[DEBUG-WINDOW 처리영역 보기]
즐겨찾기  |  뉴스레터  |  오늘의 정보  |  e브릭몰e브릭몰 회원가입   로그인
BRIC홈 동향
실험복 제공
스폰서배너광고 안내  배너1
전체보기 Bio통신원 Bio통계 BRIC View BRIC이만난사람들 웹진(BioWave)
목록
조회 2351  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
바이오통신원   
[바이오토픽] (Nature 사설) 재현불가: 실패의 징후 vs 새로운 아이디어 고취
오피니언 양병찬 (2020-02-14 09:02)


도량형학(metrology)의 역사는, 최근 성행하는 '결과 재현' 및 '연구의 신뢰성 향상'을 위한 노력에 소중한 교훈을 제공한다.

upload_image

지금으로부터 200여 년 전, 영국의 물리학자·화학자 헨리 캐번디시는 중력상수를 결정하기 위해 비틀림저울을 고안해 냈다. 그러나 도량형학자들은 중력상수의 정밀성에 아직 동의하지 않고 있다. / @ Science 2.0

요즘 모두가—또는 최소한 생의학과 사회과학에서—입만 벌리면 재현성(reproducibility)을 언급한다. 최근 10년 동안 '결과가 참으로 받아들여지기 전에, 독립적으로 재현되어야 한다'는 인식이 높아져 왔다.

'재현성에 주목하라'는 요구는 물리학에서도 예외가 아니다. 이와 관련하여, 두 명의 도량형 학자들은 이번 달 《Nature Physics》에 기고한 논평에서 "재현성을 다른 관점에서 바라봐야 한다"라고 주장했다. 구체적으로, 마틴 밀턴과 안토니오 포솔로는 "'측정을 다루는 과학'에서 결과가 재현되지 않을 때, 그것을 '실패의 징후'로 볼 게 아니라 '과학적 방법이 작동하고 있다'는 징후이자 '연구결과의 대중적 인식을 향상시킬 수 있는 기회'로 봐야 한다"고 주장했다(참고 1).

프랑스 파리에 있는 국제도량형국(International Bureau of Weights and Measures)과 메릴랜드주 게이더스버그에 있는 미국표준기술연구소(National Institutes of Standards and Technology)에서 일하는 저자들은 세 가지 사례연구를 인용했는데, 그것들은 모두 자연계의 기본상수(fundamental constant) 중 하나를 측정하려는 노력과 관련된 것이다.

연구자들이 사례로 선정한 기본상수는 광속(c), 플랑크상수(h), 중력상수(G)다. 광속이 '빛의 속도'임을 모르는 사람은 없을 테고, 플랑크상수란 '하나의 광자(photon)가 보유한 에너지와 진동수(frequency)의 관계'를 나타내는 숫자이며, 중력상수란 '두 개의 천체 사이에서 작용하는 중력의 세기'를 나타내는 숫자다.

플랑크상수와 광속 공(共)히 상이한 연구소들이 상이한 방법을 이용하여 동일한 숫자를 얻었는데, 이것이야말로 재현성의 징후라고 할 수 있다. 플랑크상수의 경우 신뢰성이 충분하므로, 작년 5월 확정된 킬로그램에 관한 국제단위계(International System of Units) 정의의 기반이 되었다(참고 2).

그와 대조적으로, 3세기에 걸친 수많은 실험에도 불구하고 중력상수의 정밀한 값은 여전히 불확실하다. 불확실성의 뿌리는 완전히 이해되지 않았는데, 그것은 '값을 측정하는 과정에 내재된 오류'를 암시할 수도 있고, '새로운 물리학의 필요성'을 시사할 수도 있다. 현재 탐구되고 있는 한 가지 시나리오는 '중력상수가 시간경과에 따라 변할 수 있다'는 것인데, 이 시나리오가 맞는다면 과학자들은 '중력상수는 고정불변'이라는 견해를 바꿔야 한다.

만약 중력상수에서 '상수'라는 꼬리표가 떨어져 나간다면—물리학자들은 이 가능성을 아직 인정하지 않고 있다—, 그것은 '재현되지 않은 데이터도 과학적 과정의 일부다'라는 견해를 뒷받침하는 좋은 사례라고 할 수 있다. 다시 말해서, 새로운 실험결과가 오랫동안 지배해 왔던 이론에 의문을 제기하거나 전혀 다른 이론의 존재를 시사하는 것을, 이상한 눈으로 바라볼 필요가 없다는 것이다. 왜냐고? 그게 과학적 과정이기 때문이다.

물리학의 사례를 생의학과 사회과학에 그대로 적용할 수 있을까? 물론 그럴 수는 없다. 그도 그럴 것이, 암생물학(cancer biology) 같은 분야의 경우, 도량형학보다 훨씬 더 많은 가변성의 원천—이것들을 통제하기는 무지막지하게 어렵다—을 포함하기 때문에 결과를 재현하기가 여간 어렵지 않다.

그러나 도량형학의 역사가 우리에게 일깨워 주는 게 있다. 그것은 "모든 연구자들은 실험결과를 재현하려고 노력할 때, 한 세트의 합의된—그리고 매우 정밀한—실험기준을 사용한다"는 것이다. 측정 분야에서는 이를 일컬어 측정소급성(metrological traceability)이라고 하는데, 밀턴과 포솔로에 따르면 "바로 그런 관행이 연구 과정에서 신뢰성을 구축한다."

밀턴과 포솔로의 논평에서 얻을 수 있는 포괄적 교훈 중 하나는, 상이한 영역의 연구자들이 재현성의 경험을 끊임없이 논의하고 공유해야 한다는 것이다. 그와 동시에, 최선의 합의된 기준을 적용했음에도 불구하고 결과가 재현되지 않을 때, 연구자들은 덮어놓고 "망했다"고 생각하지 말아야 한다.

재현불가(irreproducibility)가 자동적으로 '실패의 징후'로 간주되어서는 안 된다. 왜냐하면 그것은 기존의 가정을 재고(再考)할 때가 되었음을 시사하는 지표일 수도 있기 때문이다.

※ 참고문헌
1. M. J. T. Milton and A. Possolo Nature Phys. 26, 117–119 (2020); https://www.nature.com/articles/s41567-019-0780-5
2. https://www.nature.com/articles/d41586-019-01614-8

※ 출처: Nature 578, 191-192 (2020) https://www.nature.com/articles/d41586-020-00380-2

  추천 2
  
인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
  
양병찬 (약사, 번역가)
서울대학교 경영학과와 동대학원을 졸업하고, 은행, 증권사, 대기업 기획조정실 등에서 일하다가, 진로를 바꿔 중앙대학교 약학대학을 졸업하고 약사면허를 취득한 이색경력의 소유자다. 현재 서울 구로구에서 거주하며 낮에는 약사로, 밤에는 전문 번역가와 과학 리포터로...
다른 연재기사 보기 전체보기 >
[바이오토픽] 공기 중에서 전기를 만드는 세균, 휴대폰 충전 가능?
'희박한 공기 중에서 전기를 만든다'고 하면 과학소설처럼 들릴지 모른다. 그러나 공기 중에 수분이 있는 한 '나노와이어를 뻗는 세균'에 기반한 신기술이 그것을 가능케 한다. 새로운...
[바이오토픽] 저온전자현미경, 구조생물학을 평정할 듯
단백질의 3D 형태를 결정하는 혁신적 기법이 붐을 이루고 있다. 지지난주, 저온전자현미경법(cryo-electron microscopy)—줄여서 cryo-EM—에 의해 결정된 단백...
[바이오토픽] 인간 수면(睡眠)의 비밀을 간직한 호주산 턱수염도마뱀
수면(睡眠)의 기원을 찾는 과학자들은 호주산 턱수염도마뱀(bearded dragon)에게서 중요한 단서를 발견한 듯하다. 한 새로운 논문에서, 연구자들은 수면과 관련된 신경신호를...
본 기사는 네티즌에 의해 작성되었거나 기관에서 작성된 보도자료로, BRIC의 입장이 아님을 밝힙니다. 또한 내용 중 개인에게 중요하다고 생각되는 부분은 사실확인을 꼭 하시기 바랍니다. [기사 오류 신고하기]
 
  댓글 0
등록
라이브셀인스트루먼트
최근 관련 뉴스
연구정보중앙센터
위로가기
동향 홈  |  동향FAQ  |  동향 문의 및 제안
 |  BRIC소개  |  이용안내  |  이용약관  |  개인정보처리방침  |  이메일무단수집거부
Copyright © BRIC. All rights reserved.  |  문의 member@ibric.org
트위터 트위터    페이스북 페이스북   유튜브 유튜브    RSS서비스 RSS
에펜도르프코리아