양자 역학에 관한 단상


아인슈타인과 양자역학



지난 세기 동안 일찌기 상상 못했을 놀라운 획기적 과학 발전이 성취되었다. 원자핵에 관한 지식, 달나라에 인간이 상륙하고 돌아올 수 있었던 기술, 유전자에 관한 지식 등등 참으로 세기적인 혁신이 이룩되었다.

금세기의 첫 30년간에 걸쳐 인간의 사고를 근본적으로 혁신시킨 세가지 기초 이론이 또한 발견되었다. 물리학자를 위시한 과학자들은 현재에 이르기까지도 그 이론들이 참으로 의미하는 것이 무엇인지를 밝혀보려고 탐구 중에 있다. 그 세가지 이론이란 1905년의 특수상대성이론과 1915년의 일반 상대성이론 그리고 1926년의 양자역학이다.

아인슈타인(Albert Einstein)은 첫 번째 이론에 큰 역할을 이루었으며 전혀 독자적으로 두 번째 이론을 밝혔다. 그 뿐 아니라 아인슈타인은 양자역학의 발전에도 공헌한 바 컸었다. 그럼에도 불구하고 그는 양자역학을 끝내 받아들이지 않았으니 양자역학에는 우연과 불확정의 요소가 있기 때문이라고 하였다. 흔히 인용되는 아인슈타인의 말 "신은 주사위를 던지는 따위의 일을 하지 않는다."는 것은 확률적 요소가 근간으로 되어있는 양자역학을 불신하였던 것이다. 그러나 많은 물리학자들은 관측 결과를 기술할 수 있다는 이유 때문에 특수 상대성이론과 양자역학의 양쪽을 주저함이 없이 받아들여 왔다.

한편 천체의 새로운 발견들을 이해하기 위해서 일반 상대성이론을 응용하려는 물리학자들이 상면한 문제의 하나는 일반 상대성이론과 양자역학을 양립시킬 수 있는 가능성이었다. 최근의 이론적 발전에 의해서 거시대상에 대해서는 그 일치의 가능성이 커져서 완전히 모순이 없는 동력의 양자이론이 발전될 수 있을지도 모를 희망을 갖게 되었다. Black Hole의 형성과정에서도 양자역학의 불확정성원리가 적용되고 있다.

Black Hole의 연구에 의하면 (S. W. Hawking), Black Hole로부터의 질량의 방출은 양자역학에서 보통 알려진 것 이상으로 불확정성 내지 불예측성이 커지게 된다. 고전역학에 있어서는 입자의 위치와 속도의 양쪽의 측정결과가 예측된다. 양자역학에 있어서는 불확정성 원리에 따라 한쪽만이 예측될 뿐이다. 관측자는 위치나 속도 중 한쪽은 예측할 수 있지만 양쪽을 동시에 예측할 수는 없다. 이 때 양쪽이 아니라 위치와 속도의 하나의 조합에 대한 측정결과라면 예측할 수가 있을 것이다. 이와 같이 관측자가 확정적으로 예측할 수 있는 능력은 고전역학에 비해 반감되고 있다. Black Hole의 경우에 있어서는 사정이 더욱 나쁘다. Black Hole로부터 방출되는 입자에 관하여 그 위치와 속도를 확정적으로 예측할 수가 없을 뿐 아니라 그 조합의 예측도 어렵다. 그것은 Black Hole에 관한 지식이 매우 제한되어 있기 때문이기도 하다. 관측자가 예측할 수 있는 것은 어떤 입자가 방출될 수 있는 확률 뿐이다. Black Hole로부터의 입자방출을 고찰할 때 [신은 주사위를 던지는 따위의 일을 하지 않는다]고 말한 아인슈타인의 말은 잘못이었다고 이해되는 것이다.


양자의 발견으로부터 양자역학으로의 발전


양자가 최초로 그 모습을 나타낸 것은 Max Planck의 연구에서였다. 즉 Planck는 흑체복사의 법칙을 증명하기 위해서는 전자파의 에너지가 파동의 진동수에 의존하는 어떤 소량의 정수배에서만 존재할 수 있다는 가정이 필요하다는 것을 발견하였던 것이다. 이어서 Einstein는 그 소량이 광전효과에서도 나타남을 발견하였다. 이 에너지의 소량은 물리의 테두리에서의 의미를 밝히지 못한 채 그저 그대로 인정할 수 밖에 없었던 것이 양자론초기의 사정이었다.

최초로 등장한 물리적 모습은 Bohr의 원자 모형이었다. 즉 전자가 어떤 궤도를 돌고 있다가 때로는 딴 궤도로 뛰어 옮긴다는 모형이었다. 그러나 이같은 궤도도약이 어떤 경로로 일어나는지는 불문에 부치고 다만 일종의 불연속성이라고 말할 수 밖에 없었다. Bohr에 의한 원자의 모습은 1개의 전자만이 중요하게 되는 특별한 경우에 속하는 것이었다. 이 모습은 불완전한 것이었다.

양자론의 큰 발전은 1926년에 이루어졌다. 즉 양자역학이 발견되었던 것이다. 이 발견은 서로 다른 관점으로부터 연구를 추진하고 있던 Werner Heisenberg와 Erwin Schrdinger의 두 사람에 의해서 독립적으로 이루어졌다. Heisenberg는 대량으로 축적된 스펙톨의 실험결과에 주목하여 소위 행렬역학 성립에 성공하였던 것이다. 분광학의 모든 data가 이 행렬역학에 적합되므로서 원자세계에 전혀 새로운 원자의 모습이 형성되게 되었다.

Schrdinger는 수학적 시점으로 접근하여 원자의 현상을 기술할 수 있는 이론을 세우려 했다.

Schrdinger는 입자에 파동을 부수시킨 L. De Broglie의 생각으로부터 힌트를 얻어 이를 발전시켜 원자적인 과정을 기술하기 위한 새로운 방정식을 발견했다. Schrdinger는 순리론적인 고찰로부터 얻은 결과로서 실험결과에 밀착해서 발전시킨 Heisenberg와는 서로 다른 것이었다.

전해지는 이야기로는 Schrdinger가 그 방정식의 아이디어를 얻었을 때 바로 수소원자의 전자에 적용해본 결과 실험과는 부합되지 않은 답이 나왔다는 것이다. Schrdinger의 낙담은 매우 컸으며 그 후 수개월 동안은 일이 손에 잡히지 않았다는 것이다. 그 당시에는 아직 전자의 spin이 알려지지 않은 때문이었다는 것이다.

Schrdinger는 이론을 다소 근사적으로 적용한 결과 오히려 실험치와의 더 좋은 일치를 얻게 되었다. 그는 이 근사 그대로를 첫 번째 논문으로서 발표했다. 먼저 말한 바 같이 후에 전자의 spin을 고려하면 근사를 쓰지 않고서도 실험치와 잘 일치됨을 알게 된 것이다.

여기서 알 수 있듯이 방정식을 실험에 맞도록 하는 것이 중요하다는 사실이다.

양자역학이 발견되자 그 결과로 물리학자들의 세계상도 극적으로 변화했다. 당연한 것으로 받아들여졌던 결정론을 포기할 수 밖에 없게 되었기 때문이다. 새로운 이론은 미래에 무엇이 일어날 것인지를 확정적으로 예언하는 대신 여러 가지 일이 각각 얼마만큼의 확률을 가지고 일어날 수 있는지에 대한 정보를 알려줄 뿐이다. 결정론을 포기한다는 것을 좋지 않게 생각한 사람들이 많았으나 그 중에서도 Einstein은 이를 끝까지 받아들이지 않았다. Dirac은 이 문제에 대해서 현대물리학이 최종단계로 발전된 것이 아니라 앞으로 더욱 발전되면 해소될 수 있을 것이라고 했다.

즉 자연에는 몇가지 기본정수가 있다. 전자의 전하(e), Planck 정수를 2π로 나눈 것(ħ), 그리고 광속도(c)이다. 이들 기본정수로부터 무차원의 수를 만들 수 있다. ħc/e2는 dimensionless number로서 137이다.

미래의 물리학에서는 물론 ħ와 e 그리고 c가 모두 기본량이 아니고 그 가운데 둘만 기본량이고 하나는 유도량이 될 가능성이 있다. 다만 c만은 기본량이 될 것이 틀림없다. 그 까닭은 광속도 c는 4차원적 현상기술에 필요불가결일 뿐 아니라 특수 상대성이론에 있어 공간과 시간의 단위를 연결하는 기본적 역할을 하고 있기 때문이다. 나머지 ħ와 e 가운데 어느 쪽이 기본량이 될 것인가. Dirac은 c와 e가 기본량이고 ħ가 유도량인 물리적 자연상이 성립될 것으로 추측하고 있다.

만일 ħ가 유도량이라고 하면 불확정성에 대한 생각을 바꾸어야 할 것이다. 다시 말해서 ħ는 위치와 운동량의 불확정성을 이어주는 Heisenberg의 불확정성 관계에 나타나는 기본량으로 간주되고 있다. ħ자신이 기본량이 아닌 이론에 있어서는 그 불확정성 관계가 기본적인 역할을 수행하기가 힘들 것이다. 오늘의 불확정성 관계가 그대로 미래의 이론에 생존하기가 어려울 것이다. 오늘의 양자역학의 불확정성 관계가 비결정성이 만족될 수 있는 기술법 새로이 출현한다면 행운이라 할 것이다.


양자역학과 열역학 그리고 양자화학


원자와 빛의 상호작용으로 흡수 또는 방출되는 진동수가 확실하게 나타난다는 현상을 관찰한 것으로부터 양자역학 이론이 시작되었다. Bohr는 불연속적인 에너지 레벨을 이용해서 원자를 설명했다. 실험결과는 스펙트럼선의 진동수가 두 에너지 레벨 사이의 차이라는 주장과 일치하였다.

Bohr의 원자이론을 고전동력학의 핵심적 대상인 하밀토니안의 개념으로 어떻게 설명할 수 있겠는가. 왜냐하면 하밀토니안(Hamiltonian)은 동력학계의 에너지를 좌표와 운동량을 표현한 것이고 따라서 고전 하밀토니안은 좌표와 운동량의 값에 따라 연속적으로 변해야 한다. 이같은 하밀토니안에서는 불연속적인 에너지 레벨이 나타날 수 없기 때문에 새로운 접근방법을 개발해야만 했다. 이 까닭에 양자역학에서는 하밀토니안 대신에 하밀토니안 연산자(Hamiltonian operator)로 대체했던 것이다.

그리고 최초부터 기본문제는 Hamiltonian operator H의 고유함수와 그에 해당하는 고유치 E를 결정하는 것이었다. 여기서 고유치 E는 에너지 레벨의 측정치가 된다. 즉 고유치들이 H의 spectrum을 형성한다.

고전이론에서와 마찬가지로 하밀토니안은 좌표와 운동량의 함수이다. 그러나 이번 H는 operator이기 때문에 좌표와 운동량은 물론 다른 모든 운동학적 변수도 연산자로 취급하게 된다. 연산자이론을 물리에 도입했던 Heisenberg, Bohr, Schrdinger, Dirac 등과 같은 사람들로 말미암아 연산자의 고유치의 개념을 분명히 하였고 자연에 대한 우리들의 설명을 바꾸어 놓았다.

예컨대 함수에 연산자를 연산시킬 때 그 순서를 달리 해도 결과가 같으면 연산자는 교환성이고 순서에 따라 결과가 달라지면 교환성이 아니다.

교환성인 경우에는 공통의 고유함수를 갖게 된다.

Heisenberg의 uncertainty principle(불확정성 이론)은 좌표와 운동량의 연산자들이 비교환성이라는 점으로부터도 얻어진다.


좌표연산자 q와 운동량의 연산자 p는
로 주어지기도 했다.

다음에 양자계의 상태(state)를 고찰해보자. 고전역학에서 상태는 위상공간에서 점으로 나타나지만 양자역학에서는 파동함수로 주어지고 파동함수의 시간에 따른 변화는 Schrdinger 방정식으로 주어진다. 즉

이 식은 파동함수 의 시간에 대한 도함수가 에 Hamiltonian operator를 연산한 것과 같다는 것을 뜻한다. 이 방정식이 옳다는 것은 실험결과와 비교를 통해서만 알 수 있을 것이다.

더욱이 고전역학의 운동방정식과 마찬가지로 Schrdinger 방정식도 시간 가역적이다. 다시 말하면 t를 －t로 대체하여도 방정식은 그대로 남는다. 다만 파동함수를 복소수짝인 *로 대체해야 한다.

결국 고전역학과 양자역학은 모두 결정론적이고 시간가역적이다. 다시 말해서 이들 이론에 있어서는 과거와 미래는 어떤 차이도 없다는 것이다.

다음으로 열역학에 대해서 생각해보자.

시간의 화살이 표출되는 비가역과정을 취급하는 과학은 열역학이며 그 핵심적인 개념이 entropy이다. 가역과정과 비가역과정의 구별은 열역학제이법칙으로 도입된 entropy의 개념을 통해서 이루어졌다.

비가역과정은 entropy를 생성시키지만 가역과정에서는 entropy가 일정하게 유지된다. Boltzmann에 의하면 entropy의 증가는 입자들 사이의 수많은 충돌에서 발생하는 전체적인 경향이라는 것으로 보았다.

Boltzmann은 H-theory에서 입자들이 충돌할 때마다 입자의 속도가 달라진다는 것을 고려했다. 따라서 많은 입자로 구성된 집단의 속도분포는 입자들 사이의 충돌에 의해서 평형에 도달하게 되고 평형에 접근하는 동안 Boltzmann의 H 함수는 감소하고 최소값을 가질 때 평형에 도달된다. 이 평형에서는 충돌이 있어도 속도의 분포가 더 이상 변화하지 않음을 뜻한다. 따라서 Boltzmann에게는 충돌이 바로 소를 평형으로 접근하도록 만드는 mechanism이 되는 것이다. Boltzmann은 entropy와 확률과의 유명한 관계식


S＝k logW


가 됨을 밝혔다. 다시 말해서 양자역학이나 열역학이나 확률이 중요한 역할을 한다는 것이 알려졌다. 그러나 시간의 비가역성이 어떻게 반영될 것인가에 대해서는 흥미로운 과제가 아닐 수 없다.

Prigogine 일파에 의한 비가역 열역학의 발전은 주목할만하다. 양자역학에 있어서는 시간의 비가역성을 어떻게 반영할 것인가가 문제시되지 않은 채 실험치와의 부합을 근거로 응용 범위를 더욱 넓히고 있다.

양자역학이 본질적 개념상의 이견이 있다 하더라도 원자, 분자, 소립자 더 나아가 고체에 대한 기초이론으로서 이들 분야의 실험결과를 계산하기 위한 방법을 제시해주고 잇다.

특히 원자분자의 세계를 지배하는 보편적 원리로서 높은 성공률을 나타내고 있다. 화학결합을 시작하여 여러 가지 화학적 개념을 설명하는데 있어서도 큰 역할을 하고 있다. 다만 화학의 본질적인 복잡성과 복잡한 문제에 대한 양자역학의 무력성을 어떻게 해결할 수 있었던가. 이런 점에 있어 화학에 있어 의미있는 근사법의 발전은 양자역학의 적용에 큰 역할을 하게 했던 것이다. 따라서 양자역학의 화학으로의 응용은 곧 근사법의 탐구가 기초로 되었던 것은 불가피한 흐름이라 하겠다. 화학자가 분자를 생각할 때는 첫째로 분자의 모습 (분자 모형으로 표현할 수 있는 삼차원 구조) 둘째로 분자의 성질(극성이나 전자기적 성질, 색깔 등등), 셋째로 분자의 반응성을 추정하게 된다.

첫째는 분자를 외부로부터 본 것이고 둘째, 셋째는 분자의 내면의 문제이다. 여기서 양자역학의 파동함수는 분자의 내면적 성질을 기술하는 함수로서 를 화상화하면 분자의 모습이 된다.

화학구조식과 공명이론은 화학이 이룩한 중요한 업적이지만 양자역학의 눈으로 볼 때는 그것도 파동함수로부터 도입될 수 있는 개념에 불과하다. 예컨대 화학구조식은 파동함수로 기술되는 분자의 전자상태의 graph 이론적 표현이다.

양자역학을 적용한 양자화학에는 다음의 사명이 있다.

(1) 실험적으로 알려진 법칙이나 실험으로 얻어진 data를 이론적으로 설명하고 그 본질을 해명한다.

(2) 미지의 화학적 사항을 예지한다.

(3) 보편성이 있는 유용한 개념이나 원리를 제안한다.

(4) 화학의 원리를 양자론의 입장에서 이론적으로 체계화한다.

(5) (2)항의 성과를 토대로 하고 새로운 성질이나 기능을 가진 분자를 이론적으로 설계한다.

분자의 변화라고 하는 것은 필경 화학결합의 절단과 생성의 과정이다. 화학결합의 절단과 생성은 원자의 양자화학적 행위에 불과하다. 원자가 만일 단순한 입자라고 하면 원자 사이의 반응은 단지 충돌이 되고 따라서 원자간의 상호작용은 역학에너지의 교환과 운동량의 교환에 불과할 것이다. 원자간에 상호작용이 있는 것은 단순한 입자가 아니고 파동함수로 표현되는 양자론적 입자이기 때문에 발생되는 현상인 것이다.

원자는 원자핵과 전자로 구성된 소천체계일 뿐만 아니라 초현실적인 법칙에 지배된 극미의 존재이다.

이 극미의 세계의 법칙이 양자역학이다. 양자역학은 근대화학이 탄생시킨 모형이나 개념 등을 양자역학과 결부시켜서 이룩한 새로운 학문이며 분자의 이론설계를 위한 기초이론이기도 하다.

성능이 좋은 computer를 도입하여 양자화학을 적극적으로 활용해서 새 분자의 이론설계를 기획하는 기업은 앞으로 상상을 초월하는 큰 성과를 이룩할 가능성이 있게 보인다.




한상준 교수는 1958년 미국 Utah대학교 이학박사로서 1972년부터 1978년까지 한국과학기술연구원 소장, 1984년부터 1988년까지 한양대학교 총장을 역임하였다.

This is what our galaxy might look like to someone from outside of our home galaxy.
우리 은하계 밖의 관찰자에게 보임직한 우리 은하계


이제 영겁의 우주에서 지구를 찾아 봅시다



The Universe within 14 billion Light Years, the Visible Universe
140억 광년 거리 범위내의 우주





The Universe within 1 billion Light Years,the Neighbouring Superclusters
10억 광년 거리 범위내의 우주,이웃하고 있는 초성단들




The Universe within 100 million Light Years,the Virgo Supercluster
1억 광년 거리내의 우주




The Universe within 5 million Light Years,the Local Group of Galaxies
5백만 광년 거리 범위내의 우주,우리 은하계 주변에 안드로메다 은하계도 보임




The Universe within 500000 Light Years,the Satellite Galaxies
5십만 광년 이내의 우주, 위성(일명 난장이)은하계들이 보임





The Universe within 50000 Light Years,the Milky Way Galaxy
5만 광년 범위내,바로 우리 은하계의 반지름 거리임





The Universe within 5000 Light Years,the Orion Arm
5천 광년 거리내의 우주,드디어 태양이 보이고 우리의 태양계가 오리온좌의 품에 안겨있는 것이 확인됨





The Universe within 12.5 Light Years,the Nearest Stars
12.5 광년 이내,시리우스도 보입니다






지구는 어디에?

"'황우석 신드롬', 진실은 이렇다"
[프레시안 2005.12.13]

황 교수팀이 발표한 2편의 〈사이언스〉 논문은 세계적으로 인정받을 귀한 업적이지만 그것으로 마치 '임상에 필요한 최대의 고비를 넘었다', '노벨상을 탈 것이다', '국가 경제에 지대한 공헌을 할 것이다'등의 생각을 갖게 해서 마치 배아 줄기세포가 만병통치라도 될 것 같이 여기고 또 황 교수 한 개인이 영웅으로 취급받는 것은 생명공학에 종사하는 전문가의 입장에서 볼 때 지극히 건강하지 않은 사회현상이라는 것입니다... [전체 기사보기]

위 기사에서 지적하고 있듯, 대부분의 한국 언론은 줄기 세포가 무엇인지, 줄기 세포가 의학적인 실용화 되려면 어떤 과정을 거쳐야 하는지 소상히 밝히지 않고 있다.

줄기 세포(stem cell)란 말 그대로 식물의 줄기에서 따온 개념이다.

"식물의 줄기에서 뿌리, 가지, 잎사귀, 열매, 꽃 등이 자라나는 것처럼, 인간의 배아 세포를 줄기처럼 이용해 뇌, 간, 각막, 심장, 콩팥, 피부 등을 자라나게 한다."

배아 세포 하나만 잘 키우면 인간의 손상된 (혹은 부실한) 뇌, 간, 각막, 심장, 콩팥, 피부 등을 만들어 대체시킬 수 있다는 것이다.

배아 세포는 뭐길래?

배아(embryo)는 난자와 정자가 결합한 수정란을 말한다. 다시 이야기하면, 난자가 정자와 결합해 수정된 뒤, 인간의 몸으로 발전하기 직전의 세포 덩어리이다. 즉, 이 세포 덩어리를 잘 활용하면, 인간의 모든 신체 부위로 키워낼 수 있다는 이론이다.

인간 줄기 세포가 만들어지는 (그 험난한) 과정은 다음과 같다.


1. 난자 수급


바늘 귀 안에 놓인 인간 난자(붉은색)의 현미경 확대 사진. 난자의 크기를 대략 가늠해 볼 수 있다. (nationalgeographic 2005년 7월호)

줄기 세포 연구의 첫걸음은 난자를 구하는 일이다. 매우 중요하고도, 난관이 많은 단계다. 기본적으로 난자를 구하기란 그리 쉽지 않다. 여성이 평생 생산하는 난자의 수는 400개 정도. 이중 실제 "생산력"을 발휘하는 난자는 훨씬 적다. 말 그대로, 인간의 세포 중 가장 귀하다. 

난자는 인간 생명의 "반쪽"이라고 해서 영국을 비롯한 많은 나라에서는 연구용으로 쓰일 난자를 엄격히 제한하고 있다. 가령, 산부인과 병원의 불임 클리닉에서 수정에 실패한 (폐기용) 난자만 허용하는 식이다. 이렇게 수정에 실패한 "생산력"이 떨어지는 난자는 줄기 세포로 키우는데 많은 어려움이 따른다. 

그러나 한국엔 그런 제약 사항이 없다. 그러나 역시, "신선한" 난자를 연구용으로 쓰도록 허가는 받지만, 이런 질 좋은 난자를 수백 개 이상 구해야 하기 때문에 여전히 난자 수급엔 어려움이 따른다.



2. 배아 복제


난자의 인공수정 장면. 핵(DNA)를 제거한 난자에 체세포 삽입하는 순간이다. 이 과정(배아 복제)을 성공시켜 수정된 인간의 난자를 줄기세포로 키워낸 세계 최초의 사람이 황우석 교수. (CBC News)

난자를 구했으면 실험실에서 인공 수정을 해 배아(수정란)를 만들어야 한다.

인공 수정이라 하면 시험관 아기처럼 시험관에서 난자와 정자를 결합시키는 방법(생식 복제)을 흔히 떠올리지만, 이는 정말 아이를 키우기 위한 부모를 위한 인공 수정 방법으로, 이렇게 탄생한 수정란을 연구용으로 쓰는 것은 전세계적으로 엄격히 금지하고 있다.

이에 등장한 방법이 "치료목적의 배아 복제(therapeutic cloned human embryo)"다.

치료목적의 배아 복제는 정자 대신 피부 같은 다른 신체 일부의 체세포를 이용해 난자를 수정시킨다.

먼저, 난자의 핵(DNA)을 제거한다. 그리고 다른 사람이 기증한 체세포의 핵(DNA)을 이 난자에 주입한다.

그리고 이렇게 인공수정된 난자를 배양시켜 줄기세포 배아로 만든다.


육안으로 본 복제된 배아의 실제 크기.


바늘 위에 올려 놓은 배아의 모습.


말로 설명하니 매우 간단해 보이지만, 실제로는 끔찍할 정도로 어려운 작업이다. 

인간 난자를 다른 체세포와 결합시키는 과정에서 난자는 터지거나 찢어지고 DNA가 손상되는 경우가 대부분이다. 게다가 "복제된" 난자가 계속 정상적으로 자라면서 줄기세포가 되기까지 발생이 진행되야 하는데, 인간의 자궁 안이 아닌 시험관에서는 중간에 발생이 멈춰버리는 경우가 대부분이기 때문이다.

바로 이 때문에 연구 한번 할 때마다 수 백개의 난자가 필요하고, 매번 눈물겨운 인내와 끈기를 발휘해야 한다. 

그러나 수년간 실패 확률은 100%에 달했고, 치료목적의 배아 복제가 기술적으로 정말 가능한지 아무도 증명하지 못했다.

이를 세계 최초로 증명한 사람이 바로 황우석 교수였다. 황 교수는 2004년 2월 사이언스 지에 논문을 통해 치료목적의 배아 복제로 인간 줄기세포 배양에 성공했다고 세상에 알린다.

그리고 2005년 5월, 이제는 줄기세포 11개를 배양하는데 성공했다고 다시 세상에 알린다.

2004년 논문에선 약 250개의 난자로 1개의 줄기세포를 만다는데 성공했으나, 2005년엔 약 17개의 난자로 1개의 줄기세포를 만들어 내는데 성공했다는 기적적인 성과였다.



3. 배양 및 분화


배양된 배아 줄기세포의 모습. (외국에서 촬영된 것으로 인간의 것은 아님.)

배아 복제에 성공하고, 배아가 성공적으로 발생을 시작하면,

5일 후 배아 내부에서 자라고 있는(이 단계의 배아를 "배반포기-blastocyst"라고 부른다) 세포 덩어리(줄기 세포)를 꺼내 배양 접시에 담는다. 

배양 접시에서 줄기 세포는 (이론상) 증식을 거듭하고, 몇 달 후 건강한 여러 개의 줄기 세포로 자란다. 이를 "줄기세포주"라고 부르는데, 분화를 시작하지 않은 상태에서 무한히 복제가 가능하다. 즉, 배아 세포가 눈코입팔다리 등으로 자라지 않은 채 계속 줄기세포로만 남아 있는 상태다.

줄기세포를 배양시키면서 어려운 점은 줄기세포가 엉뚱하게 자라지 않도록 세포 분화를 억제하는 것이다. 그리고 그보다 더 어려운 것은 배양된 줄기세포를 피부 간 혈액 팔 다리 등 특정 목적의 세포로 분화시키는 것이다. 즉, 줄기세포 연구의 가장 어려운 단계는 아직 아무도 접근하지 못한 셈. (인간의 경우)

배아 세포가 피부 간 혈액 팔 다리 등 특정 목적의 기관으로 발전하려면 수많은 화학적 유전적 신호의 복잡한 조합이 전달돼야 한다. 이 조합을 완전히 파악해 각 줄기세포에 전달했을 때 비로소 줄기세포가 인간의 치료 목적에 유용하게 쓰인다.

그러나 이 조합을 완전히 파악하기까지는 아직도 무수히 많은 연구가 필요한 실정. 지금까지의 줄기세포 연구가 그래왔던 것처럼 앞으로 다시 몇 십년이 더 걸릴지도 모른다.



줄기세포 연구의 역사

세포란 개념을 최초로 세상에 알린 것은 19세기에 살았던 Rudolf Virchow라는 독일의 병리학자. 그는 병균이 세포 단위로 발전, 증식을 하며, 이 세포는 각각의 신체 일부를 구성하는 기본 단위가 된다는 점을 증명했다.

그리고 20세기 초, 과학자들은 골수 세포가 혈액을 생산하는 역할을 하는 것을 확인, (뼈 세포가 혈액이라는 다른 형질의 세포로 변형됨) 바로 여기에서 "줄기세포"의 개념을 생각해 낸다.

1958년, 프랑스 과학자들이 방사능에 의해 신체가 손상된 환자들을 위해 장기 이식을 시도. 이때 Jean Dausset 박사가 항원을 활용해 환자와 기증자의 장기를 혈액형으로 "매칭"시켜주는 HLA 시스템을 개발.

HLA 시스템의 개발로, 골수 이식이 가능해 짐. 1973년 5살짜리 아이에게 골수이식 수술 성공. 골수 세포를 배양해 서로 다른 유전자 간에 골수를 이식하는 것은 사실상 줄기세포 연구의 시작이었다.

그리고 1980년대 영국의 과학자들이 쥐의 배아를 성공적으로 배양해 줄기세포로 만드는데 성공, 그리고 1999년 이 줄기세포를 특정 신체 일부의 세포로 자라게 한다. (2001년엔 쥐의 줄기세포를 혈액세포로 키우는데 성공함.)

1997년 영국의 과학자 이언 윌머트가 복제양 "돌리" 생산. 체세포를 이용한 배아복제가 가능하다는 것을 입증함.

1998년 미국 위스콘신 대학의 제임스 톰슨이 (불임 클리닉에서 제공받은) 폐기용 인간 수정란을 이용해 줄기세포를 배양하는데 성공. 이는 인공적으로 만들어진 세계 최초의 인간 줄기세포였음. 이때 탄생된 인간 생명으로 실험을 했다고 해서 엄청난 비난을 받았으나, 사실 톰슨이 사용한 수정란은 그냥 놔두면 폐기될 상태였음. (즉, 최초의 인간 줄기세포를 발견한 사람은 황우석 교수가 아님. 황우석 교수는 이보다 훨씬 가치-실용성이 있는 치료목적의 배아복제에 성공한 것으로 유명해짐.)

2001년에 미국 Advanced Cell Technology(ACT)라는 회사에서 소를 복제하는데 성공, 체세포 복제 연구에 불을 지핀다. 그리고 체세포를 이용해 배아를 복제할 경우 면역 거부 반응이 없는 줄기세포 생산이 가능하고, 이를 신장 같은 다른 신체 장기로 분화시킬 수 있다는 가능성을 역설함. 이때부터 정자를 이용한 시험관 수정 배아, 그리고 체세포를 이용한 치료목적의 복제 배아로 연구 분야가 나눠지고, 세계는 윤리적으로 (일부 기술적으로도) 연구가 수월한 치료목적의 복제 배아 연구에 박차를 가하기 시작한다.

2004년 드디어 한국의 황우석 교수가 인간의 난자를 이용, 치료목적의 복제 배아를 만들고 줄기세포 배양에 성공함. 이는 인간의 줄기세포가 실제 의학적인 치료를 위해 사용될 수 있다는 것을 증명한 것으로 줄기세포 역사의 거대한 이정표가 됨.

진화론과 열역학 제2법칙

2005/07/20 오 전 12:26 | 과학소개


　

진화론은 열역학 제2법칙과 조화를 이룰 수 있습니까?

* 다음은 헨리 모리스 박사의 "Bible has the answer"에서 인용한 것입니다.


대답 : 진화론자들을 대적하기 위해 창조론자들이 효과적으로 사용해온 반론들 가운데 하나는 우주 및 현존하는 유기체 세계의 발전에 대한 진화론의 가설이 엔트로피 증가의 법칙 곧 열역학 제2법칙과 모순된다는 것입니다. 그러나 진화론자들은 자기들의 주장에 모순이 없으며, 진화론과 열역학 제2법칙이 둘 다 사실일 수 있다고 논박하곤 합니다. 이제 우리는 두 명의 진화론 선두주자가 내리는 두 가지 개념을 살펴보도록 하겠습니다. 아마도 현존하는 진화론자들 가운데 가장 유명한 사람이라고 생각되는 헉슬리 경(Sir Julian Huxley) 은 다음과 같이 진화를 정의했습니다.

"넓은 의미에서 진화란 시간 안에서 일어나는 과정으로 방향성을 띠고 있으며 또 본질적으로 비가역 과정 즉 되돌릴 수 없는 과정이라고 정의할 수 있다. 이런 과정 속에서 변이가 증가하게 되고 그 결과 고도로 발달한 조직체가 증가하고 그 산물들이 생겨난다. 우리가 현재 가지고 있는 지식은 참으로 우리로 하여금 모든 실체가 진화에 의해 이루어진다는 견해를 받아들이게 하고 있으며 사실 진화야말로 스스로 변화하는 과정인 것이다."

그러므로 진화론자들은 진화를 모든 실체의 원인으로 여깁니다. 미립자는 원자로 진화하고. 원자는 분자로, 분자는 세계들과 별들과 은하수들로 진화하며, 무기체는 생명체로 진화하고 이것은 더욱 복잡한 식물과 동물로, 결국 사람으로 진화하여 이제는 사람이 미래의 모든 진화를 지성적으로 통제할 수 있게 되었다는 것입니다.

한편 열역학 제2법칙은 엔트로피 증가의 법칙이라고도 알려져 있는데 프린스턴 대학교의 저명한 생화학자 블럼(Harold Blum)은 이를 다음과 같이 묘사했습니다.

"열역학 제2법칙의 결과들 가운데 하나는 모든 실제 과정이 비가역적인 방향으로 즉 돌이킬 수 없는 방향으로만 진행한다는 것이다. 이 우주 안에서 일어나는 모든 과정은 엔트로피라 하는 어떤 양의 변화를 수반한다......모든 실제 과정은 엔트로피가 증가하는 방향으로만 진행한다. 엔트로피는 또한 어떤 계의 무질서도를 나타내는데 계의 무질서가 증가하면 증가할수록 엔트로피도 증가한다."

따라서 헉슬리의 말대로 한다면, 진화는 온 우주에 적용되는 법칙으로 모든 과정으로 하여금 "질서를 증가시키는" 방향으로만 가게 하는 법칙입니다. 즉 생명이 없는 흙덩이에서 생명이 있는 아메바로 옮겨가며, 질서가 낮은 아메바에서 질서가 높은 사람으로 옮겨간다는 것입니다. 반면에 블럼의 말대로 한다면, 엔트로피 법칙은 온 우주에 적용되는 법칙으로 모든 과정이 "무질서를 증가시키는" 방향으로만 가게 하는 법칙입니다. 그런데 이 두 사람이 주장하는 바는 서로 정반대입니다. 그러므로 분명히 둘 중의 하나는 틀렸음을 알 수 있습니다.

사실 열역학 제2법칙은 모든 과정을 지배하는 근본 원칙으로 어디에서나 인정받고 있으며, 실험을 통해 수없이 입증되었으며, 우리의 모든 경험과 일치하기 때문에 이에 대해서는 의문의 여지가 있을 수가 없습니다. 이것은 너무나도 확실한 법칙이기 때문에 만일 우리가 과학의 법칙이 있다고 주장한다면 바로 이것이 그런 법칙이 될 것입니다. 그러므로 헉슬리의 주장이 틀린 것이며 따라서 창조론자들은 진화론에 따른 철학이 두 말할 필요도 없이 틀렸다고 주장하는 것입니다.

그러나 진화론자들은 이와 같은 어려움을 벗어나기 위해 아주 그럴 듯한 두 가지 방도를 제시할 것입니다. 그 중 하나는 엔트로피 법칙의 보편성을 부인하는 것입니다. 사람은 지식에 한계가 있고 이 광대한 우주의 아주 적은 부분만을 관찰할 수 있기 때문에 열역학 제2법칙이 시간과 공간의 모든 곳에 다 적용된다는 것을 확신할 수 없다는 것입니다. 즉 경험적인 측정만으로는 결코 온 우주에 적용되는 확실한 법칙을 확립할 수 없다는 것입니다.

이와 같은 반론은 물론 철학적으로는 타당합니다. 그러나 어디에서나 언제나 엔트로피 법칙을 과학적으로 실험해 보면 단 한번의 예외도 없이 항상 옳은 것으로 증명되었습니다. 비록 온 우주의 총 엔트로피가 증가하고 있다고 확실히 말할 수는 없다 할지라도 엔트로피를 과학적으로 시험해 보면 우주의 어떤 부분에서든지 엔트로피가 증가하고 있다고 우리는 분명히 말할 수 있습니다. 한편 온 우주에 진화가 일어나려면 적어도 온 우주 대부분의 질서도가 반드시 증가해야만 합니다. 그러나 어떠한 과학 실험에 의해서도 이에 대한 정량적인 확증을 얻을 수는 없었습니다.

진화론자들이 이런 딜레마로부터 벗어날 수 있는 또 다른 길은 열역학 제2법칙이 다른 계와는 아무 것도 주고받지 않는 소위 "고립 계"라 하는 특별한 계에만 적용된다고 말하는 것입니다. "열린 계"안에서는 질서가 증가할 가능성이 많다는 것이 사실입니다. 그렇기 때문에 아기는 자라서 어른이 되고, 두 마리의 동물은 번성하여 수많은 자손을 이루며, 사람이 얻는 지식은 엄청나게 축적됩니다. 심지어 무기체 영역에서도 간단한 원소들이 자연적으로 결합되어 복잡한 혼합물을 형성하며, 분자들은 복잡하면서도 아름다움을 지닌 수정으로 변합니다. 진화론자들이 주장하는 바는 이 모든 것이 열린 계들이며 이것들의 조직을 증가하는 것은 이것들 밖에 있는 어떤 근원 때문이라는 것입니다.

지구 자체는 하나의 열린 계로서 태양으로부터 에너지를 끊임없이 받고 있는데 바로 이런 에너지가 진화적 과정과 이 과정이 수반하는 이른 바 계속해서 질서가 증가하는 것을 유지하는데 필요한 동력의 근원이 될 수 있다고 진화론자들은 지적합니다. 그리고 그들은 이와 동일한 논법을 태양계 전체와 우주의 어떤 유한한 부분에도 다 적용시킬 수 있다고 생각합니다. 그런데 열역학 제2법칙은 오직 고립된 계에만 적용할 수 있기 때문에 지구와 같은 열린 계 안에서 진화가 일어나지 못할 이유가 없다는 것이 그들의 주장하는 바의 핵심입니다. 사실 이것은 진화와 엔트로피를 조화시키기 위해 블럼이 사용하는 계략이기도 합니다.

물론, 창조론자들은 이것이 철학적으로는 가능할 지 모르지만 실제의 모든 과학적 측정 결과와는 여전히 상반된다고 대답합니다. 열역학 제2법칙을 공식적으로는 "이상적인 고립 계"라는 조건하에서 정의해야 하는 게 사실이긴 합니다. 그러나 이 법칙은 언제나 열린 계에 대해서만 실험할 수 있습니다. 왜냐하면 자연 속에는 참으로 100% 고립된 계란 존재하지 않기 때문입니다. 또한 중요한 것은 어디서 실험을 하든 이 법칙은 항상 옳다는 것입니다.

그러므로 열역학 제2법칙은 고립 계든 열린 계든 그 어디에나 적용할 수 있습니다. 그리고 바로 이런 이유 때문에 어떠한 기계나 과정도 100%의 효율을 발휘할 수 없으며 영구운동 기계를 제작하는 것이 불가능한 것입니다. 또 바로 이런 이유 때문에 모든 것이 결국에는 닳고 없어지는 것입니다. 심지어 얼마 동안 질서의 증가를 보이는 계들조차도 결국에 가서는 부패의 법칙 앞에 무릎을 꿇고 맙니다. 완전해 보이는 수정도 결국은 분해되며, 어른은 결국 사망하며, 종은 결국 멸종되며, 심지어 위대한 문명들조차 외부의 침략이나 기근 또는 핵전쟁 등으로 인해 멸망하는 것입니다. 그러므로 겉에서 보아 질서와 복잡성이 증가하는 것처럼 보이는 것들도 기껏해야 국부적이고 일시적으로만 그런 것입니다. 또한 이런 일이 발생하면서 그 계는 주위 환경으로부터 일시적으로 에너지를 얻지만 반드시 그 환경에 더 큰 무질서를 안겨주고야 맙니다. 그래서 계와 주변을 포함한 전체의 무질서는 항상 증가하게 마련입니다.

그리고 이와 같이 국부적으로 그리고 일시적으로 질서가 증가하는 것도 이 목적을 이루기 위해 어떤 복잡한 과정이 이부에서 그 계에게 주어질 때에만 일어날 수 있습니다. 식물은 광합성이라는 놀라운 과정을 통해 태양의 에너지를 활용하고 이로써 자라납니다. 동물과 사람은 혈액 순환, 소화, 호흡, 그 밖의 복잡한 여러 과정을 통해 자라납니다. 그리고 식물과 동물의 생명은 나름대로의 종을 유지하기 위해 유전 체계의 복잡하고도 미묘한 부호화 작업과 본을 뜨는 구조를 필요로 합니다.

그러므로 진화론에 기반을 둔 모든 과정에 포함되어 있는 가정 즉 질서가 한없이 크게 증가할 수 있다는 것은 잠시나마 성공적으로 일어날 수 있다 하더라도 위에서 언급한 그 어떤 것보다도 더 놀랍고 복잡한 메커니즘을 필요로 합니다. 그러나 수 천 명의 과학자들이 수 백 만 달러의 연구비를 써가면서 백 년 이상 열심히 연구를 했음에도 불구하고 그와 같은 진화의 메커니즘은 발견된 적이 없습니다. 왜냐하면 이런 일은 상상 속에서만 일어나기 때문입니다.

근본적으로 열역학 제2법칙과 완전히 일치하는 가운데 활동하고 있는 돌연변이라는 무질서화 메커니즘과 자연계의 현재 상태를 유지하고자 하는 보존의 법칙 즉 자연 선택이라는 메커니즘을 진화의 유기적 단계를 지지하는데 필요한 메커니즘으로 제안하는 것은 참으로 애처로운 일입니다. 또한 이것은 자연에서나 성경에서 분하게 볼 수 있는, 하나님의 완전한 창조에 관한 분명하고도 만족스런 증거를 피해 기를 쓰고 달아나고자 하는 사람들이 만들어낸 필사적인 조치입니다.

그러므로 실제가 아닌 형이상학적인 추측을 통해 열역학 제2법칙을 거부하며 진화를 변호할 수 있을지도 모릅니다. 그러나 하나님의 말씀의 증거뿐만 아니라 확실한 과학적 증거들조차도 다 진화를 반대합니다.


질문 7: 간격 이론을 통해 화석학자들이 주장하는 이른 바 지질학의 오래된 연대들을 이해하면 되지 않을까요?

대답: 역사 지질학자들은 지구가 약 오십억년 전에 생겼다고 생각하는데 반하여 성경은 "엿새 동안에 주가 하늘과 땅과 바다와 그 안에 있는 모든 것을 만들었다"고 말합니다.(출 20: 11). 더욱이 창세기 5장과 11장의 연대기적 자료들을 살펴보면 이 모든 일이 겨우 수 천년 전에 일어났음을 알 수 있습니다. 이처럼 명백한 차이점은 성경적 기독교와 현대 진화론 사이에 끊임없이 계속되고 있는 싸움 중에서 가장 심각한 문제가 됨에 틀림이 없습니다.

지구가 육천년 이상 되었다는 것을 과학적으로 증명할 방도는 전혀 없습니다. 사실 우리는 이 기간에 대해서만 실제로 기록된 역사를 갖고 있을 뿐입니다. 과학이 말 그대로 과학이 되려면 필연적으로 실험적 관찰과 측정을 수반해야 합니다. 그런데 옛날에 무슨 일이 일어났는지 또는 일어나지 않았는지를 기록하려고 그 자리에 있었던 "관찰자"는 지금 아무도 없습니다. 과거의 지질학적 연대를 측정하는데 필요한 여러 가지 물리학적 과정들은 증명할 수도 없으며 실제로 이치에 맞지도 않는 가정들을 많이 필요로 합니다. 그럼에도 불구하고 진화론에 기반을 두고 추측해야만 한다는 압력이 지난 한 세기 동안 너무 강했기 때문에 심지어 많은 성경학자들도 진화론자들이 추정하는 지질학적 연대에 맞추는 방법으로 창세기를 재해석하는 것이 바람직하다고 생각해 왔습니다.

그 결과 두 종류의 이론이 나오게 되었는데 그 중 하나는 지질학적 연대를 창조의 6일 "동안'에 두되 그 때의 하루를 한 시대로 바꾸는 것입니다. 이것은 "날/시대 이론"이라 할 수 있으며 다음에 자세히 설명하고자 합니다. 한편 다른 하나는 지질학적 연대를 창조의 6일 전에 두는 것인데, 이렇게 함으로써 그들은 원래의 지구가 있었는데 대격변에 의해 파괴되었고 그래서 창세기에 나오는 "창조의 6일"은 실제로 "재창조의 6일"이 되어야 한다고 주장합니다. 이 두 번째 이론은 "간격 이론"이라 불리며 진실한 성경 교사들의 큰 옹호를 받으며 근본주의자들의 마음속에 굳게 자리를 잡아왔습니다. 하지만 이 이론은 실제로 수많은 심각한 오류를 수반합니다. 지질학적 연대는 단순히 광범위한 화석 기록을 무시함으로써 처리될 수 있는 것이 아닙니다. 그럼에도 불구하고 이 이론은 그렇게 하려고 애를 씁니다.

이처럼 추측해서 연대를 세우는 것은 지구와 및 사람을 포함한 지구상의 모든 생물이 진화에 의해 이루어졌다는 주장과 필연적으로 관련을 갖게 마련입니다. 사실 화석 기록은 진화론자들이 보여 줄 수 있다고 생각하는 최상의 증거이며 사실상 무시할만한 크기로 진화가 이루어질 수 있음 - 즉 종이 변하는 것이 아니라 종 안에서 변이가 생기는 것 -을 보여 줄 수 있는 유일한 증거입니다. 더욱이 지질학적 연대는 특히 지각에 있는 침전암의 화석 내용물을 통해 인식하고 확인할 수 있습니다. 지질학적 연대의 명칭들 자체가 이것을 보여 주는데 "고생대"는 "고대 생명 시대"를, "중생대"는 "중간 생명 시대"를, "신생대"는 "최근의 생명 시대"를 가리킵니다.

이와 같이 진화론자들이 만든 지질학적 연대를 수용하는 것은 필연적으로 진화론의 모든 주장을 받아들임을 의미합니다. 침전암에 보존된 대부분의 화석들은 현 세상에도 분명히 그 친척들을 가지고 있습니다. 그러므로 "재창조"라는 개념은 예전에 오랜 시대에 걸쳐 발전되어 오던 동물과 식물이 결국은 아담의 창조 이전에 있었던 대격변으로 인해 멸종하거나 완전히 사라졌고 그래서 창조주께서는 이러한 동일한 동물과 식물의 대다수를 6일 만에 재창조했음을 의미하는 것입니다. 또한 이 이론은 "아담 이전에 사람이 존재했다"는 개념을 필연적으로 수반해야만 합니다. 왜냐하면 사람의 형태를 지닌 많은 화석들의 연대가 성경의 연대를 통해 알 수 있는 것보다 엄청나게 오래된 것으로 진화론자들이 추측하고 있기 때문입니다. 사실 진화론자들은 사람이 약 100만년 전에 출현했다고 하는데 이 간격 이론 역시 아담이 아닌 다른 종류의 인간이 창세기 1장의 "6일 창조" 전에 있었음을 시인하고 있습니다.

따라서 간격 이론은 실제로 진화론 문제를 직면하여 풀려는 것이 아니라 단지 창세기1장 1절과 1장 2절 사이에다 어떤 상상적인 시간의 간격을 만들고 그 안에 이 문제를 집어넣어 묵살하려는 것입니다. "하나님이 원시 세상에서 오랜 시대에 걸쳐 느릿느릿 진화가 일어나게 하신 다음 그것을 파괴하시고는 그 뒤에 또 자신이 파괴시킨 동일한 형태의 동식물을 재창조하기 위해 특별한 창조의 방법을 사용하신 이유가 무엇인가?"라는 매우 심각한 문제에 대해 간격 이론은 전혀 해답을 제시하지 않습니다.

게다가 최근의 지질학 역사를 보아도 그처럼 온 세계에 걸쳐 대격변이 일어났음을 보여주는 지질학적 증거가 없습니다. 간격 이론을 옹호하는 사람들은 종종 그런 대격변을 빙하기와 동일시하지만 이런 빙하기는 온 세계에 걸쳐 일어난 대격변일 수가 없습니다. 왜냐하면 큰 얼음들은 중위도 지역까지만 퍼졌고 따라서 빙하기 이전의 모든 생명체를 파멸시키지 못했음이 분명하기 때문입니다.

또한, 아담 이전에 온 세계를 덮은 대격변이 있었음을 보여 주는 성경적 증거도 없습니다. 문맥에서 떨어진 몇몇 본문들이 간격 이론에 맞도록 해석될 수는 있습니다. 그러나 상상에 의존하는 원시 창조와 아담 이전에 존재했던 대격변 즉 가설에 근거한 대격변이 어떠한 것인가를 직접적이고도 명백하게 보여주는 구절은 성경에서 결코 찾아볼 수 없습니다. 많은 성경 교사들이 신학적으로 이 이론을 주장하고 있으며 온 우주의 근본 역사를 설명하며 이 문제에 대해 그처럼 쉽게 대답한다는 점을 고려할 때 성경 말씀에서 이에 대해 명확히 언급하지 않고 있다는 것은 참으로 이상한 일입니다.

이 이론이 지니는 가장 큰 문제점은 아마도 이 세상의 죄악을 만든 장본인으로 하나님을 꼽게 만든다는 것입니다. 이 이론이 암시하는 바는 그분께서 원시 세상에서 적어도 삼십억년 이상이나 자신의 알 수 없는 어떤 목적들을 성취하기 위해 투쟁, 폭력, 부패, 사망의 방법을 온 세계에 적용하셨다는 것입니다. 결국 이 이론이 성취하고자 하고자 하는 바는 현존하는 화석들과 지질학적 연대들의 증거를 창세기 1장 2절 앞에 두고 무시하려는 것입니다. 이 이론에 따르면 사탄이 하늘에서 하나님께 범죄했고(사14:12-15, 겔 28:11-17) 그 결과 하나님께서는 하늘에서 그를 땅으로 쫓아내심으로써 아담 이전에 있었던 것으로 추측되는 대격변의 때에 이 지구를 파괴시켰다는 것입니다. 그러나 우리가 기억해야 할 것은 하늘에서 사탄이 범죄한 것은 그런 범죄가 있기 전의 지질학적 시대에 이 세상에서 그렇게 오랫동안 존재한 고통과 사망의 모습을 어떤 식으로도 결코 설명하지 못한다는 점입니다. 따라서 하나님께서는 아무런 이유도 없이 이 땅에 고통과 사망과 혼란을 야기한 것에 대해 홀로 책임을 져야 하는 분으로 전락하고 마는 것입니다.

그런데 이렇게 되면 사실 신학적으로 흔돈만 생깁니다! 사실 성경은 그와는 대조적으로 6일간의 창조 끝에 다음과 같은 일이 있었다고 말합니다 "하나님께서 자신이 만든 모든 것을 보시니, 보라, 매우 좋았더라. 그 저녁과 아침이 여섯째 날이니라."(창 1:31) 여기에 나오는 모든 것에는 지구 전체와 그 안의 모든 것과 하늘들도 다 포함되어 있습니다(창 1:16, 2:2 등을 참조바람). 또한 사람이 범죄하기 전까지는 사망이 이 세상에 들어오지 않았습니다(롬 5:12, 고전 15:21). 또 한 가지 분명한 것은 하늘에서 사탄의 반역도 그 때까지 일어나지 않았음이 분명합니다. 왜냐하면 거기에 있는 모든 것도 "매우 좋았다"고 성경이 선언하고 있기 때문입니다.

지구에 있는 큰 묘지 즉 전 세계에 걸쳐 발견되는 딱딱한 침전물내의 화석들이 무엇을 의미하는가에 대한 진짜 해답은 진화론자들이 주장하는 것과 같이 아주 오랜 시대에 걸쳐 발생한 자연계의 균일한 과정들에서도 찾아볼 수 없으며 또한 간격 이론을 주장하는 사람들이 추측하는 바와 같이 6일 동안에 이루어진 하나님의 완전한 창조 전에 대격변이 일어났다는 상상 속에서도 찾아볼 수 없습니다. 오직 이에 대한 해답은 창세기 6장부터 9장 사이에 묘사되어 있는 범세계적 재난 즉 실제로 일어난 노아의 대홍수 기록을 자세히 공부함으로써 찾아낼 수 있습니다. 물론 이런 대홍수는 성경의 다른 부분에서도 입증되며 전 세계의 여러 민족 및 부족의 초기 기록에서도 잘 입증됩니다.