보는 것이 얻는 것 (동아 사이언스에서)

[표지로 읽는 과학]“보는 것이 얻는 것” 탐구욕이 일군 현미경의 발전 2009년 06월 07일 글자 크기

. ‘백문이 불여일견(百聞不如一見).’ 풀이를 하면 ‘백 번 듣는 것이 한 번 보는 것보다 못하다’는 뜻이다. 결국 ‘보는 것이 믿는 것(Seeing is believing)’이란 얘기다. 사람들은 ‘보는 것’에 확신을 갖는다. 이는 일상에서도 잘 나타난다. 억울하게 모함 받는 사람은 “당신이 봤냐”고 항변을 늘어놓는다. 직접 보지는 못했다고 하면 모함한 사람은 그야말로 ‘쪽박’ 신세가 된다. 네이처는 ‘보는 것’에 대한 확신을 이런 말로 표현했다. “보는 것이 얻는 것이다(Seeing is achieving)”라고. 커다란 눈동자와 접안렌즈. 무엇을 보고 있는지 잘 드러난다. 표지 속의 누군가는 현미경을 이용해 보이지 않는 세계를 보고 있다. 보지 못한 것을 보고 싶어 하는 탐구욕. 인류의 이 욕심이 현미경을 꾸준히 발전시켰다. 현미경은 광학현미경을 거쳐 전자현미경, 원자현미경으로 진일보했다. 이번 주 네이처는 보이지 않는 세계를 보는 혁신적인 현미경 몇 가지를 소개했다. 현미경 특집이다. 우선 광유체 현미경(optofluidic microscope)이 주목을 받았다. 이 현미경은 렌즈를 사용하지 않는다. 전자결합소자(CCD)를 이용해 측정한다. 크기는 500원 짜리 동전만하다. CCD 센서 가격은 10달러에 불과하다. 싼 값에 현미경을 만들 수 있다. 그렇다고 무시할만한 수준은 아니다. 현미경은 작은 물체를 실제보다 더 크고 뚜렷하게 볼 수 있으면 된다. CCD의 이런 능력은 다른 현미경과 비교해 뒤떨어지지 않는다. 전자현미경의 진일보도 눈에 띈다. 초고압 전자현미경(high-voltage electron microscope)은 전자의 투과력을 이용해 물체를 관찰한다. 일반 전자현미경이 쓰는 전압 200~300kV 보다 훨씬 높은 1500kV 전압을 이용한다. 높은 전압 덕에 현미경에서 전자가 물체를 더욱 잘 통과할 수 있다. 그만큼 훨씬 세세하게 관찰할 수 있다는 얘기다. 해상도도 당연히 일반 전자현미경으로 보는 것보다 높다. 과학 연구에 가장 널리 쓰이는 현미경은 광학현미경. 광학현미경은 빛의 회절이 일어나 두 물체가 아주 가까이 붙어 있으면 분간하기가 어렵다는 게 광학현미경의 가장 단점이다. 엄연히 분리돼 있는 두 물체가 하나로 보일 수도 있다는 것이다. 하지만 독일의 막스플랑크연구소 생물리화학 연구진이 만든 유도방출소모 망원경(stimulated emission depletion microscope)은 그 한계를 뛰어넘었다. 이 현미경은 분자 크기인 2~5nm(나노미터,1nm는 10억분의 1m)까지 본다. 현미경은 생물을 연구하는 과학자에게 필수다. 세포핵의 활동을 살피고 세포막을 통해 여러 물질이 들락날락 하는 것을 직접 볼 수 있기 때문이다. 이밖에 다양한 현상을 관찰할 수 있다. 과학적 상상은 현미경을 거쳤을 때 실재가 된다. 많은 생물학자들이 현미경의 혁신을 기대하는 이유다. 변태섭 동아사이언스 기자 xrockism@donga.com