새로운 것을 발명하라는 부탁을 받았다고 상상해 보세요.
당신이 어떤 것을 원하던 가능하며
당신이 선택한 것으로 만들 수 있고,
형태나 크기도 상관 없습니다.
이런 창조적인 자유는 정말 자유로울 것 같지 않나요?
과연 그럴까요?
여러분이 대부분의 사람들과 비슷하다면 이 업무로 인해 마비가 될 겁니다.
지시사항이 없다면 어디에서 시작할지도 모르겠죠?
경계없는 자유가 항상 도움이 되는 것은 아닙니다.
현실에서는 어떠한 프로젝트든 많은 요소에 의해 제한을 받습니다.
예컨대 비용적인 부분,
현재 본인에게 주어진 재료,
그리고 깰 수 없는 물리 법칙 등이 있죠.
이러한 요소들을 창의적 제약이라고 부릅니다.
이들은 우리가 목적을 이루기 위해
해결해야 할 필요 조건이자 제한입니다.
창의적 제약은 직업에 상관없이 모두 적용됩니다
건축가나 예술가,
작가,
엔지니어,
과학자에 이르기까지 말이죠
많은 분야에서 제약은 발견과 발명의 추진제로서
특별한 역할을 합니다.
특히 과학적 과정 동안
제약은 실험 설계에서 중요한 부분입니다
예를 들어, 새로운 바이러스를 연구하는 과학자는
"이 바이러스가 어떻게 몸의 세포를 감염시키는지 알려주는 실험을 만들려면
주어진 도구와 기술을 어떻게 써야 할까?
그리고 내가 새로운 바이러스 경로를 이해하는 걸 막는
내 지식의 한계는 무엇일까?” 에 대해 고려할 겁니다.
공학에서 제약은 우리가 새롭고 유용한 것을 발명하는데
우리의 과학적 발견을 적용하게 합니다.
예를 들어, 바이킹선1 과 바이킹선2에서 내린 상륙자들은,
반동 추진 엔진에 의지해 화성 표면에 안전하게 도착한 상륙자들입니다.
여기에서 문제는요?
반동 추진 엔진이 다른 화학물질을 땅에 남겼고
이로 인해 흙 샘플이 오염되었다는 겁니다.
그래서 새로운 제약이 발견되었습니다.
우리는 어떻게 지구의 화학물질을 남기지 않으면서
우주 탐사기를 화성에 착륙시킬 수 있을까요?
다음의 화성탐사선 대표단은 에어백 시스템을 사용했습니다.
탐사선이 오염 가능성이 있는 연료를 태우지 않고
튀어오르거나 구르면서 멈추도록 하기 위해서죠.
몇년 후, 우리는 훨씬 큰 탐사선, Curiosity를 보내길 원했습니다.
하지만, 그것은 에어백 디자인을 적용하기엔 너무 크기에
또 다른 제약이 발생했습니다.
우리는 어떻게 로켓 연료를 화성의 땅으로부터 멀리하며
더 큰 탐사선을 착륙시킬 수 있을까요?
이에 대해 엔지니어들은 엉뚱한 생각을 내놨습니다.
거대한 화물수송용 우주선을 만든 것이죠.
인형뽑기의 집게 기계와 비슷한 이 우주선은
높은 곳에서 지면으로 탐사선을 내려줄 겁니다.
각각의 발명에서 엔지니어들은
과학적인 사고의 본질적인 습관을 보여주었습니다.
현재 기술이 목표인 해결책을 위해선
현재 기술의 한계를 인식해야 한다는 사실 말이죠.
때때로 이 절차는 반복적입니다. 마치
"어떻게 탐사선을 착륙시킬 수 있는 더 나은 낙하산을 만들 수 있을까?"처럼요.
그리고 그런 절차는 때때로 혁신적입니다.
예를 들어 최선의 낙하산이 작동하지 않을 때
어떻게 목표에 도달할지 처럼요.
두 경우 모두, 제약은 우리가
각 목표에 도달하도록 선택하는데 도움을 줍니다.
여기 아직 해결되지 않은 또 다른 화성 관련 문제가 있습니다.
물이 필요할 우주비행사들을 보내고 싶다고 해보죠.
그들은 물을 매우 깨끗하게 유지하고 100% 복구시키는
정화시스템에 의존할 겁니다.
그것들은 꽤나 어려운 제약이며
우린 그런 기술이 아직 없을 겁니다.
하지만 이런 목표를 이루도록 노력하는 과정에서
우리는 그 결과로 생기는 발명의 다른 적용법을 발견할 수도 있을겁니다.
혁신적인 물 정화 시스템을 구축하는 것은
가뭄으로 고통받는 지역에서 일하는 농부나
오염된 도시의 물을 깨끗하게 하는데 해결책이 될 수 있습니다.
사실 많은 과학적인 진보들은
어느 한 분야에서의 뜻하지 않은 실패가
다른 분야의 한계를 극복할 때 발생합니다.
과학자 알렉산더 플레밍이 실수로
실험실에 있는 페트리 접시를 오염시킨 일로
첫 번째 항생물질인 페니실린이 발견되었습니다.
합성연료,
플라스틱,
그리고 화약의 발견 또한 마찬가지이죠.
모든 것은 실수로 인해 만들어졌지만,
결국 다른 문제들의 한계를 해결했습니다.
제약을 이해하는 것은 과학적 진보를 이끌고
과학에서 사실인 것은 다른 여러 분야에서도 사실이 됩니다.
제약은 창조의 경계선이 아닌 기반입니다.