공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기

취업률이 갑이라는 공학, 왜?
2016년 7월 이 땅의 ‘공대생’들에게 반가운 뉴스가 하나 보도됐다. 2015년 공학계열 취업률이 82.8퍼센트로 역대 최고, 모든 대학 전공계열 중 최고였다는 보도다(<대학 전공계열별 고용 현황과 추이>(김두순 전임연구원, 한국고용정보원) 인용). 아직 작년 통계는 나오지 않았지만, 꼭 통계를 보지 않더라도 최근 취업률에서 인문사회계열의 하락세와 더불어 이공계열의 상승세가 꾸준하다. 학문과 대학과 전공을 취업률로 재단하는 현재 우리 모습이 썩 반갑지는 않지만, 청년실업이 사상 최대를 갱신하고 있는 한국 사회에서 취업률이 중요하지 않다고는 아무도 말할 수 없을 것이다.
그렇다면 왜 공학이 이렇게 각광받고 있을까? 여러 이유가 있겠지만, 가장 중요한 이유는 인간 사회가 과학기술의 사회이기 때문이다. 지금 주변을 돌아보자. 과학기술력으로 태어나지 않은 것이 없다. 전기, 수도, 가스, 컴퓨터, 핸드폰, 집과 건물, 자동차, 도로... 너무 많아서 다 열거하기도 힘이 든다.
근대과학이 발달하기 시작한 200년 전에는 어땠나? 그때도 의식주, 도시건설, 이동, 전쟁 등에 어마어마한 과학기술력이 투입됐다. 그럼 그보다 훨씬 이전에는 또 어땠나? 인간을 호모 파베르(Homo faber)라고도 한다. ‘도구를 만들어 사용하는 인간’이라는 뜻이다. 인간은 기술을 만들고 사용하는 데 뛰어난 능력을 지녔다. 그리고 그 능력이 지금의 인류문명을 만들어낸 원동력이고 말이다.
공학계열 중에서도 각광받는 분야는 시대에 따라 달라져왔다. 건축붐이 일었을 때는 건축공학이 많은 사람들의 관심을 받고, 지금처럼 컴퓨터가 사회의 기반이 된 때에는 컴퓨터공학이 큰 관심을 받는다. 그밖에도 사회를 만드는 가장 기본적인 전기, 화학, 기계, 재료, 생명 등 공학에는 다양한 분야가 있고, 각 분야도 여러 분야로 세분되어 있다. 미래에 어떤 산업이 성장동력이 될 것인가에 따라 새로이 각광받는 공학분야가 생겨나기도 한다.
그런데 가장 기본적인 질문이 빠진 것 같다. 공학이 도대체 뭐지?

“과학은 탐구하고 공학은 창조한다”
공학(engineering)이란 단어를 사전에서 찾아보면 ‘공업분야의 노동생산력과 생산품 성능을 향상하고 발전시키기 위해서 활용되는 응용과학기술을 연구하는 학문’이라고 설명하고 있다. 좀 와닿지 않는다.
공학을 아주 간단히 설명하자면, 과학을 실생활에 쓸모 있게 응용한 응용과학이다.
많은 사람들이, 심지어 공대생들조차 과학과 공학이 어떤 차이인지 구분하지 못할 때가 있는다. 그런데 미국 제트추진연구소(JPL)의 초대소장을 지냈던 유체공학자 시어도어 폰 카르만 박사는 공학이 무엇인지와 더불어 과학과 공학이 어떻게 다른지 한마디로 설명했다.

“과학자는 현존하는 것을 탐구하고, 공학자는 존재하지 않는 것을 창조한다.”

수학과 물리학, 화학, 생물학과 같은 기초과학이 자연현상에 대한 지적호기심에서 출발해 사물의 본질을 탐구하는 학문이라면, 공학은 이러한 기초과학을 실제 필요에 따라 무언가를 만들어내기 위해 응용하는 학문이다.
게다가 똑같은 과학적 원리를 이용한다 하더라도 정답이 하나만 있는 것이 아니라 만드는 사람에 따라, 쓰는 사람에 따라, 사회문화적 배경에 따라 다양하게 기술적 조합을 이뤄낼 수 있기 때문에 다양성이 풍부하고 높은 창조성이 요구되는 점이 공학의 큰 매력이다.

공대 교수님의 재미있는 공학이야기
《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》는 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 ‘공대생’들을 가르쳐온 ‘공대 교수님’이 공대생과 청소년, 공학에 대해 잘 모르는 일반인들에게 공학을 재미있게 소개하기 위해 쓴 책이다.
이 책은 4개 부, 54개 장으로 구성되어 있으며, 모두 일상에서 가져온 이야기를 통해 과학적 원리와 공학이론을 소개한다. 어렵고 딱딱한 이론이나 수식이 아니라 우리 주변에서 흔히 만날 수 있는 상황이나 현상을 통해 공학을 이야기하기 때문에 공학의 기본과 본분, 공학자의 역할과 자세에 대해서 많은 사람들에게 공감을 얻을 수 있을 것이다.
1부 살피고 재고 맛보고에서는 주로 관찰과 측정, 단위에 대해서 이야기한다. 공학은 머릿속에서 탐구하고 진리를 찾는 것을 넘어 실생활에서 사용돼야 하기 때문에 실제를 관찰하고, 제대로 측정하고, 현실적으로 정확하게 단위를 맞추는 작업이 아주 중요하다. 1부에서는 중국 초나라 공왕의 이야기, 일거수일투족이 기록되는 현대사회, 나이 들어감에 따라 시간이 빨리 간다는 느낌, 코끼리 무게 재는 법, 몰래카메라 등의 소재를 통해 공학을 소개한다.
2부 수와 식으로 그린 자연에서는 이 책에서 수식이 가장 많이 나온다. 너무 부담 갖지 않아도 된다. 이해하기 힘든 수식은 거의 나오지 않으니까. 공학 역시 여느 과학과 다를 바 없이 수식으로 자연을 표현한다. 공학자의 머릿속에 가득한 수식은 어떻게 세상과 만나는 걸까? 2부에서는 아이들이 수를 배우는 과정을 통해 허수 i를 소개하고, 공평함을 강조하는 옛날 한 고을원님의 이야기를 통해 다양한 평균을 설명하고, 같음과 다름의 여러 측면을 통해 ‘=’에 대해 이야기한다.
3부 자연의 법칙이 생활 속으로에서는 주로 열과 에너지에 관한 내용이 소개된다. 유학 시절 칠면조를 맛있게 굽기 위해 열전달 이론을 동원한 이야기, 찜질방 안에서 우리가 열사병이 걸리지 않는 이유, 휴가기간 동안 온갖 게으름을 피우며 우주의 ‘열적 죽음’을 조금이나마 늦춘 이야기 등을 소개한다.
4부 공학자의 생각은 공학자의 세상이야기다. 결국 사람과 사회 속에 존재해야 그 의미를 가지는 것이 공학임을 보여준다. 아무리 실험여건이 좋아지고 실험장치가 발전했어도 사고실험을 꼭 하면 좋겠고, 물건을 망가뜨리지 않도록 설계하는 풀 프루프 설계라는 재미있는 분야도 소개하고, 잘된 엔지니어링이 좋은 사회를 만든다는 저자의 신념도 이야기해준다.
책 속 여러 이야기들을 읽으며 부담없이 페이지를 넘기다 보면 공학이 무엇인지, 우리에게 어떤 의미인지, 공학자는 어떤 사람인지, 어떤 책임을 안고 있는지 느끼게 될 것이다.

공대생도 잘 모르는…
이 책의 제목은 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》다.
‘공대생도 잘 모르는 공학’이라니...? 이 말은 고도로 세분화된 여러 공학분야 사이의 벽을 의미하는 것이 아니다. 오히려 공학의 매우 기본적인 부분을 의미한다.
공학의 기본은 ‘쓸모를 궁리하고 만드는’ 것이다. 그러기 위해서는 있던 것을 탐구하는 것을 넘어 없던 것을 창조하고, 정답찾기를 넘어 수많은 정답을 만들어가고, 사람과 사회에 끊임없이 관심을 기울이며, 계속해서 삶에 응용해가는 자세가 필요하다.
무엇보다 엉뚱한 공상과 기발한 생각, 주변에 대한 민감성이 중요함에도 많은 공대생들이 전공서적에만 파묻혀 있다. 난해한 수식으로 표현된 공학이론 속을 헤매다 ‘세상을 널리 이롭게 한다’는 공학의 본분을 망각하기도 하는 우리 학생들의 모습이 늘 안타까웠던 저자는 학생들이 딱딱하고 어려운 공학을 조금이라도 재미있고 쉽고 유연하게 받아들일 수 있도록 ‘이론+응용+재미’의 3박자를 갖춰 강의해왔다.
아울러 우리 주위 모든 것들이 공학임에도 불구하고 공학이 무엇인지 잘 모르거나 관심을 갖지 않는 보통 어른들과 앞으로의 진로를 고민하는 청소년들에게 공학이 사실은 너무나 재미있고 매력적인 학문임을 보여주고 싶은 바람이 있었다.
그리하여 강의실에서의 내공과 평소의 바람을 담아 이 책 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》를 쓰게 되었다.
여기 소개된 이야기 대부분은 대한설비공학회 《설비저널》에 연재된 내용을 정리한 것이다. 2007년 《공학으로 세상을 말한다》라는 제목으로 초판이 출간된 이래 과학기술부 우수과학도서(현 한국과학창의재단 우수과학도서)와 한국출판문화산업진흥원 청소년권장도서 등에 선정되고, 공과대학의 부교재나 대입논술 자료로 활동되기도 하는 등 많은 사랑을 받았다. 그리고 10년이 지난 지금 시대에 맞지 않는 내용들은 들어내고, 설명이 부족한 부분은 보완하여 개정판을 내게 되었다.
독자들은 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》를 통해 기초지식을 탐구하는 순수과학과는 또 다른, 실생활의 응용과 창의성을 강조하는 공학적 사고와 부담 없이 접할 수 있을 것이다.