[오철우의 과학풍경] ‘생명이란 무엇인가’ 다시 묻는 물리 이론

오철우 | 한밭대 강사(과학기술학) ‘슈뢰딩거의 고양이’라는 사고실험으로 널리 알려진 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)는 양자역...

조립 이론은 생명 분자를 레고 조립에 비유해 물질 부품의 조립체로 설명하곤 한다. 단백질처럼 매우 복잡한 고분자의 출현은 생명체가 시간, 역사, 우연의 정보를 자신의 물질에 새겨 넣어 기억할 줄 알기 때문에 가능한 것으로 이해된다. 그림 Anna Tanczos/Sci-Comm Studios, CC BY-SA.‘슈뢰딩거의 고양이’라는 사고실험으로 널리 알려진 에르빈 슈뢰딩거는 양자역학으로 노벨상을 받은 저명한 물리학자이지만, 생물학의 주제를 다룬 책 ‘생명이란 무엇인가’의 저자로도 널리 알려졌다. 디엔에이의 실체가 잘 알려지지 않았던 시절이었는데도 그는 과학은 통한다는 믿음으로 당대 물리학과 화학 지식을 통해 ‘놀라운 기적’ 같은 유전물질의 구조와 속성을 추론하고 예측했다. 나중에 밝혀진 디엔에이와 유전암호의 과학은 생물학의 경계를 넘나든 양자물리학자의 통찰이 의미 있는 도전이었음을 말해준다.

왜 세상에 어떤 분자는 존재하고 어떤 분자는 존재하지 않을까? 조립 이론은 이런 물음에서 시작한다. 이론적으로 무수한 경우의 수에 비하면 세상에는 아주 적은 종류의 객체들만 존재한다. 왜 그럴까? 이론 주창자들은 물질 조립이 시간을 초월하는 물리법칙만으로 일어나는 게 아니라 실제 시간 세계의 조립 공간에서 일어나기 때문이라고 말한다. 그래서 조립의 과학은 물리법칙뿐 아니라 시간, 역사, 우연과 선택 경로까지 포괄할 수 있어야 한다. 조립 이론에 의하면, 단백질처럼 복잡한 고분자의 출현은 생명체가 무생물과 달리 시간, 역사, 우연의 정보를 자신의 물질에 새겨 넣어 기억할 줄 알기 때문에 가능한 일이다.

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