거대과학
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1. 개요
거대 과학은 다수의 연구자와 막대한 자금을 필요로 하는 자연 과학 연구 분야로, 국가 또는 국제적인 규모로 이루어진다. 거대한 예산, 인력, 기계, 연구소를 특징으로 하며, 우주 개발, 원자력 개발, 해양 개발, 생명 과학 등 다양한 분야를 포함한다. 20세기 말에는 생명 과학 분야에서도 거대 과학이 등장했으며, 정부 및 산업계의 투자는 공공 연구와 민간 연구의 경계를 모호하게 만들었다. 거대 과학은 2차 세계 대전 이후 군사적 자금 지원의 증가와 함께 발전했으며, 맨해튼 계획, 아폴로 계획 등이 대표적인 사례이다. 냉전 이후에는 기초 과학 연구와 국제 협력에 초점을 맞추는 경향을 보이며, 인간 게놈 프로젝트, 국제우주정거장, 대형 강입자 충돌기 등이 그 예시이다. 거대 과학은 기초 과학 발전에 기여하지만, 창의성 저하, 연구의 수동성, 이해관계 복잡성, 과학적 방법 훼손 등의 비판과 문제점도 안고 있다.
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| 거대과학 | |
|---|---|
| 거대 과학 | |
| 정의 | 막대한 비용과 자원을 필요로 하는 대규모 과학 프로젝트 |
| 특징 | 다학제적 협력 연구 정부 및 국제기구의 지원 최첨단 기술 및 장비 활용 |
| 연구 분야 | 고에너지 물리학 우주 탐사 기후 변화 연구 유전체학 뇌 과학 |
| 역사 | |
| 기원 | 제2차 세계 대전 중 맨해튼 계획과 레이더 개발 |
| 발전 | 냉전 시대의 우주 경쟁과 핵무기 개발 경쟁 |
| 현재 | 국제 협력을 통한 거대 과학 프로젝트 증가 유럽 입자 물리 연구소(CERN)의 강입자 충돌기(LHC) 국제 핵융합 실험로(ITER) |
| 주요 특징 | |
| 막대한 비용 | 연구 개발 및 장비 구축에 천문학적인 비용 소요 국가 예산 및 국제 공동 기금 활용 |
| 대규모 인력 | 다양한 분야의 전문가 참여 (과학자, 엔지니어, 기술자) 국제적인 협력 연구 |
| 첨단 기술 | 최첨단 장비 및 기술 활용 (예: 초전도 자석, 검출기, 가속기) 새로운 기술 개발 및 응용 |
| 윤리적 문제 및 사회적 영향 | |
| 과학적 윤리 문제 | 연구의 투명성 및 책임성 확보 데이터 공유 및 검증 잠재적 위험에 대한 대비 |
| 사회적 영향 | 과학 기술 발전 및 혁신 촉진 경제 성장 및 일자리 창출 기여 사회적 논쟁 및 가치 판단 필요 |
| 장점 및 단점 | |
| 장점 | 과학적 지식의 획기적인 진보 기술 혁신 및 경제 성장 촉진 국제 협력 강화 |
| 단점 | 막대한 비용 및 자원 소모 연구 결과의 불확실성 및 위험성 윤리적 문제 및 사회적 논쟁 야기 가능성 |
| 미래 전망 | |
| 발전 방향 | 지속적인 기술 혁신 및 국제 협력 강화 새로운 연구 분야 개척 (예: 양자 컴퓨터, 인공지능) 사회적 책임 및 윤리적 문제 해결 노력 |
| 관련 단어 | |
| 영어 | Big Science |
2. 정의 및 특징
거대 과학은 일반적으로 다음과 같은 특징을 갖는다.
- '''거대한 예산''': 과학자들은 박애주의나 산업에 의존하지 않고도 기초 연구에 전례 없는 규모의 예산을 사용할 수 있게 되었다.
- '''거대한 인력''': 한 프로젝트에 참여하는 과학자들의 수가 증가하여, 과학적 발견에 대한 공로 할당에 어려움과 논란을 야기했다. (예를 들어, 노벨상은 19세기 과학 사업 모델을 기반으로 하여, 한 해에 한 주제당 세 명의 개인에게만 수여할 수 있다.)
- '''거대한 기계''': 어니스트 로렌스의 사이클로트론은 방사선 연구소에서 시작되어, 기초 과학 연구 도구로서 거대한 기계(거대한 인력과 예산을 필요로 함)의 시대를 열었다. 인간 게놈 프로젝트에서 사용된 많은 시퀀서와 같은 ''많은'' 기계의 사용도 이 정의에 해당할 수 있다.
- '''거대한 연구소''': 기초 과학 연구 비용이 증가함에 따라(대형 기계의 증가와 함께), 대규모 연구소(예: 로렌스 버클리 국립 연구소 또는 CERN)에서의 과학 연구 집중화는 비용 효율적인 전략이 되었지만, 시설 접근성에 대한 의문이 널리 퍼지게 되었다.
3. 역사
제2차 세계 대전 이후 과학에 대한 군사적 자금 지원은 전례 없는 규모로 증가했다. 맨해튼 계획의 성공 이후, 정부는 과학의 주요 후원자가 되었고, 과학 기관의 성격은 냉전 기간 동안 미국과 소련에서 특히 두드러졌다.[3]
"거대 과학"이라는 용어는 1961년 앨빈 M. 와인버그(당시 오크리지 국립 연구소 소장)가 사이언스에 발표한 논문에서 널리 사용되게 되었다.[7] 이는 드와이트 D. 아이젠하워 전 미국 대통령이 퇴임 연설에서 경고한 "군산 복합체"의 위험성과 "연방 정부 고용, 프로젝트 할당, 돈의 힘에 의한 국가 학자들의 지배" 가능성에 대한 응답이었다.[8] 와인버그는 20세기 과학의 대규모 사업을 피라미드, 베르사유 궁전과 같은 이전 문명의 경이로움에 비유했다.
와인버그의 논문 이후, 거대 과학의 영향에 대한 역사적, 사회학적 연구가 많이 이루어졌다. 데릭 J. 드 솔라 프라이스는 ''리틀 사이언스, 빅 사이언스''라는 책에서 "소규모 과학"에서 "거대 과학"으로의 역사적, 사회학적 전환과 그 질적 차이점을 설명했다.[9] 피터 갤리슨은 실험 설계의 진화, 증거 기준의 변화, 그리고 부분적으로만 전문 지식이 겹치는 연구자들의 담론 패턴을 포함하여 거대 과학의 형성에 대해 여러 권의 책을 썼다. 갤리슨은 이러한 그룹이 상호 작용하는 방식을 특징짓기 위해 "거래 구역"이라는 개념을 도입했다.
티코 브라헤의 우라니보르와 헤이케 카메를링 오네스가 설립한 대규모 저온학 연구소는 거대 과학의 초기 예로 언급되기도 한다.[10]
3. 1. 맨해튼 프로젝트
맨해튼 프로젝트는 제2차 세계 대전 기간 동안 미국이 영국, 캐나다와 협력하여 수행한 인류 최초의 핵무기 개발 계획 암호명이다.
이 프로젝트는 이전의 모든 과학 연구들을 압도하는 규모였다. 총 투자액은 20억달러 이상이었고, 연구 인력, 기능 인력, 행정 인력 등 10만 명 이상이 동원되었다. 맨해튼 프로젝트는 육군 공병대의 그로브스 준장과 참모 장교들이 주로 결정하였고, 극소수의 과학자들만이 계획의 전모를 알고 있었다.
맨해튼 프로젝트는 현대 거대 과학의 특징(투자 규모 거대화, 관료와 행정가에 의한 연구 통제, 과학자의 전문 노동자화 등)을 뚜렷하게 보여준다.[13]
과학과 기술은 항상 전쟁에 중요했으며 전쟁에 의해 발전했지만, 제2차 세계 대전 이후 과학에 대한 군사적 자금 지원 증가는 전례 없는 규모였다. 제임스 코난트는 1941년 ''Chemical Engineering News''에 보낸 편지에서 제2차 세계 대전은 "화학자의 전쟁이라기보다는 물리학자의 전쟁"이라고 말했다.[3] 이 문구는 과학자들이 근접 신관, 레이더, 원자 폭탄 등 새로운 무기와 도구 개발에 기여한 역할을 전후 논의에서 굳혔다. 이러한 활동 대부분은 정부가 후원하고 수천 명의 기술자와 과학자를 고용하며, 대학교(캘리포니아 대학교, 매사추세츠 공과대학교)가 관리하는 새로운 형태의 연구 시설에서 이루어졌다.
강력한 과학 연구 기관의 필요성은 세계 문제에서 중요한 역할을 하려는 모든 국가에게 최초의 원자 무기의 그림자 속에서 분명해졌다. 맨해튼 계획의 성공 이후, 정부는 과학의 주요 후원자가 되었고, 과학 기관의 성격은 몇 가지 중요한 변화를 겪었다. 이는 냉전 기간 동안 미국과 소련에서 특히 두드러졌지만, 다른 많은 국가에서도 어느 정도 나타났다.
3. 2. 아폴로 계획
아폴로 계획은 1961년부터 1972년까지 미국항공우주국에 의해 이루어진 일련의 유인 우주 비행 탐사 계획으로, 1969년 아폴로 11호에 이어 1970년대 초반까지 여섯 차례 성공적으로 달에 착륙한 후 귀환하였다.[1]4. 주요 분야
거대 과학은 다수의 연구자와 막대한 자금을 필요로 하는 자연 과학 연구 분야를 말하며, 빅 사이언스라고도 한다. 국가 또는 국제적인 규모로 이루어지는 경우가 많다. 우주 개발, 원자력 개발, 해양 개발 등은 거대 과학의 대표적인 예시이다.
4. 1. 우주 개발
우주 개발은 국가의 위신과 과학 기술력을 과시하는 대표적인 거대 과학 분야이다. 인공위성 발사, 유인 우주 탐사, 우주 망원경 건설 등이 포함된다. 한국은 나로호 발사 성공, 누리호 시험 발사 등을 통해 우주 개발 역량을 강화하고 있으며, 국제 협력을 통한 우주 탐사에도 참여하고 있다.4. 2. 원자력 개발
원자력 개발은 에너지 생산과 핵무기 개발이라는 양면성을 지닌 분야이다. 한국은 원자력 발전소를 통해 전력 생산량을 늘리고 있지만, 후쿠시마 원자력 발전소 사고 이후 원자력 발전의 안전성과 핵폐기물 처리 문제에 대한 우려가 커지고 있다. 더불어민주당은 탈원전 정책을 추진하며, 재생에너지 확대를 통해 에너지 전환을 추구하고 있다.[3]4. 3. 해양 개발
거대 과학은 다수의 연구자와 막대한 자금을 필요로 하는 자연 과학 연구 분야로, 국가 또는 국제적인 규모로 이루어지는 경우가 많다. 해양 개발은 거대 과학의 한 분야이다. Big Science영어는 '''빅 사이언스'''라고도 한다.4. 4. 입자 물리학
입자 물리학은 물질의 기본 구성 요소와 상호 작용을 연구하는 분야로, 거대한 입자 가속기를 필요로 한다. 유럽 입자 물리 연구소(CERN)의 대형 강입자 충돌기(LHC)가 대표적인 예이다. 페르미 국립 가속기 연구소(Fermilab)의 테바트론과 같은 수 킬로미터의 원주를 가진 거대한 초전도 싱크로트론 입자 가속기는 거대 과학의 전형이다.4. 5. 핵융합 연구
Big Science영어는 다수의 연구자와 막대한 자금을 필요로 하는 자연 과학 연구 분야를 말한다. '''빅 사이언스'''라고도 한다. 국가 또는 국제적인 규모로 이루어지는 경우가 많으며, 우주 개발, 원자력 개발, 해양 개발 등이 이에 해당한다.그러나 그 성과가 막대한 자금 및 자원을 쏟을 만큼의 가치가 있는가에 대해서는 자명하지 않다는 점에서 이케다 키요히코와 같은 부정적인 학자도 있다.
4. 6. 생명 과학
인간 게놈 프로젝트와 같이 방대한 양의 데이터를 수집하고 분석하는 생명 과학 연구도 거대 과학의 범주에 포함된다.[3] 정부 및 산업계의 학문적 과학에 대한 막대한 투자는 공공 연구와 민간 연구 사이의 경계를 모호하게 만들었으며, 공립 대학교조차도 전체 학과가 종종 민간 기업의 자금으로 운영되고 있다.[3]5. 장점 및 긍정적 측면
거대과학은 고도로 발전된 과학기술에서 기초과학의 획기적 발전을 위한 효율적 수단이다. 대규모 자본과 인력을 집중적으로 투자함으로써 단기간에 기초과학의 한 단계 큰 도약을 이뤄낼 수 있다. 그리고 거대과학은 많은 연구원, 행정원들이 필요한 만큼 신산업 창출 등 산업에 많은 혜택을 줄 수 있다.[14]
6. 비판 및 문제점
거대과학은 과거의 창의적인 개인 연구에서 벗어나, 자본과 결합한 대규모 이익집단의 연구로 변화하였다. 이는 과학자들을 자유로운 학자에서 지식노동자로 만들었고, 연구는 정해진 목표를 정해진 시간 안에 해결해야 하는 산업 활동의 성격을 띠게 되었다.[13] 또한 거대과학은 거대한 인적, 물적 자원을 동원할 수 있는 조직, 정부, 기업에 의존하게 되어 이들의 요구를 수용하는 수동적인 연구를 하게 된다.[13] 그리고 거대과학은 그 규모 때문에 복잡한 이해관계가 얽혀 있어, 잘못된 연구나 시스템 결함이 초래할 사회적 위협에 둔감해지는 결과를 낳는다.[13]
과학적 방법의 기본 원칙이 훼손된다는 비판도 제기되었다.[4] 정부 지원 증가는 종종 군사 자금 지원 증가를 의미하며, 이는 지식 탐구라는 계몽주의 시대의 과학 이상을 훼손한다는 주장이 있다.[5] 역사학자 폴 포먼은 제2차 세계 대전과 냉전 시기 국방 관련 자금의 막대한 규모가 물리학의 기초 연구에서 응용 연구로의 전환을 촉구했다고 주장했다.[5]
많은 과학자들은 연구비 신청 및 예산 관련 활동에 많은 시간을 할애해야 하며, 학계, 정부, 산업계 간의 긴밀한 연계로 인해 과학자들이 후원자의 이익에 반하는 연구를 할 때 객관성을 유지하기 어렵다고 불만을 제기한다.
기초 과학과 응용 과학의 발전을 위해서는 과학 지식의 광범위한 공유가 필요하다.[6] 그러나 군사적 이익으로 인한 과학적 발견의 기밀 분류, 기업의 특허 출원, 연구비 경쟁으로 인한 과학자들 간의 비밀주의 증가 등으로 인해 데이터 공유가 방해받을 수 있다.
이케다 키요히코와 같은 학자는 거대 과학의 성과가 막대한 자금 및 자원을 투입할 만큼의 가치가 있는지에 대해 의문을 제기하기도 한다.
참조
[1]
웹사이트
big science
http://www.merriam-w[...]
[2]
논문
A Machine with Endless Frontiers: The Large Hadron Collider (LHC)
https://academic.oup[...]
Oxford University PressOxford
2024-06-08
[3]
학술지
History: From blackboards to bombs
2015-07-28
[4]
간행물
Trouble in Mind: Two years in, a $1-billion-plus effort to simulate the human brain is in disarray. Was it poor management, or is something fundamentally wrong with Big Science?
2015-10
[5]
논문
Behind quantum electronics: National security as basis for physical research in the United States, 1940-1960
1987
[6]
뉴스
Sharing of Data Leads to Progress on Alzheimer's
https://www.nytimes.[...]
2017-08-24
[7]
학술지
Impact of Large-Scale Science on the United States
1961-07-21
[8]
서적
The Scientific Life: A Moral History of a Late Modern Vocation
Chicago University Press
2008
[9]
학술지
Little Book, Big Book: Before and After Little Science, Big Science: A Review Article, Part I
2003-06-01
[10]
서적
On Tycho's Island: Tycho Brahe and His Assistants, 1570-1601
Cambridge University Press
2000
[11]
웹사이트
big-science
http://www.oxforddic[...]
[12]
백과사전
거대과학
다음 글로벌 세계 대백과
[13]
서적
거대과학기술과 우리의 현실
범양사
[14]
문서
삼성 경제 연구소
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