동위원소 붕괴는 하나님이 자연에 심어 둔 선물

과학과 신앙 - 연대측정의 예

(이 글은 2016년 9월 20일 미주 뉴스앤조이에 실린 글입니다.) 

'창조과학'이란 단어에는 '과학'이 들어갑니다. 하지만 대부분의 과학자는 창조과학이 과학이라 생각하지 않습니다. 사실 창조과학자들도 창조과학은 과학이 아니라고 말합니다. 그럼에도 창조 '과학'이라는 용어를 왜 계속 사용하는지 의문입니다. 

과학이란 무엇인지, 창조과학과는 어떤 차이가 있는지 생각했습니다. 무엇보다 접근법이 다르더군요. 한쪽은 관측된 현상을 기반으로 이를 설명하는 가장 타당한 결론을 도출해내려 합니다. 다른 쪽은 결론이 정해져 있는 상태에서 이 결론을 지키려 노력합니다. "일단" 첫 번째 접근법을 과학적 사고, 두 번째 접근법을 신앙적 사고라 부르겠습니다.

과학적 사고는 이런 과정을 거칩니다. 이전의 학설과 맞지 않는 새로운 증거가 발견되었습니다. "안 맞네?" "어느 한쪽에 문제가 있군" "다시 조사해보자" "이런저런 이유로 기존 설명이 틀렸네" "바꾸고 검증을 해보자" "모든 걸 고려해서 이렇게 결론을 내려야겠어."

신앙적 사고는 이런 과정을 거칩니다. 기존의 믿음과 충돌되는 현상이 발견됩니다. "안 맞네?" "분명히 증거에 문제가 있을 거야" "(예외 상황을 보며) 이런저런 이유로 저 증거는 믿을게 못돼" "역시 우리의 믿음이 맞았어." 창조과학의 접근법은 과학적 사고보다는 신앙적 사고에 가깝습니다.

과학적 사고와 신앙적 사고의 차이는 연대측정에 대한 태도에서 극명하게 드러납니다. 연대는 중요합니다. 그동안 과학계에서 제시하는 연대를 인정하면, 젊은 지구 론도 홍수 지질학도 설 자리가 없기 때문입니다. 그렇기에 창조과학의 강의는 예외 없이 연대측정법에 대한 불신을 심으며 시작합니다. 

연대측정에는 여러 방법이 있습니다. 나이테나 자기장도 사용됩니다. 하지만 기본이 되고 정확한 방법은 방사성 동위원소 연대측정법입니다. 방사성 동위원소(이하 "동위원소")가 방사선을 방출하며 붕괴되는 특성을 연대측정에 이용하는 아이디어는 1907년도에 등장합니다. 이후 동위원소 측정법은 반복해서 시험되고 검증되며 보완되었습니다. 

동위원소의 붕괴는 확률적으로 발생합니다. 원소 하나만 보면 언제 붕괴가 될지 모르지만, 억 단위 이상의 '모'원소를 관찰할 때, 모원소의 반이 붕괴될 때까지 걸리는 시간은 일정합니다. 이를 반감기라고 하는데, 원소마다 다릅니다. 이중 긴 반감기를 가진 원소들이 연대측정에 사용됩니다.

예를 들어 탄소-14는 5730년, 우라늄-238은 44.7억 년, 우라늄-235는 7.1억 년의 반감기를 가집니다. 우라늄-238의 반감기는 20년이 넘는 관찰을 통해서 측정되었다고 하네요. 이들 모원소가 붕괴되어 어떤 딸원소가 만들어지는지 알 수 있있고, 측정 광물의 특성에 따른 초기 조건도 알 수 있습니다. 그렇기에 모원소와 딸원소의 현재 비율을 알면 대상의 연대를 알 수 있습니다. 측정의 모든 요소가 과학적으로 관찰되고 증명되었습니다. 또한, 외부 동위원소의 침투나 실험 중 오염에 따른 오차에 대한 대응법이 이미 만들어져 있습니다. 

그럼에도 창조과학은 연대측정법의 결과를 믿을 수 없다고 공격합니다. 진화를 위해 오래된 지구가 필요하고, 이를 위해 오래된 연대를 고집하는 신앙이라 주장하지요. 이를 보면 창조과학은 과학이 또 다른 형태의 신앙이라 여겨지게 만들려는 새로운 전략을 쓰는 것 같습니다. 하지만 정확한 연대를 파악하려는 과학자들의 노력을 보면, 발견된 증거에서 최선의 결론을 찾으려는 성실함을 알 수 있습니다. 

예를 들어, 창조과학에서 자주 거론하는 KBS 사례를 살펴봅니다. 케냐의 Kay Behrensmeyer Site라는 곳입니다. 1967년 이 지역의 연대가 2억3천만년라는 발표가 있었습니다. 그런데, 여기서 돼지와 코끼리, 유인원의 화석이 발견되었습니다. 이는 진화론에서 제기한 이 종들의 연대(200~500만 년)와 충돌되는 결과입니다. 이후 여러 번 연대측정이 이루어졌고, 1977년에는 이 지층이 261만 년에서 52만 년 되었다고 결론 내립니다. 창조과학자들은 이렇게 진화론에 맞추기 위해 바뀌는 연대측정을 어떻게 믿을 수 있냐고 의문을 제기합니다.

하지만, KBS 사례는 오히려 과학적 사고의 전형을 보여줍니다. 과학자들은 최초 측정이 화산활동으로 인해 섞인 다른 지층 때문에 생긴 오류임을 인정합니다. 샘플링의 문제입니다. 이후 13년에 걸친 측정과 연구를 거쳐 1980년에야 KBS의 나이가 190만 년 정도라는 의견의 일치를 이룹니다. 67년 이후 최소 열두 개의 관련 논문이 발표되었습니다. 진화론의 시간표에 맞추어 연대를 정한 것이라면 이런 노력을 할 이유가 없었을 겁니다. 

KBS 사례와 달리 지층이 섞이지 않았다면, 샘플링과 상관없이 일관된 결과가 나옵니다. 만약 연대가 다른 여러 지층이 섞였음에도 같은 결과를 낸다면 오히려 연대측정법에 문제가 있겠지요. 지층이 섞여 정확한 연대측정이 어렵다면 지층의 형성 과정이나 발견되는 화석 등 다른 증거들을 참고해 보다 정확한 연대를 찾아갑니다.

창조과학은 샘플링의 문제를 거론하며 연대측정법에 대한 의심을 심으려 하지만, 자세히 살펴보면 반대로 과학적 접근법을 더 신뢰하게 만듭니다. 과학적 사고는 기존의 학설과 충돌되는 증거가 나오면 원인을 파악하고, 필요하면 기존 학설을 수정합니다. 젊은 지구론이나 홍수 지질학과 충돌하는 증거를 어떻게든 인정하지 않으려 하는 창조과학과는 다른 모습이지요. 

창조과학은 석탄이나 다이아몬드처럼 오래된 광물에서 탄소가 검출되고 1만~2만 년의 연대를 보이기에 이는 지구가 젊은 증거라 말합니다. 수백만 년이 지나면 반감기가 수만 번 지났을 테고, 그러면 탄소가 검출될 수 없기 때문입니다. 하지만 정밀한 검증은 이 측정 결과가 채취 혹은 측정장치로부터의 오염으로 인함을 보여주고 있습니다. 

이에 대해 창조과학은 오염에 따라 전혀 다른 결과를 내는 측정법을 믿을 수 없다고 말합니다. 하지만 축구 경기장의 길이를 30cm 자로 잴 필요는 없지요. 탄소-14와 같이 반감기가 짧은 원소를 사용해 오래된 물질의 연대를 측정했을 때 아주 적은 오염으로도 큰 차이를 만들어내기 때문입니다. 감사하게도 반감기가 더 긴 다른 원소들이 있습니다. 5m의 거리를 1m 자나 2m 자로 잴 때는 정확하게 잴 수 있듯이, 측정 대상에 적절한 다른 동위원소를 선택했을 때, 일관된 결과가 나옴은 이미 증명이 되었습니다.

무엇보다 과학자들이 사용하는 연대측정은 측정을 하면 할수록 더 정확한 값으로 수렴한다는 사실이 중요합니다. 누군가 이런 비유를 하더군요. 화살을 이렇게도 쏘아보고 저렇게도 쏘아보는데 같은 곳에 가서 맞더라고요. 그곳에 동그라미를 치고 가설이라 부른 후 더 많은 화살을 쏩니다. 그래도 계속 그곳에 맞는다면 이론이 됩니다. 하지만 설명할 수 없는 이유로 다른 곳에 맞는 화살이 생기면 그 가설은 포기하게 됩니다.

예를 들어, 지구의 나이는 여러 번 측정되었습니다. 1991년 출간된 <지구의 나이>는 이미 40억 년 이상의 연대를 보이는 13개의 다른 운석을 소개합니다. 이후에도 연대측정은 계속 이루어지고 있고요. 여러 가지 방법을 통한 교차검증의 결과는 지구가 최소한 45억 년 이상 되었음을 나타냅니다. 

반면, 창조과학은 과녁을 정해놓고 화살을 쏘아 맞추려 해도 맞추지 못하는 상황입니다. 젊은 지구를 증명한다고 제시된 증거들이 있습니다. 지구 자기장이나 자전 속도의 변화, 혹은 젊은 혜성의 존재 등이지요. 하지만 이 증거들은 몇십 년 전의 이야기들입니다. 잘못된 근거에 기반한 주장들임이 이미 증명되었는데도, 창조과학자들은 일반인들 대상의 강연에서 같은 이야기를 반복합니다. 

최근에 공룡 연부조직의 발견을 강조하더군요. 피나 근육 같은 연부조직은 박테리아의 분해로 백만 년 이상이 되면 남아있을 수 없다는 게 근거입니다. 하지만, 연부조직이 그대로 발견되는 것과 화석화되어 발견되는 것은 다릅니다. 연부조직은 드물지만 화석화될 수 있습니다. 일단 화석화가 되면 오랜 기간 남아있을 수 있습니다. 하지만 창조과학은 화석화된 연부조직의 발견을 인용하며 연부조직의 발견이 젊은 지구를 증명한다고 왜곡합니다.

화석화되지 않은 연부조직의 발견은 2005년 발표된 적혈구의 발견이 최초입니다. 그렇게 오래 남을 수 있었던 이유는 피 속의 아이언이 다른 성분과 결합해 시체를 보존하는 사용하는 포름알데이히드와 같은 작용을 했을 것이라 생각됩니다. 공룡과 비슷한 타조의 피를 사용해 같은 현상을 재현하기도 했습니다. 적혈구의 발견은 기존의 통설을 뒤집는 놀라운 발견이었기에 창조과학자들은 환호했지만, 이를 발견한 슈바이처 박사는 (본인이 기독교인임에도 불구하고) 자신의 연구가 왜곡됨에 크게 실망했다고 합니다.

지금까지 살펴봤듯이 오래된 지구를 비롯 과학계의 연대측정을 뒷받침하는 증거는 충분합니다. 반면, 젊은 지구를 증명하는 증거는 없습니다. 그럼에도 창조과학은 지질학, 생물학, 천문학 등의 학문이 진화라는 패러다임을 위해 연구결과를 맞추는 것처럼 말합니다. 전형적인 음모론입니다. 과학사를 조금만 살펴봐도 이들의 주장이 얼마나 어처구니없음을 알 수 있습니다. 

물론, 창조과학을 반대하는 사람도 기존의 연구결과를 믿고 이를 "신앙"하는 모습을 보일 수 있습니다. 일부 과학자가 그럴 수도 있습니다. 그럼에도, 과학계 전체는 최선의 답을 찾기 위해 과학적 사고를 계속 해왔습니다. 꾸준한 학설의 수정과 발전이 이를 보여줍니다.

앞에서 과학적 사고와 대비되는 접근법을 신앙적 사고라 불렀습니다. 이는 정확한 용어의 사용이 아닙니다. 기존의 믿음에 반하는 증거를 의심하는 것은 자연스러운 현상입니다. 그럼에도 증거가 확실하다면 자신의 믿음에 잘못은 없나 돌아봐야 합니다. 하나님은 오류가 없는 분이지만, 그분을 이해하는 방식에는 오류가 있을 수 있으니까요. 그렇지 않고 무조건 자신의 믿음을 고집한다면 그건 맹신입니다. 올바른 신앙은 말씀에 대한 신뢰를 유지하면서도 상황과 증거에 맞추어 바른 해석을 찾는 과학적 사고를 필요로 합니다. 

방사성동위원소가 측정 가능한 반감기를 가지고 붕괴되지 않았다면 우리는 아직도 지구의 나이를 추측만 했을 겁니다. 동위원소 붕괴는 하나님이 자연에 심어 둔 선물입니다. 이를 사용해 우리는 그분이 얼마나 놀랍게 세상을 창조했나 알아볼 수 있습니다. 이렇듯 우리가 주어진 지성을 사용해 자연이라는 책에 쓰인 하나님을 발견해 나갈 때, 과학적 사고와 신앙적 사고가 굳이 다를 필요는 없습니다.