로 주목받는 등 과학계 최대의 이슈로 부각되었다. 생명체의 유전자를 편집하고, 새로운 생명체를 만들어내는 합성생물학은 크리스퍼 유전자가위 발견 이후, 급격한 발전을 이루고 있다. 기존의 유전자가위들과 달리 저렴한 비용으로, 빠르고 매우 정확하게 유전자 편집을 할 수 있기 때문이다. 유전자 편집과 합성생물학은 4차 산업혁명을 이끌 대표적 기술로 뽑히고 있다.
이 책은 국내 최초로 국내 연구진들이 과학계의 빅 이슈인 크리스퍼 유전자가위와 합성생물학을 본격적으로 다루었다는 점에서 기존의 책들과 차별점을 갖는다. 또한, 기존 교양서들은 유전자에 관한 교양지식을 전달하는 데 충실했다면, 이 책은 다양한 분과 학문의 연구자들이 유전자가위와 합성생물학과 관련된 윤리, 철학, 종교, 정책의 문제까지 논의하고 다루었다는 점에서 독보적인 위치에 있다고 볼 수 있다. 연세대학교 '과학기술과 사회 포럼'을 통해 10년 전 처음 인연을 맺게 된 필자들은 이후, 언더우드 국제대학에 '과학기술정책 전공'을 만드는 등 과학과 사회의 관계에 지속적인 관심을 가져왔다. 유전자가위와 합성생물학에 특히 주목한 5명의 필자들은 우리 사회에 많은 변화를 가져올 생명과학의 이슈가 과학계 안에서만 논의되는 데 그치지 않고, 사회적으로 논의되어야 한다는 데 공감했다. 지난 2년 간 유전자가위와 합성생물학을 주제로 지속적인 세미나를 진행해온 이유이다. 그 결과물이기도 한 이 책은 과학적 사실에 대한 정확한 정보 전달과 함께 우리가 고민해봐야 할 윤리, 철학, 종교, 제도의 문제를 제시하고 질문한다.
☞도서 바로가기 : https://goo.gl/cU4MJd
생명과 약의 연결고리
저자 : 김성훈
출판사 : 프로네시스
추천자 : 김성훈
생명과 약의 연결고리 : 약으로 이해하는 바이오 시대
나비의 날갯짓에 진동하는 복잡계
인도네시아 연안의 지도를 바꿔버린 쓰나미, 미국 남부를 물바다로 만든 허리케인 카트리나, 중국의 황사 폭풍까지 인류를 위협하는 환경 재앙은 21세기 들어 더욱 강력해지고 있다. 많은 과학자들이 실증적인 데이터와 첨단 기계 장비로 이런 사태를 미연에 방지할 수 있는 방법을 강구하고 있지만 아직은 요원해 보이는 것이 사실이다. 그렇다면 지금의 과학은 왜 이런 문제를 해결하지 못하는 것일까?
문제의 답은 환경을 움직이는 ‘복잡계’ 시스템에 있다. 복잡계란 상호작용하는 수많은 행위자의 행동을 종합적으로 이해해야만 하는 시스템을 말하며 개별요소들의 단순한 합으로는 그 결과를 쉽게 유추할 수 없다. 또 시스템 내부의 작은 변화 하나가 걷잡을 수 없는 결과를 불러온다는 점도 복잡계를 이해하는 데 큰 어려움을 준다. 북경에 있는 나비의 날갯짓이 뉴욕에 폭풍을 일으킨다는 나비이론은 복잡계에서 벌어질 수 있는 일을 가장 극명하게 보여준다. 사실 알고 보면 세상에 벌어지는 일들 대부분이 이런 복잡계의 성격을 띠고 있다. 따라서 복잡계가 작동하는 원리를 알아야 우리 주변의 다양한 문제를 해결할 수 있는 실마리를 찾을 수 있다. 그러나 복잡계 시스템의 이해가 더 절실한 이유는 우리 몸이 바로 이 복잡계 시스템으로 이루어져 있기 때문이다.
이 책은 우리 생활과 밀접하게 연관되어 있는 ‘약’의 다양한 특성을 통해 복잡계 시스템이 지배하는 우리 몸에 대한 이해를 높이고 생명 현상을 보다 알기 쉽게 설명하고자 애썼다. 더불어 암, 면역, 대사질환에 관여하는 다양한 단백질을 발굴해 새로운 신약 개발에 힘쓰고 있는 저자의 전문적인 설명을 통해 최근 생명과학이 열어 보이는 미래의 신약 개발 추세와 인류의 미래를 그려보고자 했다.
약을 통한 생명 현상의 이해
우리 몸을 구성하는 요소들은 외부 자극으로부터 항상성을 유지하기 위해 서로 간에 긴밀한 공조 체제를 이루고 있다. 한 곳에서 문제가 발생하면 다른 부분들이 문제를 해결하기 위해 시스템을 움직인다. 그러나 반대로 너무 큰 자극으로 항상성을 회복할 수 없을 때는 자극에 적응해 시스템에 변형을 일으킨다. 마약이나 알코올에 중독되는 이유다.
그런데 문제는 병을 치료하기 위한 약에 대해서도 우리 몸이 똑같이 반응한다는 점이다. 약도 일종의 자극이기 때문이다. 단순한 속쓰림을 치료하기 위해서도 몸에서 일어나는 다양한 작용을 고려해 이런저런 약을 한꺼번에 복용해야 한다. 하지만 환경 현상과 마찬가지로 지금의 과학으로는 우리 몸의 모든 시스템 작용을 명확히 알 수 없다. 오랜 연구 기간과 막대한 자금을 투자한 신약들이 부작용을 일으키거나 전혀 다른 효과를 나타낼 경우 그 원인을 규명하는 데만도 오랜 시간이 필요한 실정이다.
질병을 고치기 위해 개발된 수많은 약들 가운데 원래의 의도를 벗어난 약들은 의도치 않은 재앙과 선물을 우리에게 안겨줬다. 고개 숙인 남성들에게 새로운 희망을 준 비아그라는 원래 고혈압 치료제로 개발되었다. 그런데 새로운 용도, 즉 발기부전 개선 효과가 발견되면서 남성들 사이에서 선풍적인 인기를 끌며 라이프스타일 의약품이라는 새로운 개념을 만들어냈다. 그러나 이 용도로 사용하는 환자들이 늘어남에 따라 새로운 부작용 사례들이 속속 보고되고 있기도 하다.
그러나 약물 부작용과 새로운 효능의 발견에 있어 탈리도마이드만큼 극적인 반전을 보여주는 예는 없을 것이다. 임산부의 구토 증세를 완화하고자 개발된 이 약은 태아 기형을 일으키는 부작용을 낳아 ‘악마의 약물’이라는 별명을 얻었다. 그러나 최근 항암제 효과가 발견되면서 생명의 약물로 다시 쓰이고 있다.
이처럼 몸을 구성하는 하나의 성분에 약물이 작용하는 경우, 그 효과는 그 구성 성분에 연결되어 있는 다른 인자들을 통해 여러 갈래로 파장을 일으키기 마련이다. 그 때문에 특정한 목적을 겨냥한 행위가 예기치 못한 부작용을 낳기도 하지만 그 반대로 기대치 않은 효능을 발견하는 기회가 되기도 한다. 이렇듯 제한된 지식으로 우리 몸의 복잡한 네트워크 시스템을 완벽하게 통제하는 일은 거의 불가능하다. 따라서 질병의 원인을 규명하고 원인에 따른 적절한 치료법을 모색하기 위해서는 질병의 원인과 결과 사이에 존재하는 다양한 생리적 연결고리를 규명하고 전체적인 관점을 확보하는 것이 매우 중요하다.
21세기 생명과학의 새로운 패러다임
20세기 중반, DNA분자 구조가 규명되면서 생명과학은 부분을 파고드는 환원주의의 물결에 휩싸인다. 하지만 전체를 바라보지 않고는 생명현상을 근본적으로 설명할 수 없다는 전일주의가 오늘날 다시 주목을 받고 있다. 그리고 유전자 지도가 완성된 21세기, 유전자나 단백질 등 인체를 구성하는 각종 물질들의 부분과 전체를 아우르는 생명과학 연구가 나날이 발전하는 중이다. 의약품의 소재 또한 기존의 화합물에서 벗어나 독성과 부작용이 적은 유전자, 단백질, 세포 등으로 확장되고 있다. 실제로 지난 10년 간 생물학적 제제는 화학적 기제에 비해 훨씬 높은 성장 속도를 보이고 있다.
그러나 21세기 바이오 시대를 일반인들이 현실로 체감하기까지는 아직 갈 길이 멀다. 우리 몸을 운용하는 네트워크 회로를 손에 넣기까지는 아직도 겪어야 할 시행착오가 많으며, 수많은 신약 개발이 실패를 겪어야 할 것이다. 그러나 확실한 것은 지난 50년 동안 생명과학은 그 어느 시대에 비해서도 혁명적인 발전을 이루었다는 사실이다. 생명과학의 생생한 현주소를 밝히는 이 책과 함께 바이오 혁명 이후 인간의 미래를 가늠해보자.
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