공학을 생각한다

우리 삶을 변화시키는 것은 공학이다!
과학자의 임무가 문제를 확인하는 것이라면
그 문제를 해결하는 임무는 공학자의 것이다!

▼ 과연 공학은 과학보다 못한가?
어느 날, 〈뉴욕타임스〉 1면 머리기사의 헤드라인은 ‘핵무기공학자, 자료 유출 혐의로 기소’였다. 그러나 다음 면에서는 ‘중국을 향한 마녀사냥의 희생자인 과학자일 뿐’이라고 되어 있었다. 과연 ‘공학자’와 ‘과학자’는 동의어인가?
[타임스] 정도의 매체에서도 공학과 과학을 혼동하는 일은 자주 일어난다. 시어도어 폰 카르만은 “과학자는 이미 있는 것을 연구하는 사람이고, 공학자는 결코 없었던 것을 창조하는 사람”이라고 주장하기도 했다. 아인슈타인은 공학의 일에 해당하는 발명이 사물의 조작일 뿐 아니라 개념의 조작이라고 생각했고 “기술과 과학을 가르는 뚜렷한 선은 결코 존재하지 않는다”고 믿었다.
로켓공학은 이런 문제를 좀 더 고찰하게 해준다. 로켓은 상상력에서 시작된다. 이는 공학의 행위다. 로켓의 형태 역시 공학자의 머리에서 나온다. 물론 이를 연구하고 개발하는 과정에는 과학도 필요하다. 그러나 로켓이 만들어지고 나서야 로켓공학이 성립되었다. 비행기가 만들어지고 나서야 그에 관한 공학이 만들어졌다. 즉, 공학이 과학에 선행하는 경우는 생각보다 많다.
그러나 공학은 과학에 대해 격하되는 경우가 많다. 공학과 과학이 비슷한 면이 많고 전공자가 아닌 사람이 보기에는 비슷한 일로 보이지만, 사실 두 분야는 완전히 겹치지 않는다. 공학자가 과학을 하거나 과학자가 공학을 하는 일은 종종 일어나는데도, 두 분야를 바라보는 불평등한 시각 때문에 공학자들은 과소평가된다고 느낀다.
왜 과학이 공학보다 높게 평가되는 것일까? 과학자들이 공기와 식수에 들은 미생물이 치명적인 질환을 일으킨다는 것을 발견했지만, 공학자들이 여과 및 소독 기술을 개발하고서야 식수에서 미생물을 제거할 수 있었다. 그리고 미국 내의 장티푸스 발생 빈도는 10분의 1로 줄어들었다. 이런 환경공학자의 업적 덕분에 삶의 질이 높아졌지만, 사람들은 이것이 과학의 덕분이라고 생각한다. 공학자의 작업은 보이지 않는 곳에서나 다른 전문가와 공조해서 이루어지기 때문에 인정받는 경우가 드물다. 과학적 추구는 고상하고 공학적 업적은 실용적이라는 선입견 때문에 과학이 높게 평가되는 것이다. 과학을 위한 과학은 굳이 눈에 보이는 목표나 대상이 필요 없다.
공학은 문제를 해결하지만, 단순히 고장 난 기계를 고치는 것이 아니다. 물건을 고친다는 인식 때문에 사람들은 공학자(engineer)와 기관사(engineer)를 혼동하지만, 후자가 눈앞의 선로에 집중하는 반면, 전자는 주변 시각이 발달하여 미래까지도 예견하고 새로운 기계를 착상하고 설계하고 현실화한다.
공학과 과학은 명확하게 구분하기가 정말 어렵지만, 공학자는 20세기를 대표한다. 공학자가 없었더라면 우리의 삶은 결코 현재의 표준에 이르지 못했을 것이다. 인류의 진보와 안위에서 공학자는 핵심적인 역할을 담당하지만, 많은 이들의 눈에는 모호해 보이고 그 역할은 온전히 이해받지 못한다. 공학과 과학은 밀접하게 관련되어 있을 뿐 아니라, 비슷한 방식으로 말하고 유사한 수학 방정식을 놓고 고민한다. 과학자의 일이 어디에서 끝나고 공학자의 일이 어디에서부터 시작되는지 판정하기는 더욱 어렵다. 그러나 공학은 세계를 연구할 뿐 아니라 변화시키는 역할을 한다. 에너지와 환경, 공중보건에 관한 거시적 문제이든, 상수도나 오염, 나노 독소에 관한 미시적 문제이건 간에 공학적 접근법은 문제를 해결하는 필수적인 요소다.

▼ 연구와 개발 vs 개발과 연구
연구와 개발은 과학과 공학의 또 다른 이름일 뿐이다. 과학은 연구하고, 공학은 개발한다. 그러므로 흔히 R&D라는 것은 두 분야가 협력하여 제품을 개선하거나 신제품을 개발하는 경우를 가리킨다.
원래 R&D는 토머스 에디슨이 최초의 산업적인 연구 실험실을 세운 데서 비롯되었다. 이 실험실은 그 외의 산업적 실험실의 기본이 되었다. 초기의 실험실은 기초 과학 혹은 기초 연구에는 별 관심이 없었고, 공학적 업적이 필요할 뿐 순수과학은 필요 없다고 생각했다.
그러나 제2차 세계대전이 되자 상황이 달라졌다. 이 전쟁은 세계를 뒤바꾸었고, 과학은 전쟁에 복속했다. 맨해튼 프로젝트를 통해 과학자들은 지배적인 위치를 차지하고 공학을 과학에 효과적으로 포섭했으며, 결국 세계대전을 종결시킨 폭탄을 만들어냈다. 그 덕분에 과학자들은 연구 정책에서 영향력을 발휘하고 독차지했다.
이 과정을 거치면서 미국의 과학 연구의 방향을 결정하는 데 가장 큰 영향력을 발휘한 사람이 공학자였다는 사실은 정말로 아이러니하다. 스스로 “과학자가 아니다. 공학자다”라고 선언한 배너바 부시는 전쟁이 과학자들만의 것은 아니었다고 주장했다. [타임스]는 그를 “물리학의 장군”으로, [뉴욕타임스]는 “연구의 차르”로 불렀을 만큼 연구 자금을 분배하는 과정에서 강력한 영향력을 발휘했다. 루스벨트에게 부탁받아 트루먼 대통령에게 제출한 보고서에서, 그는 기초 연구를 통한 과학의 발전이야말로 우리의 나은 삶을 위해 꼭 필요한 것이라고 강조했다. 기초 연구가 있어야 응용이 이루어지고 그 후에야 새로운 기술이 나온다는 것이었다. 그러나 과학과 기술의 역사를 살펴보면 기술이 과학을 이끌어내기도 하고, 과학이 개발을 통해 동기를 부여받기도 했다.
결국 소련이 세계 최초의 인공위성을 발사하면서 미국은 충격을 받았다. 이는 우주를 연구하려는 순수과학의 열망이 아니라, 소련을 능가하고픈 실제적이고 공학적인 목표를 불러일으켰다. 아폴로 프로그램은 맨해튼 프로그램과 마찬가지로 궁극적으로는 공학적 노력이었다. 점차 “공학자는 세속의 과학자”이며 “공학은 과학의 자녀라기보다는 동업자”임을 인정받게 되었다. 한편 R&D 예산 면에서 산업 분야에서는 예산이 늘어났지만 연방 자금 지원은 줄어들었고, 연구 영역은 무조건 개발하기보다는 공학적인 개념이나 관점에 의해 제안되게 되었다. 연구하다 보면 자연스레 개발이 이뤄지리라는 식의 막연하고 안이한 방식의 연구는 배척되었다. 결과를 보이지 않으면 먹을 파이는 없었다.
그렇다고 해서 연구가 필요 없다거나 개발보다 못하다는 식의 시각은 지양되어야 한다. 결국 연구는 개발로 귀결되고 개발은 다시 새로운 연구로 이어진다. R&D는 산업 게놈의 일부인 것처럼 길고도 지속적인 선상에서 서로 연결된 구획이다. 이 두 분야를 바라보는 시각은 전 지구적 문제에 대한 접근과 해결 방식에 관련된다. 자금과 자원은 언제나 한정되어 있는 만큼 대개 연구보다는 개발에 더 많이 투자하는 편이 나으며, 뚜렷한 방향성이 없는 기초 연구에 예산이 먼저 배분되어 얻은 지식이 당면한 문제 해결에 오히려 부적절하거나 효과가 없을 수도 있다. 전 지구적 문제에 대한 해결처럼 실제적이고 다급한 문제를 해결하고 싶다면 연구보다는 개발, 즉 과학보다는 공학의 역할이 더 주도적이어야 한다.

▼ 공학과 과학의 화해
인류의 역사를 통틀어 과학과 인문학이 서로 대결을 벌여왔다고 한다면, 오늘날의 두 문화는 과학과 공학일 것이다. 그러나 과학자와 공학자가 서로의 학문을 이해하는 만큼, 서로의 문화를 이해한다고는 할 수 없다. 과학과 인문학만큼이나 두 문화는 공통점이 없다. 어떤 사람은 공학과 공학자를 낮춰 보고 어떤 사람은 실용적 가치가 없다는 이유로 과학을 무시하곤 하지만, 전 지구적 문제가 대두된 오늘날 이를 해결하는 과정에서 두 문화는 서로의 중요성을 이해하고 존중해야 한다. 물론 인문학과 사회과학의 문화에 대해서 공학과 과학도 이해하려는 노력을 아끼지 않아야 한다. 결국 어떤 문제든 그 문제에 영향을 받는 것은 인간이기 때문이다.
과학적 원칙과 수적 데이터를 통해 전 지구적 문제의 위험을 수량화함으로써 문제의 우선순위를 결정해야 한다. 기후변화에 있어서만도 자연과학자, 공학자, 사회과학자, 의료과학자, 실업계 지도자, 경제학자, 정부의 결정권자를 비롯한 광범위한 분야의 전문가들이 전 세계적으로 협동해야만 한다. 즉, 지구상에 살아가는 우리는 모두 전 지구적 문제와 연관이 있으며, 공동의 문제를 해결하는 데 기여해야 한다. 관찰하고 예측하고, 그에 관련한 법과 정책을 결정하고, 문제를 해석하고 해결하는 과정에서 과학자는 관찰자로서, 공학자는 해결자로서 역할을 할 것이다. 그 과정에서 과학자와 공학자는 각자의 능력을 이해하고 존중하며 이를 증대시켜 한 팀으로서 연구, 개발해야 한다. 그것은 애초부터 마땅히 그래야 했던 일이며, 가장 자연스러운 과정이다.