[책밤-시즌2. 발췌] 우연과 필연 - 6장. 불변성과 요란.
모임 정리
책밤
작성자
neomay33
작성일
2023-01-09 20:15
조회
1224
책밤-시즌 2 : 『우연과 필연』 6장. 불변성과 요란
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『우연과 필연』. 자크 모노 지음. 조현수 옮김. 궁리. 2022(제2판). 2010(제1판). 제6장. pp.145-169.(쪽수는 1판 기준)
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녹색아카데미에서는 매주 화요일 밤 9-10시에 온라인 책읽기 모임 '책밤'을 합니다. 현재 자크 모노의 <우연과 필연>을 읽고 있습니다. 모임에서 읽은 내용 중 핵심적이라고 생각하는 부분을 챕터별로 발췌해서 옮기고 있습니다. 질문이나 토론거리, 함께 보면 좋을 자료들이 있으시면 부담없이 공유해주세요.
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『우연과 필연』 목차
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머리말
1. 이상한 존재들
2. 생기론과 물활론
3. 맥스웰의 도깨비
4. 미시적 사이버네틱스
5. 분자 개체 발생
6. 불변성과 요란
7. 진화
8. 지식의 최전선
9. 왕국과 어둠의 나락
부록
옮긴이의 말
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6장. 불변성과 요란*
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플라톤과 헤라클레이토스
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p.145-146. 형이상학적인 '지식의 이론'은 실은 언제나 그것을 주장하는 사람들의 도덕적, 정치적 입장과 긴밀히 연관되어 있다. 마치 선험적인 것인 양 제시되고 있는 이들 이데올로기적 주장은 실은 ... 차후적으로 고민된 것이다.
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p.146. 과학을 위한 유일한 선험적 원리가 있다면 그것은 '객관성의 공리'이다. 이 공리로 인해 과학은 저 오래된 두 입장 사이의 논쟁에 끼어들지 않아도 되었다. ... 과학은 진화를 연구한다. 그것이 우주 전체의 진화이든 혹은 우주 속에 들어 있는 어떤 체계들의 진화이든 상관없이...
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하지만 이러한 생각은, 우주의 구조 속에는 불변적인 것들이 존재한다는 생각과 결코 양립 불가능하지 않다. ... 현상들을 분석하는 데 과학이 구사하는 기본적인 전략은 불변적인 것을 찾아내는 것이다. 모든 물리적인 법칙들은 ... 어떤 불변적인 관계를 규정한다.
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p.147. 이에 대한 가장 명백한 실례는 아마도 기체분자운동론(cinétique)의 법칙들이 제정되는 방식일 것이다. 기체분자운동론적 법칙의 제정을 위해서는 미분 방정식의 도입이, 즉 변화하지 않고 남아 있는 것에 의해서 변화를 정의하는 방법의 도입이 반드시 요구된다.
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동일성의 원리는 고전 과학에서는 물리학적 공리의 위상을 지닌 것이 아니었다. 고전 과학에서 이 원리는 단지 논리적 조작으로 사용된 것일 뿐, 이 원리가 어떤 실체적인 실재에 실제로 대응하는 것이라고 상정할 필요까지는 없었다.
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p.147-148. 하지만 현대 물리학에서는 이와 다르다. 현대 물리학의 가장 근본적인 공리 중 하나가 바로 동일한 양자적 상태에 있는 두 개의 원자는 절대적으로 동일하다는 것이다.
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p.148. 이 공리를 받아들인 결과, 양자 이론에서 이야기하는 원자적, 분자적 대칭성에는 '더 이상 완전해지는 것이 불가능한 절대적인 표상'이라는 자격이 주어지게 되었다. ... 이제는 이 원리를, 적어도 양자적인 차원에서는, 어떤 실체적인 실재를 표현하고 있는 것으로 인정해야 한다.
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*요란 : 표준 용어는 요란 대신 '섭동'이 적절한 것 같습니다.
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해부학적 불변성
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p.148. 퀴비에 이후의 19세기 위대한 박물학자들이 몰두한 해부학적으로 불변적인 것들에 대한 체계적인 탐구에는 '플라톤적인' 야망이 있었다.
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화학적 불변성
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p.149-150. 생명체 조직의 기본적 설계도를 탐구하려 했던 이와 같은 거대한 작업이 있었기에, 진화론이 등장하게 되었고 ... 생명계 전체의 이와 같은 미시적 차원에서의 깊고 엄밀한 통일성(단일성)을 완전히 드러내기 위해서는, 주로 20세기 2/4분기에 일어났던 생화학의 발전을 기다려야 했다.
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p.150. 오늘날 우리는 박테리아에서 인간에 이르기까지 그 구조나 기능에 있어서 본질적으로 동일하다는 것을 알고 있다.
1. 구조의 동일성 : 동일한 두 종류의 주요 고분자(단백질과 핵산)로 구성되어 있다.
2. 기능의 동일성 : 화학적 포텐셜의 동원이나 저장, 또는 세포 구성성분의 생합성 등의 기본적인 화학적 조작들은 모든 유기체들에게서 모두 동일한 반응들(의 연쇄)에 의해 수행된다.
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p.151. 만약 모든 생명체들의 구성요소가 화학적으로 모두 동일하고 또한 그것들이 모두 동일한 경로에 의해 합성된다면, 생명체들이 보여주는 놀랄 만한 형태학적, 생리학적 다양성의 근원은 무엇일까?
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p.152. 모든 생명체들의 보편적인 구성요소인 뉴클레오티드와 아미노산은 논리적으로 일종의 알파벳과 같다. 이들 속에 생명체의 구조, 즉 그 특이적인 결합기능이 적혀 있는 것이다. ... DNA 속 뉴클레오티드들의 연쇄로 적혀 있는 텍스트가 각 세포 세대마다 불변적으로 복제됨으로써, 종의 불변성이 보장되는 것이다.
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*nucleotide의 공식 한국어 용어는 '뉴클레오타이드'입니다. polymerase는 '폴리머레이즈'입니다. 10여년 전부터 화학 더 좁게는 생화학 관련된 용어는 대부분 영어식으로 바뀌었습니다.
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기본적 불변 요소로서의 DNA
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p.152. 기본적인 생물학적 불변 요소는 DNA다.
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화학적 불변성
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p.153-154. 첫째로 밝혀두어야 할 점은 DNA의 불변적 복제의 '비밀'이, 이중쇄를 구성하는 두 개의 사슬이 서로 결합하여 비공유적 복합체를 형성할 수 있도록 서로에 대해 입체화학적 상보성을 갖는다는 점에 있다. ... 그러나 DNA 복합체의 위상학적 구조는 단백질의 그것에 비해 훨씬 더 단순하다. 바로 이 점 때문에 복제의 메커니즘이 원활히 작동할 수 있는 것이다.
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p.154-155.
1. DNA 복합체의 입체 구조는 두 개의 차원으로 완전히 나타낼 수 있다. 한 차원은 유한한 것으로, 매 지점마다 서로 상보적인 한 쌍의 뉴클레오티드를 포함한다. 다른 한 차원은 잠재적으로는 무한히 계속 연결될 수 있는 이러한 쌍들의 연쇄로 이루어진다.
. 2. 일단 한쪽의 사슬만 주어지면, 이 사슬과 상보적인 관계에 있는 상대편 사슬도 뉴클레오티드들이 계속 덧붙어 이어짐으로써 점차적으로 복원될 수 있을 것이다.
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p.155. (DNA) 구조의 세부를 자세히 들여다보면 비주기적 결정임을 알 수 있다. 왜냐하면 염기쌍이 배열되는 순서가 전혀 규칙적으로 반복되는 것이 아니기 때문이다. .... 분자의 전체적인 구조가 어떤 염기쌍이 다음 순서에 이어질지에 대해 아무런 제약도 가하지 않으므로, 어떤 염기쌍이든 상관없이 다음 순서가 될 수 있다는 것이다.
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p.156. 하지만 개별 사슬 각자의 성장은 뉴클레오티드들이 서로 공유적으로 결합함으로써 이뤄진다. 그리고 이러한 공유결합은 결코 자발적으로 일어날 수 없다. ... 촉매가 필요하기 때문 ... (뉴클레오티드들의) 축합반응의 촉매가 되는 것은 'DNA-폴리머라아제'라는 효소다. 이 효소는 주어져 있는 DNA 사슬의 뉴클레오티드 배열순서에 '상관없이' 작용한다. 효소가 배열순서를 규정하는 작용은 하지 않더라도, 정확한 상보적 복제를 만들어내는 데에 ... 기여하고 있는 것은 확실하다.
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암호의 번역
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p.157. 뉴클레오티드 배열을 아미노산 배열로 번역하는 메커니즘은 그 원리 자체에 있어서 복제의 메커니즘보다 훨씬 더 복잡하다. ... 복제의 메커니즘은 결국 모형 역할을 하는 폴리뉴클레오티드 사슬과 이 사슬에 자발적으로 결합하러 오는 뉴클레오티드들 사이의 직접적인 입체특이적 상호작용에 의해 설명된다.
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번역의 경우에도, 정보의 전달이 일어나도록 해주는 것은 비공유적인 입체특이적 상호작용이다. (이 과정은) 연속적인 몇몇 단계들을 포함하고 있으며, 또한 여러 가지 구성요소들의 작용에 의해 이뤄진다. 이들(구성요소들)은 ... 바로 옆의 파트너만을 식별해낼 뿐이다.
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p.158. 중요한 결론 : 이 암호(트리플릿*, 코돈; codon)는 모든 생명체들에게 보편적인 것이기는 하지만, 그것이 가진 정보는 전혀 다른 약호체계에 따라서도 역시 마찬가지로 잘 전달될 수 있을 것이라는 의미에서 화학적으로 자의적인 것으로 보인다는 것이다.
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*tripelet의 공식 한국어 용어는 '코돈'입니다.
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. p.159. 정상적인 유기체에서는 이와 같이 정밀한 미시적 기계 구조로 인해 번역 과정이 놀랄 만큼 충실히 수행된다. ... 결과적으로 DNA상의 뉴클레오티드 배열이 그에 대응하는 폴리펩티드상의 아미노산 배열을 완전히 규정 ...
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유기체의 모든 구조와 작용이 그것을 구성하는 단백질들의 구조와 활동의 결과인 한, 유기체 전체는 유전 정보의 최종적인 후성적 발현으로 간주되어야 한다.
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번역의 비가역성
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p.160. 번역*의 메커니즘은 철저하게 비역적인 과정 ... '정보'가 반대방향, 즉 단백질에서 DNA로 전달되는 경우란 관찰되지도 않으며 심지어 생각할 수도 없다. : 현대 생물학의 근본 원리.
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*번역의 비가역성을 대개 '분자생물학의 중심설'이라 부릅니다. 중심설은 대개 프랜시스 크릭과 자크 모노가 제안한 것으로 봅니다. 후성유전학이 중심설의 반례가 된다고 해석할 여지가 있습니다.
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p.161. 이 시스템은 그 구조상 모든 변화와 모든 진화에 저항하는 것처럼 보이기도 한다. ... 이로써 우리는 사실상 진화 자체보다도 더 역설적인 어떤 사실을 설명할 수 있게 된다. 즉 수억 년 이래로 어떤 눈에 띄는 변화도 없이 자신의 형태를 똑같이 반복해온 몇몇 종들의 놀랄만한 안정성 말이다.
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반면 물리학은 우리에게 어떤 미시적인 존재도 양자적 차원의 요란*을 겪지 않을 수 없음을 가르쳐준다. 이런 양자적 요란들이 거시적 시스템 내에 쌓이면 ... 결코 피할 수 없이, 변화를 겪게 되는 것이다.
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미시적 요란
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p.162-163. 복제의 메커니즘 역시 이 모든 미시적 요란과 우연에서 벗어나지 못한다. ... 이로부터 전사상의 오류가 생겨나게 되고, 이 오류는 맹목적으로 충실하기만 한 저 메커니즘 덕분에 ... 그대로 자동적으로 다시 전사된다. ... 하지만 부분적으로 새로워진 이 폴리펩티드가 구상 형태로 접혀지고 난 후에야, 돌연변이가 지니고 있는 유기체의 기능상의 '중요한 의미'가 비로소 드러나게 될 것이다.
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p.163. '분자유전학' ... 연구 덕분에 ... 우리는 다양한 돌연변이들이 다음과 같은 원인에서 기인함을 확인하게 되었다.
1. 한 쌍의 뉴클레오티드가 다른 한 쌍에 의해 대체
2. 한 쌍 혹은 여러 쌍의 뉴클레오티드가 결손되거나 부가
3. 길이가 각기 다른 뉴클레오티드 배열 부분들이 서로 순서가 뒤바뀌거나, 반복되거나, 다른 곳으로 옮겨지거나, 섞이는 등 ... '뒤죽박죽'이 되어 변화
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p.163-164. 이러한 변화는 우발적 ... 이러한 변화야말로 유전암호의 텍스트를 변경시킬 수 있는 유일한 원천 ... 이 유전암호의 텍스트야말로 다음 세대에로 유전될 수 있는 유기체의 구조를 담고 있는 유일한 저장고.
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p.164. 우연이야말로 생명권에서 일어나는 모든 새로움과 모든 창조의 유일한 원천이라고 필연적으로 결론내릴 수 있다.순전한 우연, 오직 우연, 절대적이지만 또한 맹목적인 것에 불과한 이 자유. 이것이 진화라는 경이적인 건축물을 가능하게 하는 근거.
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진화의 원천이 우연적인 돌연변이라고 말할 때, 여기 이 우연이라는 말을 어떤 의미로 이해할 수 있으며 또 이해해야 하는가를 정확히 밝히는 것이 대단히 중요 ... 우연이라는 개념의 내용은 결코 간단하지 않으며, .... 몇 가지 예를 드는 게 가장 좋은 방법이다.
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조작상의 불확정성*과 본질적인 불확정성
(incertiitude opérationnelle et incertltude essentielle)
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*역자가 (조작상의) 불확정성'이라고 번역한 incertitude은 '불확실성'으로 번역해야만 합니다.
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p.165. 우연이라는 개념이 더 이상 단순히 조작상의 의미가 아니라 본질적인 의미를 갖게 되는 다른 경우들도 있다. 예컨대 '절대적인 우연의 일치' ... 즉 완전히 서로 독립적인 두 개의 인과 계열이 서로 교차하여 일어나게 되는 사건의 경우가 바로 그런 경우다.
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p.166. 그런데 유전 메시지의 복제 과정에서 오류가 일어나도록 만들 수 있는 사건들과 이 사건들에 의해 결국 야기되는 유기체의 기능상의 결과들 사이도 마찬가지로 완전히 서로 독립적이다. ... 단백질의 구조, 역할, 상호작용... 이 모든 일은 저 돌연변이적 사건 자체와는 무관 ...
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p.166-167. 미시적 차원에서는 더욱더 근본적인 불확정성의 원천이 존재하는데, 이는 물질 자체의 양자적 구조 속에 뿌리박고 있다. ... 따라서 돌연변이라는 사건은 그 본성상 본질적으로 예측 불가능하다.
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p.167. 설혹 불확정성의 원리가 언젠가 포기된다 할지라도, ... DNA상의 뉴클레오티드 배열의 돌연변이를 일으키는 결정론적 과정과 이 돌연변이가 단백질의 상호작용 차원에서 기능적인 영향을 끼치게 되는 결정론적 과정 사이에는, 여전히 '절대적인 우연의 일치'만이 있을 것이다.
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진화 : 절대적 창조이지 숨겨져 있던 것이 드러나는 것이 아니다
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p.168. 베르그송은 진화에서 어떤 창조적인 힘의 표현을 본다. ... 개시(아직 표현되지 않고 있던 것이 비로소 드러나는 것)는 배의 후성적 발생에만 적용되는 논리이지 진화적 창발에 적용되는 논리는 아니다. 진화적 창발은 본질적인 예측 불가능성에 그 원동력을 두고 있기 때문에 절대적인 새로움을 창조하는 것이다.
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베르그송의 형이상학이 나아간 길과 현대 과학이 나아간 길이 이처럼 겉으로 보기에 서로 수렴한다는 것은 그저 순전히 우연한 일치의 결과일까? 아마도 그렇지 않을 것이다.
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p.169. 하지만 베르그송이 '생명의 원리'가 곧 진화임을 말해주는 가장 명백한 증거를 보는 바로 그곳에서 현대 생물학은 그와 반대로 생명체가 가진 모든 속성들이 분자적 보존이라는 근본적인 메커니즘에 근거하고 있음을 본다.
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현대 생물학의 입장에서 볼 때, 진화는 결코 생명체의 속성이 아니다. ... 진화란 이러한 (생명체의) 보존 메커니즘의 불완전성으로 인해 일어나는 것 ...
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살아 있지 않은 시스템, 바로 자기를 복제하지 않는 시스템에게는 그 구조를 점차 허물어지게 만드는 원인이 되는 요란(섭동), 즉 '소음'이 생명체에게는 진화를 일으키는 원인이 된다.
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*본문 내용 중 파란색 글씨는 자연사랑님이 고쳐주신 내용입니다. 참고해주세요.
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(6장 끝.)
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