보이지 않는 것을 찾아서 

지난 호에서는 ‘현상과 본질 걸러 보기’라는 주제로 시각적으로 인식이 가능한 것은 현상의 극히 일부이며 무작위 현상들의 정보만으로는 본질을 볼 수 없는 이유에 관하여 소개하였다. 현상을 통해서 본질을 파악하는데 필요한 여러가지 주의사항과 과학적(논리적) 사고의 맹점에 관하여 다루었다. 구체적인 사례로 백조, 까마귀, 백로, 광어와 도다리, ‘로마식 자애’ 또는 ‘시몬과 페로’의 그림을 예로 들었다. 
이번 호에서는 ‘보이지 않는 것을 찾아서’라는 주제로 처음부터 눈에 보이지 않는 것, 눈에는 보이나 보이지 않는 것, 눈에 보이지 않는 것을 보이게 하는 다양한 시도들, 눈에 보이지만 보지 못했던 중요한 정보를 찾아가기 위한 시도들에 관하여 소개하고자 한다.

■ 유우식 | 웨이퍼마스터스(WaferMasters)의 사장 겸 CTO이다. 일본 교토대학 대학원과 미국 브라운대학교를 거쳐 미국 내 다수의 반도체 재료 및 생산설비분야 기업에서 반도체를 포함한 전자재료, 공정, 물성, 소재분석, 이미지 해석 및 프로그램 개발과 관련한 연구를 진행하고 있다.
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그림 1. 우리의 눈으로 볼 수 있는 것은 매우 제한적이다. 어떻게 하면 볼 수 있는 범위를 넓혀 많은 정보를 얻어낼 수 있을까?

1. 눈에 보이는 것과 보이지 않는 것
우리는 많은 정보를 시각적으로 얻고 있다. 그러나 시각적으로 인식이 가능한 것은 우주선(cosmic ray)부터 AM 라디오의 전파(long radio wave)에 이르는 전자기파(electromagnetic wave)의 넓은 파장범위의 극히 일부분으로 로그 스케일(log scale, 눈금)로 환산해도 1% 미만이고 선형 스케일(linear scale, 눈금)로 환산하면 수십 ppb(parts per billion, 10억분의 1), 즉 10억분의 수십 정도밖에 되지 않는다.(그림 1) 
이 정도면 눈뜬 장님 수준이라고 할 수 있다. 그나마 눈으로 볼 수 있는 것도 같은 시간에 같은 장면을 보더라도 사람마다 경험, 지식, 입장에 따라서 각기 다르게 해석한다. 같은 것을 동시에 바라보려면 사람마다 다른 장소에서 바라보아야 하고, 같은 장소에서 바라보려면 시각을 달리해서 보아야 한다. 같은 시각에 같은 위치에서 볼 수 있는 방법은 없다. 두가지 시각의 차이가 있을 수밖에 없다. 시각(視角)의 차이와 시각(時刻)의 차이이다. 거기에 각자의 경험, 지식, 입장에 따라서 해석을 달리하게 된다. 이런 점에서 보면 같은 자료를 보았다고 해서 같은 판단을 내릴 것이라고 기대하는 것은 애초부터 무리이고 사치스러운 주문처럼 느껴 지기도 한다. 그렇다고 실망만 하고 있을 수는 없지 않은가? 무엇이 가능하고 어떻게 하면 두 시각(視角과 時刻)의 차이를 극복할 수 있을지 생각해 보자.

2. 눈에는 보이지만 보이지 않는 것
<그림 2>에 자연과학 실험실에서 일어나는 상황을 표현한 그림을 예로 들었다. 실험을 하게 되면 현상의 관찰이 매우 중요하다. 현상의 관찰을 통해서 무엇이 일어났는지에 대한 실마리를 찾아가기 때문이다. 그 실마리를 찾기 위해 실험 조건을 바꿔가면서 조건의 변화에 따른 현상의 변화를 관찰하여 단서를 찾아가는 과정이 실험이고 자연과학의 연구방법이다. 조건을 변화시키지 않고 관찰된 결과들만 모아서 단서를 찾아가는 방법도 있고 미리 생각해 놓은 가설(hypothesis)의 옳고 그름을 확인하기 위한 실험을 하는 경우도 있다. 어느 경우에도 관찰결과를 정리하고 해석하는 과정을 거치게 된다.
눈으로 관찰한 것만으로 내용을 알 수 있다면 왜 실험이 필요할까? 근본적인 의문이 든다. 누가 봐도 뻔한 것이라면 굳이 실험을 하려고 하는 이유도 없을 것이다. 현상은 눈으로 보았다고 하더라도 어떻게 그러한 현상이 나타나게 된 것인지 모르거나 확신이 서지 않기 때문일 것이다. 실험에서 나타난 여러가지 현상을 나열해 놓는다고 해서 누구나 내용을 알 수 있을까? 그렇지 않다. 만약 <그림 2>의 위쪽 그림에서 화살표로 표시를 해놓지 않았다면 스냅숏(snapshot) 사진을 연상하게 하는 각각의 장면 간의 관계를 연상할 수 있을까? 아마도 자신이 보고 느낀 것을 바탕으로 새로운 이야기를 만들어 내게 될 것이다. 여러가지 사진을 섞어서 나열했다면 사진을 나열한 의도조차 파악하기 힘들 것이다. 이처럼 우리 눈으로 인식하는 것은 특정한 시각의 특정한 조건에서 나타난 현상 중에서 우리가 볼 수 있는 가시광선 영역의 빛의 향연(optical illusion)에 불과하다. 빛이 없는 어둠속에서도 세상은 돌아가고 반응도 일어난다. 그러나 우리는 아무 것도 볼 수 없다.
현상 중에서도 극히 일부만 눈에 보이는 것이고 눈에 보이는 현상들을 간의 관계는 눈으로 볼 수 없다. 조건과 현상과의 관계도 눈에는 보이지 않는다. 눈으로는 현상만 관찰될 뿐이다. 그 보이지 않는(눈으로 보고 확인할 수 없는) 현상 간 또는 조건과 현상 간의 연결고리를 찾아내어 활용하는 것이 우리가 보는 이유가 아닐까 싶다. 쓸모 없는 시각정보만 눈에 들어온다면 보고 있는 것 자체가 시간과 에너지 낭비이다. 관심이 없는 프로그램이 TV에 나오면 채널을 돌리거나 전원을 끄고 쉬거나 다른 일을 하는 행동도 이러한 이유에서 일 것이다. 좋아하는 채널이 있다면 그것은 그 채널에서 원하는 정보를 얻어 1초에 수십 장씩 전송되는 화면 이미지를 통해서 이미지 간의 관계성을 마음으로 읽어내어 목적에 맞게 활용할 수 있기 때문이다.