서울의대 전주홍 교수, ‘과학 논문을 둘러 싼 온갖 이야기’
최근 언론 보도에 가장 많이 오르내린 단어는 ‘논문’과 ‘저자’다. 논문을 둘러싸고 벌어진 여러 일들로 사회의 공정성과 교육의 평등성이 도마 위에 올랐다. 곧 대학입시 제도의 재검토와 공정성 방안 강화로 이어지기까지 했다.
이러한 시점에서 서울의대 생리학교실 전주홍 교수가 ‘논문이라는 창으로 본 과학; 과학 논문을 둘러싼 온갖 이야기’를 펴냈다. 이 책은 과학 연구의 최종 산물인 논문이라는 창으로 과학 연구의 현장을 객관적으로 들여다 본다. 과학 논문이 무엇인지 이해함으로써 과학자가 되려면 어떤 소양이 필요한 지 성찰을 담고 있다.
전 교수는 “오늘날 과학자는 무엇을 하는 사람인지, 그리고 실험실 현장의 모습이 어떤지에 대해 구체적이고 생생하게 전달하고 싶어 이 책을 출간하게 됐다”고 말했다.
한 나라의 과학 수준은 절대 과학자의 수준을 뛰어넘을 수 없으므로 과학자의 양성은 과학 수준을 결정하는 핵심적인 문제다.
전 교수는 “무한 경쟁과 성과 중심의 틀 속에서는 과학자 양성이 제대로 되기 어렵다. 과학자 교육과 연구 문화가 그런 식으로는 해결될 수 없는 문제이기 때문”이라고 진단했다. “우리나라 과학기술의 양적 규모와 성과는 세계적 수준에 도달했지만 경쟁력은 정체되고 있는 냉엄한 현실 속에서 논문이라는 창으로 과학의 현실을 조망하고 싶었다”고 설명했다.
이 책은 논문을 어떻게 작성해야 하는지가 아니라, 논문은 왜 그렇게 작성해야 하는지에 대한 이론적 배경을 이야기 한다. 과학자에게 과학 논문은 어떤 의미가 있는지를 다양한 관점에서 설명하고 있다. 가치, 의미, 우연, 재구성과 같은 비과학적 개념이 실제 과학에서 얼마나 중요한지도 덧붙였다.
과학 논문이라는 진중한 주제를 다루면서도 이 책은 지루하거나 낯설지가 않다. 부제인 ‘과학 논문을 둘러싼 온갖 이야기’에서 알 수 있듯, 논문과 관련된 역사적 이야기는 한 편의 과학사다. 노벨상과 관련한 논문 이야기는 더없이 흥미진진하고, 전통적인 학술지 <철학회보>를 비롯해 영향력 있는 <사이언스>, <네이처>에 얽힌 이야기는 지식의 역사다. 이 모두가 과학 교양을 더욱 풍성하게 해준다.
논문이라는 창으로 본 과학, 도서출판 지성사, 2019년 10월, 256쪽, 20,000원
• 추천의 글
우리 실험실 대학원생을 포함한 수많은 이공계 대학원생들에게 꼭 소개해주고 싶은 책입니다. 과학자로 교육자로 오랜 기간 종사해왔지만, 과학 논문에 대하여 역사적인 관점에서부터 실제에 이르기까지 이토록 폭넓고 세심하게 쓰인 책은 보지 못했습니다. 과학자의 길을 걷고자 하는 대학생이나 고등학생이 최종 결정을 하기 전에 반드시 이 책을 읽어보기를 권합니다.
_이원우 교수(서울대학교 의과대학 미생물학교실)
논문 쓰기의 테크니컬 한 부분을 다루기보다는 “연구란 무엇인가”라는 질문에 본질적으로 접근하는 점이 인상 깊었습니다. 특히 상상 속의 이상적인 연구의 본질이 아닌, 과학사를 바탕으로 그 결과 우리가 마주하는 현실태로서의 연구를 다루고 있어 실제 연구에 많은 도움이 될 것 같습니다. 오늘날의 아카데미아를 설명하는 과학사 책으로도 손색이 없을 듯합니다.
_김태호 교수(전북대학교 한국과학문명학연구소)
여러 가지 측면에서 다양한 호기심과 읽는 과정에서 가볍지 않은 질문들에서 많은 생각을 해볼 수 있었습니다. 비록 연구 분야는 다르지만, 구체적 예시들과 쟁점들로 연구 방법론과 의미를 사회적, 역사적 맥락에서 다뤘다는 점에서 인상 깊었습니다. 연구사에 대한 접근 방식은 의과학 연구자뿐만 아니라, 오히려 인문학을 비롯한 미술사 연구자의 입장에서도 의미가 있으며 이런 점에서 다학제적 관점과 융합에 대한 생각들을 확장해주는 기회라고 믿습니다.
_최병진 교수(한국외국어대학교 이탈리아어과)
※ 책 속으로
I부 오늘날의 논문
02 연구 논문의 작성
오늘날 저자됨authorship은 연구 윤리뿐만 아니라 법률로도 규제하고 있는 문제이다. 국제의학학술지 편집인위원회International Committee of Medical Journal Editors, ICMJE의 권고안에 따르면 첫째, 연구 설계나 계획 구상에 기여하거나 데이터를 생산․분석․해석하고, 둘째, 논문을 작성하거나 수정하고, 셋째, 논문의 투고를 동의하고, 넷째, 문제가 생기면 책임을 지는 것과 같이 네 가지 조건을 모두 만족해야 저자의 자격이 되는 것으로 보고 있다. 단순히 실험 재료만 제공했거나 전체 연구 과정에 대한 이해 없이 반복적으로 실험만 하는 연구원이라면 사사 부분에서 감사의 뜻을 표하면 된다.
II부 과학 학술지의 탄생
04 지식을 다루는 공간
교수는 연구비를 통해 업적과 명성을 쌓고, 학생은 교수를 통해 미래 비전을 실현한다. 따라서 연구비를 매개로 실험실에서 교수와 학생이 결집하는 자본 매개적 구조를 이루는데, 이는 현대 과학이 실제로 작동하는 방식이기도 하다. 사실 학문 연구에서 건물, 재단, 기금과 같은 물질적 요소의 중요성은 베이컨도 인식했을 만큼 오래되었다. (……) 지금은 비록 콘크리트 건물 속에 첨단 과학 장비로 둘러싸여 있지만 말이다. 흥미롭게도 베이컨이 살았던 시대에 ‘history’라는 단어는 역사라기보다 관찰이나 실험을 통한 체계적인 탐구 기록이나 보고 자료를 의미했다. 이런 공간에서 실험을 하고 논문을 쓴다는 것은 어떤 의미가 있을까? 우리는 논문의 의미를 잊은 채 눈앞의 작은 성과에만 너무 집착하고 있는 것은 아닐까? 그렇다면 과연 과학자로서의 역사적 사명과 책임을 다하고 있다고 말할 수 있을까?
05 최초의 학술지<철학회보>
<철학회보>는 곧 왕립학회의 공식 회보가 되었고 왕립학회의 과학적 성과를 싣는 학술지로 발전했다. 서신에서 발췌한 내용, 최근에 출간된 서적의 요약과 검토, 영국과 유럽 전역 과학자들의 관찰과 실험에 대한 설명 등이 <철학회보>의 주 내용을 이루었다. 대부분 영어로 작성되었으나 천문학과 수학 논문은 라틴어로 작성되었다. 특히 <철학회보>는 그 당시 최근에 이루어진 과학적 발견에 초점을 맞추어 종료된 연구보다 현재 진행 중인 연구를 주로 다루었다. 또한 경험적 관찰이나 측정을 아주 정확하게 기록하는 것이 자연을 이해하는 데 매우 중요하다고 여겼다. <철학회보>에 실린 초기 논문들은 특별히 구조화되거나 표준화된 형식이 아닌, 편지 형식이었다. 이러한 점에서 보면 분류와 구조화는 늘 복잡성의 증가에 따른 반작용의 결과로 나타나는 측면이 강하다.
06 <철학회보>, 그 이후
최초의 과학 논문은 표준화된 형식 없이 일반적인 편지 형식을 띠었다. 편지처럼 논문에 인사와 서명이 들어갔다. 실험 연구 역시 특별한 형식 없이 시간순에 따라 매우 서술적 방식으로 작성되었다. 17세기 말에 이르자 논문 제목tile이 등장했고 일부 논문에서는 섹션을 나누어 소제목section heading을 붙이기 시작했다. 즉 논문이 구조화되기 시작했고 이에 따라 지식 전달의 효율성도 높아졌다. 18세기와 19세기를 거치면서 관찰 사실을 단순히 보고하는 데에 그치는 것이 아닌, 관찰 자료나 실험 자료를 해석하는 연구가 차지하는 비중이 점점 더 늘어났다. 즉 자연을 관찰하는 사람이 아니라 자연을 조사하고 심문하는 사람이 바로 과학자가 된 것이다. 관찰을 하더라도 매우 세세하고 체계적으로 진행되는 규율이 잡혔다. 이에 따라 19세기 후반 이후의 과학 논문은 서론과 고찰을 통해 자신의 이론을 주장argument하고 설명하는 형식을 띠게 되었다. 마침내 이론, 실험, 해석 및 분석, 고찰로 이루어진 구성이 나타난 것이다.
07 최근 30년
일자리가 포화상태에 이르자 인력의 수요와 공급에 불균형이 나타났고, 그동안 감춰졌던 의생명과학 분야의 문제들이 본격적으로 드러나기 시작했다. (……) 다른 과학자보다 더 좋은 논문을 더 많이 써내야 취업, 연구비, 승진의 기회가 보장되는데 <네이처>나 <사이언스>와 같은 엘리트 학술지 또는 영향력이 큰 학술지high impact journal에 실리는 논문의 편 수는 거의 늘어나지 않았다. 더군다나 미국의 경우 2003년을 기점으로 연구비 규모도 더 이상 늘어나지 않았다. 따라서 치열한 경쟁이 벌어질 수밖에 없는 상황에 처하고 말았다. (……) 경쟁이 과열되다 보니 연구의 완성도를 엄청나게 높여야만 엘리트 학술지에 게재되었다. 점차 많은 연구비가 필요해졌고 연구 기간이 늘어날 수밖에 없었다. (……) 역설적이게도 학술지가 지식의 유통을 차단하는 상황을 초래하고 만 것이다. 약간 과장하여 말하면, 엘리트 학술지에 대한 선호도가 높아지면서 과학은 자본력뿐만 아니라 학술지 편집진의 손에 따라 좌지우지되는 사태가 벌어졌다.
III부 여러 갈래 길
10 영향력지수 논쟁
오늘날 논문은 과학자가 경력을 쌓고 출세를 하는 데 제일 중요한 수단이 되었다. 따라서 논문 발표는 과학자에게 엄청난 동기로 작용한다. 최근에 발표된 논문은 시간적 제약이 있어 당장 많이 인용되기는 어렵다. 이러한 까닭에 영향력 있는 논문인지를 분간하고 계량화하려면 다른 방식이 필요한데, 이에 따라 학술지의 영향력지수를 활용하여 해당 논문의 영향력을 가늠하는 방식을 취한다. 하지만 학술지의 영향력지수가 높다고 해서 반드시 해당 학술지의 모든 논문이 거의 비슷하게 많이 인용된다고 가정할 수 있을까? 영향력지수가 높은 학술지에 논문이 게재되면 편승 효과bandwagon effect가 나타날 수 있다. 다시 말해 시류에 편승하여 그 연구 주제를 쫓아가는 현상인데, 이러한 모방 심리나 소비 심리에 따라 해당 논문이 일시적으로 정도에 지나치게 높은 평가를 받을 수가 있다.
11 인기 있는 유전자
사실 과학자들은 자신이 하는 일을 성찰하는 데 그다지 많은 시간을 들이지 않는다. 그렇기 때문에 학문의 자율성과 기초 연구의 중요성을 강조하면서도 영향력지수에 얽매이는 이율배반적이고 자기 모순적인 과학자들의 모습을 종종 볼 수 있다. 오늘날 영향력지수에는 임상적 가치와 경제사회적 가치가 탑재되어 있으며 이는 기업 문화의 침투와 연구의 상업화와도 밀접하게 관련 있다. 무한 경쟁이라는 신자유주의적 가치는 더 말할 필요도 없다. 그렇다면 이러한 문제들은 과학자에게 어떤 고민과 숙제를 안겨주는가?
카르타고의 장군 한니발 바르카(Hanibal Barca, 기원전 247~기원전 183)는 제2차 포에니 전쟁 당시 알프스 산맥을 넘기 전에 “나는 길을 찾거나 아니면 만들 것이다”라고 말했다. 어떤 길을 선택할 것인가? 익숙한 길? 아니면 가지 않는 길?
12 노벨상 논문을 거부한 학술지
대사경로에서 순환적 특성을 발견한 크레브스는 이 발견 사실을 <네이처>에 투고했다. 그러나 이내 보기 좋게 거절당했다. 크레브스의 발견과 이론이 너무나 급진적이라는 이유에서였다. 대사과정이 선형적 경로 외에 순환되는 경로가 있다는 사실을 당시 과학자들은 받아들이기 어려웠다. 어쩔 수 없이 크레브스는 <효소학Enzymologia>이라는 독일 학술지에 연구 결과를 발표했다. 그로부터 15년이 지난 후 크레브스는 가장 완벽하고 인상적인 방법으로 <네이처>에 복수(?)하는 데 성공했다. 1953년 크레브스가 구연산 회로를 발견한 공로를 인정받아 노벨 생리의학상을 수상한 것이다.
13 게재가 철회되더라도 인용되는 논문
1997년부터 2012년 초까지 의생명과학 분야에서 게재가 철회된 2047편의 논문을 분석한 결과가 2012년 <미국 국립과학원회보PNAS>에 소개되었다. 이에 따르면 데이터 조작에 따른 철회가 43.4퍼센트로 가장 많았고 중복 출판duplicate publication이 14.2퍼센트, 표절이 9.8퍼센트로 뒤를 이었다. 즉 부정행위 적발에 따른 게재 철회가 67.4퍼센트에 이른 것이다. 이에 반해 단순 실수는 21.3퍼센트에 그쳤다. 38개 연구진의 논문은 데이터 조작으로 5편 이상씩 철회되었고, 이는 조작으로 인한 전체 철회의 43.9퍼센트에 이른다. 즉 연구 부정행위는 한 번에 그치는 것이 아니라 반복될 가능성이 높음을 보여준다. 우리나라는 어떨까? 국가별로 분석했을 때 우리나라는 조작이 세계 7위(2.2%), 표절이 세계 6위(2.5%), 중복 출판이 세계 7위(6.3%)를 차지했다. 이는 우리나라가 연구 부정행위에서 더 이상 청정 국가가 아님을 보여준다.
14 이색적 논문, 문제적 논문
1975년 잭 헤더링턴Jack Hetherington과 공동저자 펠리스 도메스티쿠스 체스터 윌러드Felis Domesticus Chester Willard는 물리학 분야의 저명 학술지인 <피지컬 리뷰 레터스Physical Review Letters>에 논문을 게재했다. 지금과 달리 그 당시는 컴퓨터로 논문을 쉽게 작성하고 수정하던 시절이 아닌, 주로 타자기를 사용하던 때였다. 문제의 발단은 타자기로 논문을 작성하는 기술 환경에 있었다. 원래 연구는 헤더링턴 혼자 한 것이었으나 논문을 작성하면서 무심코 ‘we’ 나 ‘our’과 같은 복수형 인칭 대명사를 사용했다. 여기서 헤더링턴은 타자기로 논문을 완전히 새로 치는 대신 이를 해결할 수 있는 기발한 아이디어를 떠올렸다. 저자를 한 명 추가하는 방식으로 복수형 인칭대명사 문제를 해결하는 것이었다. 새롭게 추가한 저자로 헤더링턴의 논문은 역사에 길이 남게 되었다. 펠리스 도메스티쿠스는 말 그대로 집고양이라는 뜻이다. 놀랍게도 실제 저자는 고양이었다.(……) 저자의 서명은 체스트의 발 도장으로 대신했다. 하지만 학술지 편집진은 고양이 저자의 정체를 알아차리지 못했다.
IV부 숨은 고민들
15 논문을 쓴다는 것
논문을 쓴다는 것이 무엇인지 끊임없이 묻다 보면 어느덧 막다른 어느 지점에 다다른다. 바로 자기 자신과의 대화이자 성찰이다. 그동안 실험실 생활에 대한 후회가 밀려오고 부족한 점을 반성한다. 그리고 초심으로 돌아가 새로운 각오를 다진다. 물론 돌아갈 초심이 있어야 하고, 설사 있다 해도 실행으로 잘 연결되지는 않지만 말이다. 비록 이러한 성찰과 각오가 미약해도 자신을 발전시키는 충분한 동력이 될 수 있다. 이런 면에서 과학자에게 인문학적 소양이 매우 중요하다는 것은 당연하게 보인다. 하지만 실제로는 이런 견해에 대한 반감도 크다. 이는 1965년 노벨 물리학상을 받은 리처드 파인먼(Richard Feynman. 1918~1988)이 말했다고 널리 알려진(실제인지는 확실하지 않다) “새에게 조류학이 도움이 되지 않듯이 과학자에게 과학철학이 도움이 되지 않는다”라는 말에서도 잘 드러난다. 마지막으로, 학생들이 늘 알고 싶어 던지는 질문이다. “논문을 잘 쓰는 방법을 쉽고 빠르게 배울 수 있을까?” 유클리드(Euclid, 기원전 323~기원전 285)는 프톨레마이오스 1세에게 이렇게 말했다. “학문에는 왕도가 없다.”
16 구조화된 형식
실험실의 일상은 늘 실수와 실패로 가득 차 있지만 이런 모습도 논문에는 보이지 않는다. 실험실 교육의 상당 부분은 실수와 실패에서 배운다. 실수를 되짚어보면서 실험 과정의 이론적 배경이 탄탄해지고, 실패의 원인을 분석하면서 광범위한 문헌 조사와 비판적 검토를 통해 해당 분야의 전문적 역량을 갖춰가게 된다. 토머스 에디슨의 말처럼, 제대로 된 과학자의 길은 작동되지 않는 많은 방식을 깨닫는 데 있다.
19 논문의 문학적, 예술적 특징
왓슨과 크릭의 첫 번째 <네이처> 논문에는 또 다른 주목거리가 있다. 이 논문에 소개된 DNA 이중나선 구조의 스케치는 크릭의 아내이자 화가인 오딜 크릭(Odile Crick, 1920~2007)의 작품이다. 오딜은 이중나선 구조를 사실적으로 그리지 않고 특징을 포착하여 상징적으로 재현했으며, 가상의 중앙 세로축을 도입하여 역동성과 더불어 조화, 균형, 완벽함을 극대화했다. (……) 과학의 역사에서 그 어떤 분자도 DNA 이중나선의 상징적 지위iconic status에 이르지 못했다. DNA 이중나선은 원래의 맥락을 초월하여 생명과학의 전형을 보여주는 이미지라는 점에서 미술사학자 마틴 켐프(Martin Kemp, 1942~ )는 DNA 이중나선 이미지를 ‘현대 과학의 모나리자’라고 비유하기도 했다. (……) 오딜이 보여준 DNA 구조의 시각적 은유는 유전학이 과학을 넘어 문화적 코드로 자리 잡게 해주었다. 이는 과학 논문에서 언어적 은유verbal metaphor뿐만 아니라 시각적 은유visual metaphor도 얼마나 중요한지를 잘 보여준다.
20 논문을 읽는다는 것
논문을 읽으면서 놓치지 말아야 할 한 가지가 있다. 이는 앞에서 여러 차례 강조한 부분이기도 하다. 논문은 성공한 역사의, 그것도 재구성한 역사의 기록이라는 점이다. 논문에서 실수와 실패의 흔적은 거의 드러나지 않는다. 하지만 뛰어난 논문의 저자들도 엄청난 실수와 실패 속에서 성공적인 연구 결과를 얻었다는 점을 잘 기억해야 한다. 논문을 읽을 때 저자들의 실수와 실패의 과정까지 머릿속에 그려진다면 이제는 좋은 논문을 독자적으로 쓸 만한 역량을 갖추었다는 뜻이다.
나오면서
연구 과제에 집중하다 보니 교수와 학생 사이의 전통적인 사제지간의 성격이나 규율, 훈련, 자세, 마음가짐을 중요하게 여기던 실험실 문화는 점차 힘을 잃어가고 있다. 이러한 변화는 배움에 대한 진지한 고민이 퇴색될 우려를 낳기도 한다. 또 연구 생산성을 높이려다 보니 자연스레 실험실 안에서 분업화가 일어난다. 학생은 데이터를 생산하는 실험에만 많은 시간을 할애하는 반면, 지도교수는 실험을 설계하고 논문을 쓰는 일에 치중한다. 이에 따라 학생들은 논문을 쓰는 데 소홀해지고 만다. 정작 논문을 쓰기 위한 역량을 키우는 일은 대부분 암묵적 영역 속에서 이루어진다. 논문은 가설과 실험 결과를 철저히 재구성한 산물이기에 단순히 글쓰기 요령을 익히는 것 이상의 무엇이 필요하다.
• 지은이 _전주홍
경북대학교 유전공학과를 졸업하고 서울대학교 의과대학 생화학교실에서 석사와 박사학위를 받았다. 미국 피츠버그 대학교 의과대학 의생명정보학교실에서 연수를 했다. 현재 서울대학교 의과대학 생리학교실 교수로 분자생리학 및 네트워크생물학 연구실을 운영하며 생명 현상의 항상성에 대한 연구를 진행하고 있다. 특히 유전학적 모형과 빅데이터 분석을 활용하여 세포 수준에서 나타나는 항상성의 분자적 기전에 대해 연구하고 있다. ‘의학적 창의성medical creativity’에 큰 관심을 가지고 있으며, 과학 현장이 어떻게 변해야 성숙하고 독창적인 과학자를 길러낼 수 있을까를 고민하고 있다.
지은 책으로 『醫美, 의학과 미술 사이』(공저), 『마음의 장기 심장』(공저) 등이 있다.
• 차례
감사의 글
들어가면서
I부 오늘날의 논문
01 발표의 의미/ 02 연구논문의 작성
II부 과학 학술지의 탄생
03 지식 유통의 도구/ 04 지식을 다루는 공간/ 05 최초의 과학 학술지/ 06 <철학회보>, 그 이후/ 07 최근 30년
III부 여러 갈래 길
08 가장 많이 인용된 논문/ 09 한 번도 인용되지 않은 논문/ 10 영향력지수 논쟁/ 11 인기 있는 유전자/ 12 노벨상 논문을 거부한 학술지/ 13 게재가 철회되더라도 인용되는 논문/ 14 이색적 논문, 문제적 논문
IV부 숨은 고민들
15 논문을 쓴다는 것/ 16 구조화된 형식/ 17 발견과 정당화/ 18 논문과 패러다임/ 19 논문의 문학적, 예술적 특징/ 20 논문을 읽는다는 것
