지식 기반 사회에서의 기초과학 연구

이한진ㆍ김정구

지식기반 사회의 대두


새로운 천년을 맞이하여 전세계적으로 인류 문화의 발전과 국가경쟁력의 원천이 된다고 믿는 기초과학 분야의 중요성이 강조되고 있다.

인류의 역사를 살펴보면 몇 번의 역사적인 계기를 거쳐 인간사회는 정신적으로나 또는 물질적으로 혁명적인 큰 변화를 겪게 되었다. 예를 들면, 16세기 종교혁명을 거쳐 인본주의가 발전하게 되면서 인류의 문예부흥기가 형성되었다. 그리고 18세기 증기기관의 발명을 기폭제로 한 산업혁명은 자본과 노동력 그리고 근대과학기술을 토대로 공업화를 시작하여 인간의 생활 패턴을 변화시키고 아울러 삶의 질을 한 단계 높이는 계기가 되었다. 20세기 초에는 새로이 태동한 현대과학기술 발전을 바탕으로 전기문화의 발전, 항공기 자동차의 개발에 의한 교통수단의 혁명, 그리고 20세기 후반의 트래지스터의 발명에 따른 전자공업 및 컴퓨터의 발전은 통신혁명을 가져와 21세기 인류의 새로운 변화의 시기로 인식되는 "지식기반사회"의 기틀을 마련하였다고 볼 수 있다.

20세기 산업화시대에서는 각국의 경제경쟁력은 자본의 축적, 우수한 기술력, 잘 훈련된 노동력 및 원자재의 수급 능력이라고 볼 수가 있다. 따라서 지금까지의 열강들은 일반적으로 획일적으로 잘 훈련된 조직사회, 기술력과 자본력을 가진 나라라고 보면 틀림이 없다. 일본이 그러하고 독일이 그러한 범주에 속한다. 그러나 최근 유럽의 이태리나 프랑스가 여러 나라로부터 주목을 받는 이유는 그 나라 사회구조가 더 조직적이라거나 아니면 자본력이 우수해서가 아니라 오히려 그 반대라고 볼 수도 있다. 즉 획일적으로 조직화된 사회가 아니라 자유분방한 사회분위기와 이로 인한 국민적 창의성이 뛰어나기 때문에 주목을 받고 있다. 또한 세계화(Globalization)의 추세로 서비스 산업의 증대와 자본과 원자재의 유통이 자유스러워졌을 뿐만 아니라, 개인의 창의력이 더욱 중요한 시대적 변화가 닥치고 있기 때문에 더 더욱 각광을 받지 않을까 생각된다.


20세기

21세기

기술적 차이

특색

용량

소자크기

전자화

메가-기가

Micron

광자활용화

테라

Nanometer

산업 경쟁력

기술력

자본

조직화

창의력

정보

자율성

사회의 특성

획일성

다양성

산업의 특성

거대장치산업

서비스업

표 1. 20세기와 21세기의 기술적, 산업적, 사회적 차이.

전통적 산업화 사회와 지식기반사회의 특징상의 차이점은 산업화 사회가 과학기술을 활용한 거대장치산업과 집단의 조직화를 통한 획일적 위계질서구조라고 한다면, 지식기반사회에서는 개인의 자율성이 보장되고 앞에서 언급한 창의적 지식과 정보 network를 활용한 창의적 소규모 산업화가 특징이라고 생각된다.

따라서 지금까지의 20세기와 앞으로 다가올 21세기의 기술적인 면에서 대표적인 차이점은, 기술적인 측면에서 예를 들어, 20세기가 전자화시대, 컴퓨터의 실용화, 메가-기가의 용량, 소자크기는 micron이었다면 21세기에는 광자의 활용화 시대, 용량은 tera, 소자 크기는 nanometer가 될 것이다. 산업의 경쟁력 차원에서는 20세기가 기술력, 자본, 조직화가 중요했다면 21세기에서는 창의력, 정보, 그리고 자율성이 중요할 것이다.

OECD 참여국의 경우 이미 서비스 업종이 국가 GDP의 75 % 고용의 70 %를 점하고 있다. 따라서 앞으로는 부가가치를 창출하는데 있어서 개인의 지식과 전문성이 지식기반사회에서는 중요하다는 것을 의미한다.

개인의 창의력에 기초한 지식과 정보의 유통이 경쟁력의 원천이 되는 새로운 사회에서는 지식의 공급원인 기초과학(여기서는 자연과학, 생명과학 및 공학분야의 기초연구를 의미함)의 중요성이 강조될 수 밖에 없다.

우리는 이미 제조업자가 아닌 유통업자가 지배하는 시장경제를 목격하고 있다. Software 위주의 Microsoft사가 IBM, GE, GM 등을 누르고 미국 제일의 기업으로 성장하여, 오히려 독과점이 우려되는 현실을 목격하고 있다. 전자상거래가 보편화되면서 증권, 금융, 유통분야에서 금년에만도 50 만명 이상에 해당하는 고용의 변화가 예상된다.

인터넷으로 무장하고 지식과 정보가 경쟁력의 원천으로 작용하는 지식기반사회는 인간사회에 18세기 산업혁명 때 보다 더 큰 질서의 변화와 충격을 가지고 올 것으로 예상된다.

기초연구의 중요성

전통적으로 기초과학 연구는 학문적 호기심 때문에 자연현상에 대한 이해를 넓힌다는 문화적 측면이 강조되어왔다. 물론 기초과학연구 결과가 산업화의 원천요소 기술이 된다는 점이 있으나 실제 응용되어 생산기술화 되기까지는 상당한 시간이 소요된다고 생각되어 경제성을 따지는 것은 무의미하다고 믿어 왔다. 따라서 대학은 기초연구, 그리고 산업계는 개발 생산연구를 주로 해온 것이 사실이다. 그러나 최근의 통계를 보면, 국내에도 이미 6000 여개의 벤처 회사가 설립되어 가히 벤처 회사 천국이 되었다는 느낌이다. 그리고 상당 수의 벤처 회사는 대학에서 설립하는 것이 최근의 경향이다. 이는 기초과학의 역할에 상당한 변화가 생겼다는 증거가 아닐까?

미국경제 개발위원회는 1998년 이미 "미래의 번영은 기초연구에 대한 역사적이고 근본적인 투자를 유지하려는 현재의 노력에 달려 있다." 라고 기초연구의 중요성을 강조한 바가 있다.

따라서 21세기 지식기반사회에서는 지금까지 기초연구에 대한 인식과는 달리 기초연구의 결과로,

1) 새로운 지식의 창출과

2) 가시적인 결과:

기술적인 문제의 해결

인력의 양성

전문가 network의

3) 잠재적 결과:

새로운 산업의 창출 및 고용의 창출

등 기초연구의 공적 가치라고 생각되는 새로운 지식의 창출과 인력양성 외에 잠재적 부가가치인 새로운 산업 및 고용의 창출이 강조된다.

지식기반사회에서 새로운 지식(new knowledge)과 개혁(innovation)은 21세기 경제의 원동력이다. 오스트리아의 경제학자 Schumpeter의 말대로 건강한 경제는 평형상태에 있는 것이 아니라 기술혁신에 의하여 끊임없이 붕괴되고 재생되는 것이며, 기초연구가 기술혁신을 위한 frontier의 역할을 하여야 된다.

이러한 이유로 많은 선진국들이 기초과학지원으로 지식과 정보의 확보를 통한 국제 경쟁력을 갖추기 위하여 노력하고 있다.

한 걸음 더 나아가, 미국의 클린턴 대통령은 금년 초 State of the Union 연설에서 미국은 교육강화와 대학의 과학기술 개발력을 바탕으로 21세기에도 지속적으로 세계를 이끄는 국가로서의 지위를 유지하겠다고 역설했다. 또한 일본의 오부치 총리 역시 금년 초 일본의 교육개혁과 창의적 과학기술을 개발함으로써 21세기를 대비하겠다는 포부를 밝힌 바 있다. 이러한 선진국 지도자의 표현은 지금까지 자본과 기술이 지배하던 산업사회와는 달리 21세기 지식기반사회에서는 기초연구에 주력하는 대학이 사회발전의 중심 축 역할을 하여야 한다는 사실을 간파하고 이에 대비하겠다는 것이다. 이처럼 대학의 연구능력을 강조한 이면에는 21세기 지식기반사회에서 기초연구의 부가가치 창출로 인한 경제적 중요성을 인식하고 있기 때문이다.

우리가 기초과학을 강조하는 것이 단순히 지적호기심을 만족시키고자 하는 것이 아니라 미래에 대한 국가차원의 생존전략이라는 사실임을 알아야 하는 이유가 바로 여기에 있다.

지식기반시대 기초과학연구의 역할

앞에서 언급된 것처럼 기초과학연구는 과학기술진보 및 인류의 경제사회적 발전에 상당한 기여를 하여왔다. 이러한 기초과학연구는 21세기 지식기반시대를 맞이하여 더욱 더 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다.

첫째는 창의적 지식의 발견을 통한 기술혁신 및 과학기술의 진보이다.

지식기반시대의 가장 중요한 원동력 중 하나는 바로 창의적 지식이다. 2차대전 이후 지난 50년 동안 미국과학기술정책의 기반을 제공하여 왔고 미국립과학재단(NSF) 설립의 기초를 제공하였던 부시보고서는 기초지식을 빌려오는 국가는 미래의 기술혁신 경쟁에서 낙오될 수 밖에 없음을 지적하면서 미국의 기초지식과 원천기술의 창조에 대한 중요성을 강조한 바 있으며[1] 이러한 창의적 개척적 과학기술 전통은 오늘날까지 계승되어 오고 있다.[2] 또한 차세대 산업혁명의 기반을 제공할 것으로 기대되고 있는 나노테크놀로지는 Ferman이 이 기술에 대해 언급하였을 당시(1959)에는 아직 그 가치가 탐구되지 않은 잠재적인 과학적 가치를 지닌 분야이었지만 21세기에 이르러 기술혁신과 새로운 시장을 창출하는 가장 촉망되는 분야로 부상하였다. 따라서 기술혁신을 창출할 수 있는 지식과 과학적 원리를 발견하는 역할은 새로운 지식의 발견 및 창조에 의해 구축되는 지식기반시대에서 기초과학이 담당해야 하는 핵심역할이라 할 것이다.

둘째, 대학을 중심으로 하는 기초과학연구에 있어서의 지식기반시대에 대한 또 하나의 중요역할은 기술이전을 통한 지식기반산업의 육성이다.

미국 MIT주변에는 4000여개의 MIT 관련 지식기반 회사들이 밀집되어 있으며 약 110만명의 노동자를 고용하면서 연간 $2,320억불의 판매고를 기록하고 있다고 한다.[3] 이같은 현상은 캘리포니아의 실리콘 벨리나 노스케롤라이나의 리서치 트라이앵글 지역에도 유사한 효과를 띠고 있다. 이는 대학을 중심으로 하는 기초과학연구가 지식기반산업의 기초를 제공하고 있음을 의미한다. 기초연구의 지원이 없다면 21세기 지식기반산업은 지식의 공동화(空洞化)로 인해 성장의 한계를 인식할 수 밖에 없을 것이다.

지식기반시대 기초과학연구 추진방향

이와 같이 변화하는 지식기반시대의 연구환경 속에서 기초과학연구가 지향해야할 몇 가지 기본방향은 다음과 같다.

첫째, 학제간 연구에 대한 강조이다.

미지의 지식을 탐구하는 기초과학연구의 속성상 기초연구는 개별연구자들에 의한 개척적이고 창의적인 연구활동이 요구되며, 이러한 현상은 21세기 지식기반시대에 이르러서도 변함없이 적용되어야 하는 연구지원의 기본방향이다. 인간 삶의 질 향상과 복지에 크게 기여한 탁월한 과학적 업적 중 많은 부분이 - 예컨대, x선, 폐니실린, 소아마비 백신 등 - 개별 연구자들의 개척적이고 창의적인 연구의 산물인 것이다. 미국립과학재단(NSF) 또한 전체 연구비 지원의 80 % 정도를 개별과학자가 수행하는 프로그램에 지원하고 있다.[4] 한편, 지식기반시대를 맞이하여 연구개발 패러다임이 선형모델에서 상호의존형 모델로 변화되고, 연구개발이 점차로 복합적인 시스템에 대한 이해를 요구해 감에 따라 분야별 연구영역을 넘어서 학제간 및 팀별 연구가 강화되어야 할 필요성이 제기되고 있다. 세계의 주요 과학기술자들이 모인 지난 스톡홀름 심포지움[5](1998. 11월)에서도 참석자들은 연구개발 패러다임의 변화에 대처하기 위한 학제간 연구의 중요성과 강화를 제기하고 있다.

둘째, 산학연계체제의 강화이다.

지식의 자본화가 이루어지는 지식기반시대에 있어서는 대학을 중심으로 하는 기초과학연구와 산업체간 긴밀한 협력체계 구축이 요구된다. 오늘날에는 기초연구발견이 새로운 상품으로 빠르게 전환되는 생명의학 분야를 중심으로 산업체와 대학간 연구협력이 이루어지고 있으며, 기업들은 점차적으로 대학의 연구를 지원하고 개별연구자들과 협력하는 것이 유용함을 발견하고 있다.[6] 산업체는 대학에 대한 연구지원을 통하여 유용한 상품을 획득하여 산업경쟁력을 획득할 수 있고, 대학은 산업체로부터 연구비를 지원 받을 수 있다. 따라서 대학과 산업체간 효율적인 기술이전 체제를 구축해야 한다. 그러나 이러한 경우에도 이들 관계가 대학의 기본적인 사명인 교육과 연구를 희석시키거나 약화시키지 않도록 해야할 것이며 대학기초연구에 의한 신지식이 자유롭게 전파되도록 해야 할 것이다.

셋째, 대학은 지식기반시대에 있어서의 핵심요소이다.

지식기반시대의 기초과학연구와 관련하여 특히, 중요한 것은 대학의 역할이다. 대학은 지식을 창조하고 차세대 과기인력을 양성하는 이중역할을 통하여 국가의 번영과 지속적인 과학기술 발전을 이루어가고 있다. 미과학기술정책국(OSTP)의 "21세기를 위한 정부/대학간 연구협력" 보고서(1999)는 미국이 세계수준의 연구시스템을 유지하고 전세계적 과학기술 리더쉽을 유지하는데 대학이 핵심적인 역할을 수행하고 있음을 언급하면서 연방정부와 대학의 밀접한 연구협력체제를 강조하고 있다.

대학의 연구환경은 어느 조직보다 과학자의 독립성과 창조성을 고양시키는데 적당한 환경을 제공하고 있으며 이러한 환경은 계층제적인 다른 조직에서는 발견하기 어렵다. 미국경제개발위원회(CED)는 미국기초연구시스템의 성공의 대부분이 개인의 자율성을 추구하는 대학의 연구자 특히 신진과학자들의 능력에 달려 있다고 지적하면서 연구와 교육 기능을 추구하는 대학, 특히 연구중심대학의 역할에 대한 중요성을 강조하고 있다. 따라서, 기초연구육성과 또한 연구와 교육의 통합을 수행하는 대학은 지식기반사회의 핵심요소로 간주되어야 할 것이다.

넷째, 기초과학연구에 있어서 분야간 균형적인 발전은 매우 중요하다.

기초연구지원에 있어서 학문간의 균형적인 발전은 매우 중요하다. 이는 오늘날 획기적인 과학적 발명으로 여겨지는 많은 사례들에서 발견될 수 있다. 예를 들어, 오늘날 우수한 과학적 업적의 하나로 생각되는 MRIs는 화학과 물리분야 연구의 산물이지만 이러한 과학적 업적은 첨단 수학의 진보가 없었다면 이루어지지 못하였을 것이다. 미 행정부의 2001년 회계연도 연구개발예산의 특징은 기초연구 관련 예산의 대폭적인 증가와 생명의학 분야와 비 의학분야간 연구개발예산의 균형을 회복하는 방향으로 예산이 편성되었다는 것이다. 이같은 경향은 분야간 지나친 불균형은 타 분야에 있어서의 과학적 진보를 저해할 뿐 아니라 궁극적으로 해당분야의 과학적 진보마저 저해할 것이라는 미국 과학기술계의 우려를 수용한 것이며 과학의 진보가 분야간 상호연계되어 있다는 것을 의미한다 할 것이다.[7] 물론 이러한 개념이 각 분야에 대한 동등한 예산부여나 평가를 통한 경쟁적 시스템의 부재를 의미하지는 않는다. 탁월성에 의한 연구비 지원은 과학의 진보나 연구비 재원의 효과적 사용을 위해 필수적으로 고려해야할 사항이다

다섯째, 연구주체간 경쟁과 연구자의 자율의 확대이다.

21세기 지식기반시대의 또 다른 핵심요소는 경쟁과 자율의 확대이다. 21세기 지식기반을 제공해주는 기초과학연구의 진보와 활성화를 위해서는 연구의 질을 향상시키기 위한 연구주체간 경쟁 및 연구자들의 자율성 확대가 이루어져야 한다. 지식기반시대 경쟁력 강화를 위한 국가전략 보고서인 영국정부의 과학기술경쟁력 보고서(1998)는 연구주체간 경쟁과 자율의 확대를 주장하고 있다. 미경제개발위원회는 "미국의 기초연구"라는 보고서를 통해 미국의 기초연구시스템의 강점은 연구비 확보를 위한 경쟁의 확대라고 지적하면서 연구과제의 질을 평가함 없이 정치적 목적을 위해 연구비를 배정하는 지정연구 형태와 미국 국가연구소 특히 에너지성의 일부 연구소들이 경쟁이나 전문가평가 없이 연구과제를 수행하여 왔음을 강력히 비판하고 있다. 이는 가장 효율적인 연구비 배분은 연구의 질적 수준에 대한 평가 및 경쟁에 의해 지원하는 것을 의미한다. 한편, 앞에서 기술한 학제간 연구 강화를 위한 주제 토론을 위해 모인 스톡홀름 모임에서도 지적한 것처럼 연구자 층이 두터운 경우, 학제간 연구이든 전통적 과학기술 분야에 의한 연구이든 연구자 혹은 연구집단에 의한 자율적 과제선정 및 추진이 창의적 지식생산을 위해 가장 바람직하다 할 것이다.

맺는 말

21세기의 사회질서는 창의력과 지식을 토대로 가상공간을 이용하여 세계시장을 대상으로 하는 지식기반사회가 되리라 짐작되어 대학의 역할이 그 어느 때보다 강조가 되고 있다. 기초과학연구는 새로운 지식의 함양이라는 학문성 추구 외에 새로운 기업의 창출을 위한 frontier 역할을 하여 지식기반경제에 큰 기여를 할 것으로 기대된다. 과학기술, 문화 및 정보의 유통 부분에서 창의적인 기술혁신과 연구를 통한 창의적인 우수인력의 양성은 지식기반시대에서 가장 중요한 경쟁력의 원천이다. 따라서 민족적 창의성의 함양이야말로 21세기를 대비하여 대학이 전력을 기울여야 할 대명제라면, 기업이 필요로 하는 기술개혁(innovation)은 기초과학기술인 각자가 관심을 기울여야 할 과제이다. 이렇게 하기 위해서는 대학교수의 실사구시적인 산학협력이 필수적이다. 아울러 대학의 우수인력이 산업체로 진출할 수 있는 사회분위기를 조성하여야 한다. 물리학을 잘하는 학생이 물리학을 하지 않아야 물리학이 산다는 역설적 표현은 그만큼 기초과학의 실질적인 산업계 기여가 시급한 현안 문제임을 뜻하고 있다.

21세기 지식기반시대가 제공할 끝없는 미래의 기회와 도전은 기초과학의 성공적인 수행에 의해서만 개척될 수 있는 영역인 것이다.

참 고 자 료

[ 1] Vannevar Bush, Science - The Endless Frontier, NSF 40th Anniversary 1950- 1990.

[ 2] 과학기술환경변화에 따라 미국과기정 책의 대안 모색을 위해 추진되었던 '98년 미하원과학위원회 보고서에서는 과학기술환경변화에도 불구하고 창의 적, 개척적 연구능력을 강조한 부시의 정책은 계승해야 함을 권고함으로써 50여년 전의 부시 정책보고서가 여전 히 미국 과학기술정책의 전통으로 유 지되고 있음을 보여주고 있다.

[ 3] BankBoston Economics Department Special Report MIT: The Impact of Innovation, March 1997. DTI, Our Competitive Future - Building the Knowledge Driven Economy, Dec. 1998

[ 4] 미연방의 연구비 지원은 기본적으로 연구기관에가 아니고 연구비를 신청하 는 연구자에게 지급되고 있다. CED 보고서는 이들 개별연구자들이 미국기 초연구산업의 골격이며 미국기초연구 시스템의 강점은 이들 개별연구자들의 연구활동에 대해 동료평가 등의 경쟁 을 통한 연구비 배분 시스템이라고 지 적하고 있다.(CED, pp27-29)

[ 5] 캐나다의 공학물리연구협의회(NSERC) 에 의해 조직된 스톡홀름 심포지움에 서는 연구개발 패러다임의 변화에 따 라 학제간 연구수행의 필요성이 제기 되고, 장려되어야 하나 전통적인 과학 기술분야에 의한 평가체제로 인하여 학제간 연구 수행자에 대한 차별이 이 루어지고 있다고 지적하고 이와 같은 장애물을 제거해야 한다고 주장하고 있다. 이 모임에는 NSF 총재인 Dr. Rita Colwell, 전 영국 의학연구협의회 (MRC)의 캠브리지대 분자생물연구실 소장인 Dr. Sydney Brenner 등 세계의 주요 과학기술계 인사들이 참석하였 다. (Nature, 19 Nov. 1998, p202)

[ 6] 미국의 경우 산업체의 대학에 대한 연 구비 지원은 1980년에 전체 대학연구 비중 4 %에서 1996년에는 7 %로 증 가되었다. 이러한 현상은 산업체가 기 술혁신 및 신상품 개발에서 대학의 가 치를 인식하고 있다는 증거이다. 미국 의 이러한 산학연계는 1980년의 Baby- Dole 법안 - 연방정부의 연구비 수혜 자들이 연구과정에서 발생한 발견 및 발명들에 대한 소유권을 인정한 연방 법률 - 에 의해 촉진되었다.

[ 7] Smith(전 미과학기술국(OST) 부국장) 는 생명과학분야가 21세기 최고의 연 구지원분야로 부상하며 미국기초연구 에 대한 연방지원의 50 % 이상을 지 원받고 있는 반면에 1993년 이후 화 학, 물리, 전자화학공학과 같은 분야에 대한 연방연구비는 9∼36 %까지 감소 되었음을 지적하면서 만약 이러한 경 향이 지속된다면 이들 분야에서의 과 학적 진보에 위험할 뿐 아니라 생명의 학 및 보건관련 연구에 매우 중대한 귀중한 과학기술적 발견이 이루어지지 않아 연속적인 과학적 성과가 위험에 처할 것이라고 주장하고 있다(Smith, Phillip M, "Life Science's Stewardship of Science" Science, 24 Dec. 1999 p. 448)

김정구 박사는 서울대 학사(1971), Notre Dame 대학교 이학박사(1978)로서 Univ. of Wisconsin (1978-1979)과 Iowa State Univ. (1979-1980)에서 Research Associate를 역임 후 1980년 이후 서울대학교 자연대 물리학과 교수로 재직하면서 대학 내에서 반도체 공동연구소 부소장, 자연과학종합연구소 부소장, 자연대 기획실장, 물성과학연구소 소장 등을 역임하였고, 대외적으로는 한국 물리학회 섭외간사, 재무간사, 응집물질물리 분과 부위원장 등 학회 업무와, 교육부 대학합동평가단 실무위원(1991), 과기처 과학발전장기계획 기초과학분과 위원장(1993), 교육부 연구소 첨단화 지원사업 위원장(1996-1997), 한국과학재단 기초연구단장(1997-현재) 등을 역임하였다. 연구분야는 초전도 물리와 나노물리 분야로서 1987년 한국물리학회 논문상을 수상하였고 현재 한국 초전도학회 부회장을 맡고 있다.

(jnine@kosefgw.kosef.re.kr)

이한진님은 충남대학교 행정학사(1985), 영국 멘체스터대학 과학기술정책학 석사(1997)로서 1990년부터 한국과학재단 국제협력실, 연구기획실, 관리부 등의 부서를 거쳐 2000년 1월부터 현재까지 한국과학재단 정책연구팀에서 선임행정원으로 재직하고 있다.

(hjlee@kosefgw.kosef.re.kr)