"한국의 영재 교육은 선행학습으로 문제풀이 귀신을 키우는 것에 불과합니다. 오히려 차근차근 배우면서 과학에 대한 호기심을 잃지 않는 일반 학생이 더 훌륭한 과학자가 될 수 있습니다."

서울대 물리천문학부 김수봉(金修奉·48) 교수는 지난 10년 사이 국내 최고의 과학 논문을 쓴 학자다. 그가 1998년 미·일 연구진과 함께 쓴 중성미자(中性微子·neutrino)에 관한 논문은 국내 학자로선 최다인 1967회의 피인용 횟수를 기록했다. 한 분야를 새로 개척한 혁신적인 논문일수록 다른 논문에 인용되는 횟수가 늘어나기 마련이다. 지금껏 김 교수가 쓴 논문들을 다 합하면 피인용 횟수는 1만2000회를 넘는다. 늘 한국인 노벨 과학상 수상 후보 0순위에 오르는 것도 이런 국제 학계의 평가 때문이다. 13일 서울대 관악캠퍼스 연구실에서 만난 김 교수는 "한국 과학 발전을 위해선 기초과학에 대한 과감한 투자와 함께 고교 과학 교육의 근본적인 개혁이 필요하다"고 강조했다.

―기초과학이 중요하다고 하지만 경제가 좋아야 과학에 대한 투자도 가능하지 않을까?

"일본은 경제가 안 좋아지면 오히려 기초과학에 더 많은 투자를 한다. 각종 실험시설 건설에 기업들이 참여하면서 경기 부양 효과가 있고, 다양한 기술 파급 효과도 기대할 수 있기 때문이다. 기초과학에 대한 투자는 부로 연결되는 기간이 50~100년으로 길긴 하지만, 결국 경제 발전에 도움을 준다. 맥스웰이 전자기학을 완성한 것은 1860년대다. 그것이 오늘날 우리가 쓰는 휴대폰과 TV를 가능하게 했다. 파급 효과는 어디서 나올지 모른다."

―일본이 잇따라 노벨상 수상자를 배출한 것도 그런 투자의 결과인가?

"이미 알려진 장치로 연구를 하면 논문은 많이 쓸 수 있지만 노벨상 수상 업적처럼 남들이 할 수 없는 발견은 하지 못한다. 일본이 수조원을 들여 입자가속기 같은 거대과학실험장치를 독자적으로 만든 덕분에 독보적인 발견을 해낸 것이다."

―투자도 그렇지만 우수 인재의 이공계 기피도 심각한 문제다.

"지금까지의 경제 발전은 우수 인재들이 이공계로 몰린 덕분이다. 하지만 과학은 머리 좋은 인재만으로 하는 게 아니다. 무엇보다 과학을 좋아하고 그것을 꾸준히 할 수 있는 환경이 중요하다. 요즘은 유학을 안 가도 될 정도로 우수한 교수와 연구시설이 있다.

부족한 것은 과학자로 살면서 자부심을 가질 수 있는 사회문화다. 음악가나 문학가가 돈만 바라고 창작을 하는 게 아니지 않는가. 예술의 전당은 있는데 왜 과학의 전당은 없는가. 연말이면 연예인 시상식에 온 국민이 주목하면서 왜 과학자 시상식은 외면하는가. 물론 과학자들도 세금으로 연구하는 만큼 국민들에게 더욱 다가가야 한다."

―영재 교육이 과학계의 인력 문제를 해결할 수 있지 않은가?

"과학고나 영재고 학생들을 가르쳐 봤는데 영재가 아니라 선행학습을 잘한 학생들일 뿐이었다. 정부에서 우리 학생들이 국제과학올림피아드에서 세계 상위권 성적을 낸다고 국민들에게 홍보하지만, 사실 대회 수상자들도 학교에서 배운 게 아니라 대치동 학원에서 문제풀이 귀신으로 키워진 경우가 대부분이다. 선행학습을 하면 과학에 대한 호기심이 사라지고 깊이 생각하지 않게 된다. 이런 학생들은 곧 조로(早老) 현상을 겪게 된다. 오히려 일반 고교에서 차근차근 과학을 배운 학생들이 더 우수하다."

―일반 학교 교육이 먼저 바뀌어야 한다는 말인가?

"고교 과학 교육은 사범대 출신들이 도맡아 하고 있다. 요즘 교직이 인기를 끌면서 사범대는 의대 다음으로 점수가 높다고 한다. 그런데 왜 학교 과학 교육은 질이 낮은가. 과학은 다른 과목보다 더 높은 전문성이 필요하다. 그런데도 임용고시는 교육학 위주다. 자연과학에서 박사학위를 딴 사람들이 학교로 가야 한다. 교육학은 연수원에서 집중적으로 가르치면 되지 않겠는가."

―과학정책의 혼란을 얘기하는 사람도 많다.

"지금까지 과학정책은 공무원들이 주도해왔다. 성과도 많았지만 더 큰 발전을 위해선 과학자들이 스스로 결정하고 책임지는 정책이 필요하다."

―국내 최고 과학자는 어떻게 연구를 하는지 궁금하다.

"최근 독자적인 중성미자 검출 장치를 만들어 시험 중이다. 용기 안에 들어갈 물질을 찾기 위해 화장품 원료까지 뒤졌다. 찰나에 쏟아지는 데이터를 처리하기 위한 컴퓨터 작업도 필수적이다. 다른 대학 연구자들과 함께 연구하다 보니 화상회의도 잦다. 검출기를 설치할 터널을 뚫느라 토목회사와도 매일 전화했다. 남들이 하지 않은 연구를 하다 보니 물리학자보다는 공장을 새로 짓는 사람처럼 일을 한다."

―일본처럼 거대한 시설도 없이 중성미자 검출실험이 가능한가?

"다행히 원자로에서도 핵분열 과정에 중성미자가 나온다. 이를 이용하면 일본처럼 수조원을 들여 가속기를 만들지 않아도 실험이 가능하다. 2010년 가동을 목표로 90억원을 들여 영광원자력발전소 근처에 중성미자 실험시설을 짓고 있다. 영광원전은 원자로 6기가 함께 있어 세계 어느 곳보다 중성미자가 많이 나온다. 또 옆에 산이 있어 검출기를 넣을 터널도 쉽게 뚫을 수 있다. 몇 십 년 전 누군가가 이토록 좋은 입지에 출력이 강한 원자로를 지었다는 게 너무나 고마웠다. 프랑스와 중국이 먼저 이 연구에 뛰어들었지만 곧 따라잡을 자신이 있다. 누가 먼저 성공하느냐에 따라 학문의 주도권이 바뀔 것이다."

―원전에 연구시설을 짓는 게 쉽지 않았을 텐데.

"과학 외적인 문제가 더 어려웠다. 토지 소유자인 한국수력원자력은 원전에서 뭔가 튀어나온다고 사람들에게 알려지면 시위라도 발생하지 않을까 우려했다. 중성미자는 지금도 우리 엄지손톱 면적에 1000억 개가 지나가고 있지만 아무런 문제가 없다고 설득했다. 환경단체와 주민 대상 설명회도 여러 차례 했다. 설득과 각종 인·허가에 1년 넘게 걸렸다. 왜 거대과학실험장치를 처음 만들고 운영한 사람에게 모든 공(功)을 돌리는지 알게 됐다."

―좌절도 많았을 텐데 과학자의 삶을 후회한 적은 없었나?

"어릴 때 위인전을 읽으면서 과학자의 삶에 관심을 갖게 됐다. 집안에선 의대를 가라고 했지만 과학을 해야 더 재미있는 일을 할 수 있을 것 같았다. 사람의 인생은 우주의 역사 137억년에 비하면 찰나에 불과하다. 우리 몸을 이루는 물질은 우주에 비해 티끌도 되지 못한다. 그런데도 인간은 우주가 어떻게 탄생했는지, 우주를 이루는 물질이 무엇인지 알게 됐지 않는가. 우리가 고조선과 고구려를 모르고 살다가 지금에서야 우리 민족의 뿌리라고 알게 됐다면 얼마나 큰 희열이겠는가. 같은 이치다. 시키지도 않았는데 딸과 아들이 이공계를 선택한 것도 그런 즐거움을 스스로 알아서 일 것이다."

김수봉 교수

서울대 물리학과에서 학부와 석사과정을 마치고, 미국 펜실베이니아대에서 태양의 중성미자 관측 연구로 박사학위를 받았다. 1987년에는 별이 폭발할 때 발생하는 중성미자 관측 연구에 참여했는데, 당시 연구를 이끈 일본의 고시바 마사토시 교수는 이 업적으로 2002년 노벨 물리학상을 수상했다. 미시간대 박사 후 연구원과 보스턴대 교수를 거쳐 1998년 서울대 교수로 부임했다. 지난 10월 제1회 서울대 학술연구상을 수상했다.

중성미자(中性微子·neutrino)

물질을 구성하는 근본 입자 12개 중 3개지만, 질량이 있는지도 알지 못해 50년 동안 '유령입자'로 불렸다. 1998년 김수봉 교수 등 국제공동연구진이 지하 1㎞ 지점에 5만t의 물을 가둔 일본 도쿄대의 검출기를 이용, 중성미자도 다른 물질과 반응해 변한다는 사실을 처음으로 밝혀 질량이 있음을 입증했다. 중성미자의 실체를 규명하면 우주의 탄생과 물질 형성에 대한 통일된 이론이 만들어질 것으로 기대되고 있다.