2주. 미래학 미래학의 이해

미래학의 이해 1. 미래학과 미래연구 2. 미래학은 과학인가 3. 미래연구는 어떻게 하는가

미래학의 이해 1. 미래학과 미래연구 1) 미래란 무엇인가 -미래란 인간이 영향을 미칠 수 있는 시간 -미래개념 : 시간적 차원+현상적 의미 => 미래란 오지 않는 어떤 시간 또는 그의 상태 ◈ 21세기 준비(22세기) -다음 세기를 위해 인류의 생활조건이나 사회제도, 국제관계 등에 관한 것 -미래 연구는 현재의 선택이나 노력여하에 따라 달라질 수 있음 2) 미래의 구조 -행위주체가 주관적으로 어떻게 판단하느냐에 따라 구분 : 있음직한 미래, 있을 수 있는 미래, 바람직한 미래 3) 미래연구의 개념 -객관성에 근거한 여러 가지 사실적 자료토대 -결정론적 영역, 확률론적 영역, 불확정의 영역 ◈ 결정론적 영역 -뉴턴의 법칙 등으로 설명, 장기적으로 계속되는 추세로 어느 정도 예측 ◈ 확률론적 영역 -분명하지 않지만 상황전개에 따라 확률분포가 알려져 있는 정도(기상변화, 인간수명) == >연속적 영역 ◈ 불확정 영역 -과학적 예측불분명, 인간이 영향 미칠 수 없는 미래영역(천년왕국도래설, 보험가입 등) -미래가 과거 및 현재에 영향미침

미래학의 이해 4) 미래연구와 미래설계 -과거와 현재는 실재영역이지만, 미래는 아직 실재화하지 않은 영역 -꽁트(A.Comte): 예견하기 위해 관찰 -각각 대상은 다르지만, 모든 과학적 목적은 현상적으로 나타나는 어떤 법칙발견 => 현재 행위를 보다 합리화하여, 미래를 창조하고자 하는 실용적 목적과 인간의지 -미래연구의 목적은 정확한 예언이 아닌 예견 ▶미래연구대상=결정론적 영역+확률론적 영역+불확정 영역의 상호작용 -미래예견은 미래의 어떤 모습제시 혹은 여러 가지 대안적 미래 보여줌 -미래이해는 국가적 차원, 개인적 차원에서 중요 ◈ 미래연구의 중요성과 한계 -미래연구의 중요성 : 가능한 대안적 미래탐색-> 바람직한 미래선택하기 위한 전략과 방안모색 -미래연구의 어려움 : 간과된 중요한 변수나 현상 또는 변수간의 상관관계 : 연구자 가치판단 개입가능성

미래학의 이해 2. 미래학은 과학인가 1) 미래연구시작 -수정구슬, 마법사, 심령술사, 무당 -수상술(손금), 점성술, 골상학, 사주 등 -오라클(oracle:그리스) ▶oracle -신이 미래를 나타내 보여주는 장소 또는 이러한 예언을 알려주는 사람(예언자) -음악과 예언의 신, 아폴로의 델파이(Delphi)신전 ▶미래에 대한 학문적 기원 ①플라톤의 <공화국> -”정의란 어떻게 성취될 수 있는가? -철인왕이 지배하는 이상적 사회 --Utopia, Dystopia -인간의 미래에 대한 관심은 14세기 르네상스 이후(식민지 개척과 신대륙발견) ② 토마스 모어의 <유토피아> ③ 베이컨이 <새로운 아틀란스>(Nova Atlantis> -1620 ④ 18세기 이후 서구의 진보 및 진화사상이 미래연구관심 -머셔의 <서기 2440년>(the year 2440)-1770(“현재는 미래를 잉태하고 있다”)

미래학의 이해 2) 미래연구에 대한 인식변화 -19세기 이후 과학에 바탕을 둔 미래소설 -미래에 대한 체계적 연구는 20세기 이후 -1929년 미국 후버가 국가자원위원회에서 천연자원 및 인적 자원 개발에 관한 일을 시작하면서 관심 -맨하탄 프로젝트-> R&D ▶ R&D ① 대기업의 신제품개발->연구개발부서설치-> 고급인력과 전문가 투입 ② 케네디 1961년 NASA 설립->우주개발->1969년 인간최초 달 탐사 ③ 원자핵개발 -1946년 The Rand Corporation(대기업, NASA, 원자핵) -1966미국 워싱턴에서 세계 미래학회가 결성 -1968년 세계 47개국의 과학자, 사업가, 정치가 등 100명이 결성된 로마클럽의 <성장의 한계, 1972>보고서 출간 -미래연구는 1960년대 활발 사회적(월남전, 학생소요, 노사분규, 시민운동 등), 학문적(인공위성개발->컴퓨터산업-> 통계분석기법) 관심

미래학의 이해 3) 미래학의 학문적 성격 -최초의 미래연구는 사회학자인 길필란(S.C.Gidillan)이 1907년 ‘미래사건들(mellontology)’이란 그리스용어에서 기원 -미래학용어 : 나치하의 독일에서 망명한 정치학자 플레히트가 futurtology용어사용 -1943년 대학에서 미래의 사회와 문화에 대한 강좌개설 4) 미래연구의의 -과거와 현재의 일반화된 경향, 추세 찾아내어 예측수준 높임 -미래예측하여 돌발사태 대비, 대응할 수 있는 지식 -사회성원들의 상상력과 창의력 자극하여 미래지향적 사고 틀 갖게 함 -가능한 미래 찾아내어 바람직한 미래설계 -> 구체화할 수 있는 방안마련

미래학의 이해 3. 미래연구는 어떻게 하는가 1) 미래연구의 기본원리 ①연속성의 원리: 시계열적 분석 -과거, 현재, 미래는 하나의 시간축에 연속되어 나타나는 현상 -과거의 추세에 따라 미래변화투사(지속성, 규칙성, 자료의 신뢰성, 타당성 등) -외삽적 예측(J. Naisbitt< 메가트랜드2000> ) ②유추의 원리(The Principle of Analogy): 인과관계 -이론적 예측 : 일반적 원리나 법칙에 의해 미래추론하는 연역적 절차 ③직관적 예측(intuitive forecasting) -연구자의 통찰력(주관적) -본능적 지각능력과 창조적 분석력 -A. Tofler <Power Shift> 2) 미래예측기법 -어느 시기에 무엇을 예측할 것인가 대상결정, 전략적 방법 결정, 예측기법 선택하고 활용 3) 미래연구영역 -자연현상 및 사회현상 전 분야

미래학의 이해 ◈ 미래학 연구방법 -자유토론, - 전문가 의견조사, - 추세외삽법 - 시나리오 기법, - 의사결정나무 - 임무흐름 다이어그램 - 교차영향분석 - 역사적 유추 - 모의실험 - 게임기법 - 시스템 동학

미래학연구방법 ◈ 미래연구방법 ① 자유토론 -객관적 예측방법 -연구초기에 연구주제를 구체화, 과제추출 -후광효과배제 ② 전문가 의견조사-델파이 기법 ▶수량적 델파이(Nuneric Delphi) :2020년 세계인구, AIDS 치료약개발시기, 통일시기 등 ▶정책델파이(Policy Delphi) : 목표설정, 정책의 우선 순위, 어떤 쟁점에 대한 의견 등 질문 ▶ 역사적 델파이(History Delphi) ③ 추세외삽법 -과거부터 현재까지 추세분석하여 미래예측 -에너지 소비량, 식량생산, 기술개발 -단점: 예측기간이 길어질 수록 예측력이 떨어짐

미래학 연구방법 ④ 시나리오 기법 -미래발생할 것으로 예상되는 일들을 전개과정을 인과관계에 따라 기술 -미래상황예측보다 설명 -가상상황전개하여 미래예측(계절과 자동차 점검 등) ⑤ 의사결정나무-자동차 ⑥ 모의실험 -도덕적, 경제적 이유로 실험못할 상황을 가상적으로 실험하는 방법 -변수들에 질서부과 과정 -항공기모형, 모델하우스 ⑦ 게임기법 -목표나 승패가 어떻게 나타나게 될 지 연구 -전쟁게임(무기체계, 병력, 사기, 군수지원 능력 등)

미래학연구방법 ⑧ 시스템동학 최적화 모델 :시스템을 최적화할 수 있는 해법제공 시물레이션 모델(계량분석, 시스템 동학) :실제세계를 연구실에서 실험 계량분석: 단기예측 시스템동학: 여러 수학적 기법으로 다양하고 복잡한 변수들간의 상호작용결과 예측->종합적 이해 ->정책적 영향파악 ◈ 최근의 연구방법

융합기술 (거대과학:Big Science)

Big Science ◈ 융합기술 -최근 각국 선진국이 미래 먹을 거리 산업으로 통.융합기술에 집중 -한국도 2009년 정부기관들과 함께 미래융합기술 파이오니어 산업과 신기술융합형 성장동력사업 등의 프로젝트로 융합기술의 신시장 개척에 진출 ▶특징 ① 기존 시장에 없었던 신시장에 폭발적으로 성장할 분야는 바이오.에너지 분야 시장 -대부분 연구과제는 물리학과 화학분야의 기초연구, 나노기술, 생체기술 등이 협업 -신경소자 재생기술, 바이오센서기술, 바이오메디컬 나노구조체 개발, 노인성 질환 치료용 나노기술 등 ② 미래융합기술 파이오니어 사업 -혁신적인 기반기술로 기업에 전달하고 국제적 원천 특허를 통해 막대한 수익창출

Big Science ▶ 이유 ① 폭발적으로 성장하는 바이오.녹색기술의 시장성과 파급효과(기초과학+응용과학) ex) -신기술 융합형 성장동력사업이 포함된 ‘실내공간 에코청정화 기술’(연간 6억달러, 연평균 8.4%->2019년 285억달러 예상) ->NT+BT+ IT=>결과물 ② 노령인구와 난치성 질환 치료를 위한 삶의 질연구 분야 --’인간-기계 인터페이스를 위한 신경 모방 소자 및 인지시스템 개발’연구 -> 뇌연구와 인지과학, 전자소자융합-> 인간 외 기능과 유사한 인지시스템개발목표 => 시선에 따라 움직이는 마우스, 시청각 정보제공하는 이어폰, 생각대로 움직이는 휴대전화, 신체기능대체 기술 ③ 일자리 창출 -의약품을 위한 맞춤형 약물전달 시스템(DDS: 바이오 시장은 2013년 2000억달러 예상) -(2009년 7500명=> 2019년 11만3000명)

Big Science ◈ 기초과학+공학+의학 프로젝트 미래융합기술 •전기신호 수신 바이오센서 •고령친화형 나노바이오소재 •생체 연료전지 전원 시스템 •미생물 이용 온난화기체 저감 •통합형 단백질 설계 •인체이식 나노배터리 신기술융합 •실시간 고해상도 의료영상 •분자진단시스템 •신경 모방 인지시스템 •신체진단기능 센싱기술 •맞춤형 약물 전달 기술 •방사성 의약품 원천 기술

Big Science ◈ 거대과학(Big Science) 1)막대한 자본과 인력 및 거대한 연구시설물을 필요로 하는 기초과학 -다양한 분야의 과학자들이 명확한 목표로 협력, 연구가 환경조성->대규모 인력과 자본집중->단기간에 기초과학발전 -성과는 기존 기술의 한계에 대한 근본적인 해결책 제시하여 거대 신산업탄생 시작 -국가위상높임

Big Science 2)한국 -미국, EU 등 선진국에 비하여 경제규모가 작기 때문에 모든 분야에 투자 어려움(5대 연구분야) 분야 연구 내용 관련산업 우주개발 유.무인 우주선, 인공위성발사하여 인류의 활용공간을 우주로 확대하기 위한 기술 연구 국방, 항공, 위치기반 서비스 지구관측 위성과 센서를 이용해 대기, 해양, 지질 등 지구변화를 관측해 재해, 기후변화, 자원관리에 대응 탄소산업, 환경, 기상 정보 인간유전체 기능분석 인간 유전자 및 단백질의 기능규명하여 총제적인 생명현상 이해 제약, 진단기기 핵융합 두 개의 수소 원자핵이 합쳐지는 반응(태양 및 수소폭탄의 원리)에서 발생하는 에너지를 상용화 발전, 초전도 기기 입자가속기 전자, 이온 등을 초고속(빛의 속도에 가까운 수준)으로 가속 및 충돌시켜 자연의 근본 법칙을 탐구 의료, 계측기기

Big Science (1) 우주개발(Space Exploitation) -인류가 우주영역까지 확장하여 연구개발 ①유인.무인 탐사체로 우주공간이나 행성개척 -선진국이 78%장악 -한국은 1992년 인공위성’우리별 1호’에서 시작 이후 아리랑시리즈 제작 ②위성 서비스, 국방, 우주자원 개발 등으로 확대 -우주산업(2008년 1,444억달러로 2003년 이후 연평균 14.2%성장) -위성방송(953억달러. 통신 분야(280억달러)의 내비게이션 시장 성장 -구글, 패덱스 등은 위성을 직접 보유하여 자신만의 경쟁력 있는 서비스 구현 -구글은 ‘GeoEye’, 페덱스는 ‘슈퍼트래커’시스템 개발 ③ 우주개발 기술은 국방, 에너지 등 다양한 분야에 활용 -군사위성 등을 이용한 국토와 영해의 효율적 감시시스템 구축-> 미래국가안보 -지구 온난화에 대비한 차세대 에너지원확보(우주태양광) ◈ 우주태양광-우주플랜트에서 태양에너지 수집후 마이크로파 또는 레이저로 변환하여 지상에 전송

Big Science (2) 지구관측(Earth Observation) -재해, 기후,수자원 등의 관리에 활용 ① 위성과 센서를 이용해 대기, 해양, 지질 등을 관측하여 자연재해, 기후변화, 자원관리 등 에 대응 -생물멸종, 자원고갈, 오염물질/전염병 확산 등 전 지구적 문제 해결에 필요한 정보제공 -전 지구적 인프라구축 -한국은 지구관측을 위해 다목적 실용위성 및 통신해양 기상위성 개발외에 지진, 황사, 해일, 대기관측을 위한 시스템 구축 중 ② 생명과 재산피해를 줄이고 다양한 비즈니스에 활용가능 -지구 시스템을 안전하고 종합적으로 관측 -> 재해, 보건, 에너지, 기후, 수자원, 생태계, 농업 등에서 사회.경제적 편익을 증진하고 이를 바탕으로 다양한 비즈니스 활용 -관광, 산업체, 농업, 어업을 대상으로 한 재해 및 날씨 예측, 안전항로 및 해상정보제공, 생태정보 안내 시스템 등

Big Science (3) 인간유전체 기능분석(Post Genome Project) ① 인간 유전자 및 단백질 기능 규명으로 총체적인 생명현상 이해 -시스템 생물학, 생물정보학, 줄기세포연구 등으로 질병진단 및 치료, 신약개발연구 등이 본격화 -미국, 유럽, 일본 등 선진국 중심으로 개인별 유전체 연구, 단백질 구조 및 기능연구, 줄기세포 연구 등이 활발히 진행 중 -인종별 질병과 관련된 유전자 위치찾기위해 개인별 유전체 연구가 국제공동 연구로 진행 중 -2008년 1얼 미국, 영국, 중국 3개국의 국제공동 연구로 ‘1000 게놈 프로젝트’ 연구 수행 중 -한국은 2009년 6월 ‘아시안 게놈센터’개소하여 향후 3년간 아시아인 100명 대상으로 연구 -단백질 구조 및 기능연구를 통한 신약개발을 목표로 컨소시엄 형태의 글로벌 프로젝트 추진(70여개국, 세계 인간프로테옴기구) -난치병 및 맞춤의료 희망으로 주목받는 줄기세포 연구는 미국, 영국 및 일본을 중심으로 전개 -한국도 ‘줄기세포 종합추진계획’진행(410억-> 2015년까지 연 1200억원)

아시안 게놈 프로젝트 ◈ 아시안 프로젝트 - 아시안 게놈 로드는 아시아 주요 민족의 게놈을 분석해 민족의 이동 경로와 차이를 알려 줌 - 그동안 남방 아시아의 이동 경로를 파악한 적은 있지만, 북방· 남방 아시아계의 게놈 분석을 동시에, 1000명에 정도 대규모 인원의 게놈 분석을 수행한 적은 없음 - 아시안 게놈 로드는 아시아 민족의 기원과 차이를 게놈으로 명확하게 보여 주는 첫 사례로 기록될 것임 -아시안 게놈 로드 사업은 1000명에 달하는 대규모 게놈 분석으로 축적하는 노하우와 정보로 의학·바이오 분야의 세계적 강국으로 부상가능(10/3/26/ch)

‘아시안 게놈 로드’프로젝트

Big Science ② 질병진단 및 맞춤형 치료제 개발 본격화 -현대인의 관심사인 노화, 비만 등 관련 유전자의 기능이 밝혀지고 이를 상용화하려는 움직임이 가속화 -2008년 스페인 국립암연구소는 노화 및 종양억제에 관여하는 3가지 유전자와 복제본을 쥐에 첨가하여 평균수명 1.5배증가 -2009년 미 국립보건원은 아무리 먹어도 흡수하지 않는 비만관련 주요 유전자 조작에 성공하고 상용화 추진 중 -엘라스타아제(피부탄력 향상), 줄기세포배양액(노화 및 주름개선) 등 유효 성분을 함유한 유전자 화장품도 등장 -질병 예방, 진단 서비스 상용화 -한국은 한국인의 발생빈도가 높은 질병을 진단, 예방, 치료기술개발을 위해 ‘인간유전체기능 연구사업’ 진행 중 -난치병치료할 수 있는 환자맞춤형 줄기세포 치료제 개발 본격화 전망 -바이오 의약품 시장규모는 지속적 성장 전망(17%:2008->23%:2014)

Big Science (4) 입자가속기(Particle Accelerator) ① 대표적인 순수기초연구 목적의 거대과학 분야 -초고속(빛의 속도에 필적)으로 가속된 이온이나 전자, 아원자입자가 다른 물질 또는 입자와 충돌할때 일어나는 반응관찰 -충돌과정에서 숨어있던 입자들사이에 다양한 반응이 일어나며 이를 통해 극미세계의 물리법칙을 규명 ★ 아원자 입자-원자보다 작은 입자 또는 원자를 구성하는 기본 입자(elementary particles)

Big Science <세계 주요 이론연구용 입자가속기> 연구기관 참가국 위치 연구시설 유럽 핵과학 연구소(CERN) 유럽 20개국 제네바 양성자를 7TeV로 가속할 수 있는 세계 최대의 싱크로트론(LHC)보유 페르미 연구소 미국 시카고 양성자를 보유, 세계 2위 스탠프드 선형가속기센터 팔로알토 전자-반전자 가속, 최장선형가속기 보유 독일전자 싱크로트론(DESY) 독일 함부르크 세계 유일의 양성자 –전자충동 가속기 운영했으나 2007년 가동중단

Big Science ② 의료 및 생명과학, 재료공학 분야 등에 응용 -소형입자 가속기는 3대 암치료법인 방사선요법에 사용, 최근에는 중대형 입자가속기의 중입자빔을 이용한 암치료로 확대 -입자가속기에서 나오는 입자빔, 고에너지 방사광(자외선, X선)은 비파괴 검사장비 등 각종 재료구조 분석과 생명과학연구에도 유용 -가속기 설비 중심으로 한 과학기술 클러스터는 국제적 연구거점을 조성하고 관련 R&D 중심 산업을 진흥시키는 효과창출 ->의료기관, 재료산업, 바이오 산업 등의 연구기관 및 연구중심 벤처기업 등 유치(의료개발 특구와 의료산업도시화)

Big Science (5) 핵융합(Nulear Fusion) ① 인류의 에너지 문제를 근본적으로 해결할 대책 -중수소와 삼중수소가 반응하여 헬륨원자핵이 만들어지는 과정에서 발생하는 에너지 이용 -태양에서 생성되는 에너지가 바로 핵융합에서 나오므로 이를 ‘인공태양’프로젝트 -선진국을 행융합 프로젝트에 투자 ② 미래형 발전소 원천기술과 극한기술 획득 -핵융합이 상용화되면 자원고갈 우려없고 지구온난화 등 당면문제를 해결가능한 솔루션으로 막대한 잠재적 경제성 보유 -핵융합 반응은 초고온, 초고압의 극한조건에서 일어나므로 이를 안전하게 제어하는 관련기술의 발전도 기대

Big Science ◈ 한국의 핵융합로(KSTAR) -선진국의 핵융합 연구 로드맵상의 공백기를 활용하여 적시 진입에 성공 -기존 세계 3대 실험로인 미국의 DⅢ-D, EU의 JET, JT-60U는 1980년대 가동되어 2000년 중반에 모두 노후화될 예정 -차세대 국제공동실험실로인 ITER은 2018년 가동예정 -KSTAR건설과정에서 축적한 기술을 바탕으로 2003년에 ITER에 공식참여 ③ 민관협력 시스템구축으로 거대과학 육성 -’하이리스크’인 거대과학 육성을 위해 시행착오나 실패에 대한 국민적 이해와 연구성과 파급에 대한 신산업 창출 가능성 -2008년 준공된 EU의 ‘강입자가속기’는 총 사업비만 약 6조원 ★강입자: 양성자, 중성자를 의미

Big Science 2. 거대과학의 필요성 -초기 거대과학은 군사적 목적-> 최근은 인류가 당면한 문제해결위해 국제협력이 주류 -2차대전 전후 군비정책과 국가 자존심 경쟁에서 출발 ->일본의 슈퍼카미오칸데 프로젝트와 고시바 마사토시 교수의 노벨 물리학상 수상 ◈ 신산업창출 -인간 게놈 프로젝트는 바이오분야를 거대산업화하는 출발점 ◈ 국가위상 제고 -최근 중국, 인도 등 신흥국은 국가위상 제고를 위해 우주개발 등 거대과학에 투자 (중국 2003년 유인우주선, 2020년 달 탐사, 2030년 화성탐사 등) -한국 나로호(?) ◈ 시사점 ① 거대과학의 지속적 추진에 대한 국민적 공감대 형성 필요 ② 효율적 자원배분을 위한 전략적 선택필요 ③ 기술파급을 통한 신산업 창출 가능성에 주목