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과학 한국의 수준을 다시 한 번 입증한 큰 업적일까 아니면 과욕이 빚어낸 촌극일까. 8월31일 한국전자통신연구원(ETRI)을 찾았을 때 연구원 홍보 관계자들은 내내 끓어오르는 희열과 흥분을 감추지 못했다. 과학사에 길이 남을 기념비적인 연구성과를 일궈냈다는 자신감에 한층 고무돼 있었다. 같은 시각 정통부 브리핑실에서는 출입기자들을 대상으로 중대 연구 성과가 발표되고 있었다. 세계 물리학사에 56년간 풀리지 않았던 난제 하나가 국내 과학자에 의해 풀렸다는 소식이었다. 절연물질에 전기장을 걸어주면 전기가 통하는 금속으로 바뀌는 현상을 세계 최초로 규명했다는 이 소식은 매스컴을 타고 세상으로 퍼져 나갔다.

화려한 데뷔, 그리고 침묵들

엠바고(보도시한통제)가 풀린 9월2일 조간신문은 일제히 이 소식으로 1면을 장식했다. ‘56년 세계 미제 물리 문제 풀다’ ‘만유인력 버금가는 과학혁명’ ‘황우석처럼 키운다’ ‘100조원대 원천기술 세계 첫 규명’ ‘세계 물리학계 거목 우뚝’ 등 화려한 제목이 꼬리에 꼬리를 달며 이번 연구성과를 앞다퉈 전했다. 9시 뉴스의 헤드라인은 물론 주간지 역시 이번 결과에 환호했다.

파장은 예상하던 것 이상이었다. 국가가 나서 ‘황우석 박사’급의 예우를 갖추겠다는 소식까지 나올 정도다. 정통부나 과학기술부 등 해당 부처는 물론 청와대에서도 연구 결과에 주목하는 모습이다. 온 나라가 이번 연구 결과에 들썩이기 시작한 것이다. 과연 줄기세포 연구로 세상에 모습을 드러낸 과학 한국의 수준을 다시 한번 과시할 ‘황우석 2탄’이 터진 것일까.

하지만 같은 시각, 외신은 뜻밖에 침묵했다. 프랑스통신사인 아에프페(AFP)만이 9월2일자 서울발 단신으로 연구결과를 짤막히 보도했을 뿐 로이터나 AP 등 주요 통신사와 BBC, CNN 방송은 외면하는 태도를 보였다. 기존 언론 뿐만이 아니었다. 사이언스데일리닷컴이나 유레카얼럿처럼 과학기술계의 큰 사건을 실시간 보도하는 주요 과학 뉴스 서비스 역시 아무런 보도나 논평을 내놓지 않았다. 지난 2004년 황우석 교수의 연구 발표에 민감하게 반응한 것과는 사뭇 다른 태도였다.

연구 발표를 관망하던 물리학계도 술렁이기 시작했다. 일각에선 “이번 연구 성과를 실제보다 너무 부풀린 것 아니냐”는 목소리가 흘러나왔다. 과학동아가 단독 입수한 한국물리학회 응집물리분과의 내부 문건에 따르면 국내 전문가들은 대부분 이번 연구 결과를 ‘일반논문으로 출판될 정도의 일’로 평가했으며 근거가 없는 허위 과장이라는 공통된 의견을 보였다.

하지만 일각에서는 여전히 “부정적인 시각에서만 볼 것이 아니라 연구성과를 계속해서 크게 키워야 한다”는 주장이 강하게 제기되고 있다. ETRI 홍보 관계자 역시 “몇가지 오해에서 불거진 문제일 뿐 기념비적인 연구임은 분명하다”는 입장을 고수하고 있다.
 

연구결과도 불연속 ‘점프’

그렇다면 이번 논란의 중심이 된 ETRI의 금속절연체전이(MIT, Metal Insulator Transition) 연구는 어떤 것일까.

연구원이 뿌린 보도자료에 따르면 전기가 통하지 않는 절연체(絶緣體·부도체)에 미세한 전압을 가하면 전기가 흐를 수 있다는 가설을 ETRI 연구진이 세계 최초로 실험으로 입증했다. 노벨 물리학상 수상자인 영국 케임브리지대 네빌 모트 교수가 1949년 제시한 ‘금속-절연체 전이 가설’을 실험으로 규명했다는 것. 지난 56년간 물리학계에 풀리지 않는 난제(難題)로 남아 있던 이 문제가 이번 연구로 해결됐다는 주장이었다.

ETRI 기반기술연구소 김현탁 박사팀은 기자 간담회에서 “전기가 통하지 않는 ‘절연체(바나듐디옥사이드)’에 소량의 정공(hole)을 넣은 뒤 작은 전압 충격을 가했더니 순간적으로 부도체가 도체로 바뀌는 현상을 확인할 수 있었다”고 설명했다.

전자와 전자 사이에 전기력(쿨롱힘)이 강하게 작용하는 물질에 정공을 주입하면 쿨롱힘이 불안정해지면서 전자의 불연속 점프가 일어나 내부 구조의 변화 없이 금속처럼 전기가 통하게 된다는 것이다. 김 박사는 이를 위해 2001년 ‘홀 드리븐(Hole-driven)이론’이라는 새로운 이론을 만들어냈다.

연구원측은 이 기술을 상업화하면 ‘산업의 쌀’로 불리는 반도체보다 작으면서 전기는 금속처럼 흐르는 극소형 소자(素子·전기 기기나 회로를 만드는 부품)를 개발할 수 있다고 강조했다. 차세대 디스플레이나 메모리, 광소자, 열감지 센서 등을 개발하는 데 사용돼 1000억달러(약 100조원)로 추정되는 시장을 선점하는 효과가 기대된다는 평가도 내놨다.

김 박사와 ETRI 홍보팀 관계자는 “이 연구 결과는 지난해 7월 ‘뉴 저널 오브 피직스’(NJP)와 올 6월 ‘어플라이드 피직스 레터’(APL)에 소개됐다”면서 “관련 핵심 기술에 대한 특허 16건을 국내외에 출원해 이 중 3개가 등록됐다”고 덧붙였다. 이와 함께 보도자료에는 일본 첨단과학기술연구소(AIST) 야스모토 다나카박사를 비롯해 몇몇 국내외 교수들이 이번 연구 성과에 대해 언급한 후한 평가도 함께 실렸다.

이 같은 보도자료와 브리핑 내용은 각 매체를 통해 여과없이 일반인에게 전달됐다. 그 결과는 상당했다. ‘제2의 황우석’ ‘과학혁명’이라는 평가가 여기저기서 터져 나왔다.

하지만 이번 발표는 실제 연구 성과와는 상관없이 과장됐다는 지적에서 자유롭지 못할 것 같다.

가장 먼저 ‘왜 유력 저널보다 상대적으로 영향력이 떨어지는 저널에 논문을 실었냐’라는 의문이 제기됐다. 유력 저널인 ‘사이언스’와 ‘네이처’에 발표하지 않고 상대적으로 지명도가 떨어지는 저널들에 발표했느냐라는 것이다. 이에 대해 김 박사와 ETRI측은 “논문심사에서 게재까지 1년이 넘게 걸리는 네이처에 논문을 내면 ‘세계 최초’ 타이틀을 놓칠 수도 있었기 때문”이라고 해명하고 있다. 노벨상 수상도 가능하다는 주장의 출처를 묻는 질문에 대해서도 “평소 알고 지내던 일본 과학자가 한 말을 보도자료에 옮겨놨을 뿐 자신이 직접 언급한 적은 없다”고 말했다.

또 다른 문제도 있다. 지난 1977년 노벨물리학상을 수상한 모트 박사가 1949년 발표한 모델인데 마치 이번 결과가 노벨상을 수상한 연구를 뒷받침한 이론인 양 묘사되고 있다는 것이다. ‘56년간 미해결 현대물리가 풀렸다’는 보도자료의 제목 역시 과장된 표현이라는 평가도 나오고 있다. 물리학회의 한 금속산화물 연구자는 “김 박사의 논문에는 라만실험, 온도별 전류 전압 관계만 나와 있을 뿐 56년간 풀리지 못한 문제가 무엇인지조차 나와 있지 않다”고 지적했다.
 

증폭되는 의구심

이 같은 논란의 소지가 있는 문제들에 대해 ETRI측은 다양한 답변을 마련해 놓고 있다. ETRI는 지난 7월부터 홍보관계자 뿐만 아니라 임주환 원장까지 나서 이번 발표를 준비한 것으로 알려졌다. 하지만 연구원 측이 발표한 두툼한 보도자료와는 상관없이 연구 성과에 대한 의구심은 쉽게 가시지 않는다. 연구 성과를 차치하고서라도 이번 연구 결과에 대해 전문 저널을 비롯해 해외 언론은 왜 주목하지 않았는가는 논란의 여지가 있다.

그렇다면 김 박사팀이 지난해와 올해 논문을 발표한 ‘NJP’와 ‘APL’는 어떤 수준의 저널일까.

최근 들어 인터넷에 정보를 무료로 공개하는 오픈 액세스(누구나 접근할 수 있는 정보)가 큰 반향을 얻고 있지만 여전히 연구자들 사이에선 임팩트 팩터가 저널의 수준을 가늠하는 중요한 기준이 된다. ETRI는 두 저널의 임팩트 팩터는 3.095와 4.3로 상당한 영향력을 갖고 있는 매체라고 강조한다. 이에 대해 서울대 물리학과 임지순 교수는 “(이번 연구 성과가 발표된) 두 저널은 국내 교수나 물리학자라면 누구나 한 번쯤 발표하는 정도의 수준”이라고 평가한다.

인용횟수가 거의 없다는 것도 의문으로 남는다. 다른 연구자들이 얼마나 논문을 자신의 연구에 인용했는지를 평가한 인용횟수는 흔히 과학자들 사이에선 연구 성과를 판단하는 중요한 잣대로 통한다. 하지만 두 저널에 발표된 논문의 인용건수는 거의 없는 것으로 알려졌다. 이에 대해 ETRI 홍보팀 관계자는 “논문 발표 시점이 얼마 되지 않아 아직까지 인용건수는 많지 않다”며 “3년 정도가 흘러야 그 효과가 눈에 띌 것”이라고 해명했다. 하지만 비슷한 기간 동안 황우석 교수 논문이 활발히 인용됐다는 점과 비교해보면 이번 연구 결과에 대한 다른 연구자들의 인지도를 간접적으로 알 수 있다. 이에 대해 MIT를 연구하는 한 물리학자는 “세계적으로 인정받는 물리학자들 사이에서 아무런 언급조차 되지 않고 있다는 점은 무엇을 시사하느냐”고 반문한다.

발표된 결과의 독창성에 대한 직접적인 의문도 제기되고 있다. 실제로 금속절연체전이현상에서 모트의 이론은 하나의 가설이자 부분에 불과하다는 것. ETRI의 발표는 MIT 현상을 설명하는 모트의 이론 가운데 하나를 실험적으로 관찰했다는 것일 뿐이라는 지적이다. 또한 모트의 이론 자체도 물리학계에서 여전히 논란거리로 남아있다.

특히 금속이 절연체로, 절연체에서 금속으로 변하는 MIT현상은 다양한 물질에서 다양한 메커니즘으로 나타난다. 지난 1997년 미국 카네기연구소와 캘리포니아대 연구팀은 전이금속 산화물에 높은 압력을 주면 절연체였던 물질이 금속과 같은 특성을 띠게 된다는 사실을 발표한 일이 있다. 또한 이와 비슷한 현상은 고온 초전도체에서나 니켈옥사이드 같은 다른 금속산화물에서 관찰돼 한해 수백 편씩 논문으로 발표되고 있다.

국내에서도 이미 삼성종합기술원이 이 방식을 이용해 R램을 개발하고 있으며 서울대를 비롯한 대학 연구팀에서도 유사한 논문을 발표했다. 한마디로 기존 학계에서는 이와 유사한 연구 결과가 여러 차례 발표됐고 특별히 새로운 것은 아니라는 것이다.
서울대 물리학과의 한 교수는 “이번 연구는 모트의 명제를 실험으로 밝혔다는데 분명히 의의가 있지만 한 물질로 실험한 이번 연구 모델로 이론을 통일하는데는 무리가 있다”고 강조한다.
 

뉴턴 이후 최고의 발견?

과학계의 조심스러운 입장표명에 대해 ETRI는 별다른 관심을 보이지 않고 있다. 연구원 홍보관계자도 “악성 소문은 곧 수그러들 것이라며 전혀 개의치 않겠다”고 말했다.

하지만 연구 성과의 수준을 가늠하는 일을 제쳐두고서라도 이번 발표는 심각한 문제점을 노출했다. 정확한 근거와 전문가 평가를 제시하지 않고 지나치게 과장된 표현으로 홍보한 점은 큰 문제로 지적된다.

실제로 연구원측은 ‘노벨상 후보자로 키우라’는 내용의 일본과 한국 연구자의 덕담을 연구 성과에 대한 전문가의 평가라고 보도 자료에 올렸으며 자체 작성한 김현탁 박사 인터뷰 자료에서도 ‘뉴턴 이후 최고의 과학적 발견’이라는 근거 없는 표현을 사용했다.

이와 관련해 보도자료에 인용된 한 교수는 “연구를 홍보하려하니 말씀 한 마디 해달라는 편지에 ‘좋은 연구를 합니다’는 평이한 내용을 적어보냈을 뿐 그 이상의 의미는 없었는데 이렇게 됐다”며 자초지종을 밝혔다.

또 향후 1000억달러의 세계 시장 선점이 가능하다는 전망을 하면서도 근거를 함께 내놓지 못했다. 이에 대해 김현탁 박사는 “연구원 산하 기술경제연구소 연구팀이 향후 시장 전망을 조사했지만 연구팀 내부에서 여러가지 긍정적인 상황으로 나간다는 가정 하에서 액수가 조금씩 불어난 면이 없지 않다”고 해명했다. 1000억달러는 원천기술에 대한 소유권을 인정받고 지속적인 기술 개발이 성공했을 때를 전제로 한 얘기라는 것이다.

이에 대해 전문가들은 아무리 보랏빛 청사진을 보여주는 것도 좋지만 국민들이 정확하고 현실적인 정보 아래서 판단하도록 하는 것이 더 중요하다고 입을 모은다. 또 다른 교수는 “MIT 트랜지스터가 유용하다고는 하지만 반도체 성능을 좌우하는 요소는 여러 가지가 있다”며 “아직 표준화나 상용화에 이르지 못한 연구 내용을 가지고 시장 선점 운운하는 것은 아직이르다”고 지적했다.

밀어붙이기보다 검증 우선돼야

하지만 상황은 새로운 국면으로 접어들고 있다. 이미 ETRI는 신규 예산을 투입해 산화물 연구소를 설립하겠다는 뜻을 내비친데 이어 청와대가 나서 김 박사의 연구를 황우석 교수처럼 국가적으로 관리하겠다는 의사를 내비치고 있다. 박기영 정보과학기술 보좌관은 발표 이후 추석 직전까지 각계 연구자들의 의견을 수렴한 것으로 알려졌다. 그러나 조심스럽다는 연구자들의 입장은 제대로 전해지지 않은 것으로 보인다.

이런 상황을 접한 국내 산화물 연구자들은 “정말 이 정도까지일 줄은 몰랐다”며 곤혹스러워 하고 있다. 금속산화물 연구를 하고 있는 한 교수는 “전문적인 연구 내용이 전문가들의 검토나 평가를 제대로 거치지 않고 대중에게 발표된 데 이어 정책에 여과 없이 반영된 점은 개탄스럽다”며 유감을 밝혔다.

보다 못한 한국물리학회에서도 이 문제에 대응하는 움직임을 보이고 있다. 한국물리학회장인 한양대 김채옥 교수는 “국내 응집물리 이론가들은 저널에 나온 수준은 인정하기로 했으나 그 이상의 의미를 부여하지는 않기로 내부 방침을 정했다”고 밝혔다. 이와 함께 응집물리분과는 10월 중 열리는 학술대회에 김현탁 박사를 초청해 이번 연구 과정과 성과에 대한 토론회를 열 계획이다.

이와 관련해 서울대 물리학과 차국린 교수는 “큰 연구 성과라 하더라도 국가 중대 정책과 예산을 집행하는데 충분한 검토가 이뤄지는 것은 당연한 일”이라면서 “지금부터라도 이번 연구 성과를 실제로 검증하는 단계를 밟는 것이 바람직하다”고 권고했다. 주위 비판을 단순히 오해와 편견, 연구자들끼리의 밥그릇 싸움으로만 몰아 갈 것이 아니라 귀 기울여 경청해봐야 할 때라는 지적이다. 포항공대의 한 교수도 “실제 내용보다 조금 과장된 해프닝이라 하더라도 과학계 전체에 대한 공신력을 떨어뜨릴 수 있다  는 점에서 이번 발표에 문제가 있다”면서 “연구 성과를 알리는 것 외에 다른 의도가 숨어 있다면 더욱 문제는 심각해진다”고 우려했다.

이번 연구를 신중하게 평가해야 한다는 목소리는 정부에서도 나오고 있다. 연구 성과의 홍보에 매달리고 있는 정통부와 달리 과기부는 아직까지 뚜렷한 입장을 내놓지 않고 있다. 과기부는 이번 연구를 황우석 박사급으로 키울 것인지 그렇지 않은지 판단을 내리지 못하고 있다. 과기부 공보실 관계자는 “연구 결과의 발표 과정에서 석연찮은 점이 없지 않다”면서 “연구 성과는 인정하지만 어느 정도 수준인지 좀 더 상황을 파악해봐야 한다”고 말했다.

임팩트 팩터 | 어떤 저널에 게재된 논문이 과학기술논문인용색인(SCI)급 저널에 실린 다른 논문에 얼마나 많이 인용됐는가를 나타내는 지수.