게임체인저 (과학자의 눈으로 본 무기와 과학의 세계)

게임체인저 (과학자의 눈으로 본 무기와 과학의 세계)

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Description
인간은 왜 무기에 열광하고 집착하는가
시대를 막론하고 군사기술은 언제나 당대 최첨단 기술에 기반했다. 전장의 균형을 한순간 무너뜨리고 상대의 저항 의지를 단숨에 꺾어버리거나 흐름을 바꿔놓음으로써 전쟁의 승패를 가르는 결정적인 수단 ‘게임체인저’를 손에 넣기 위해서이다. 이러한 게임체인저에는 생각지도 못했던 전략이나 전술 또는 뛰어난 역량의 개인이 해당할 수도 있지만, 대개는 전쟁 수단인 무기와 그 관련 시스템을 일컫는다. 먼 옛날 돌과 몽둥이를 쥐고 싸우던 이들에게 등장한 철제 칼이나 창, 그 창칼로 무장하고 싸우던 기사들 앞에 어느 날 갑자기 나타난 화포와 총은 그야말로 어제까지의 상황을 단숨에 정리하고 종결짓는 결정적인 것, 곧 게임체인저였다. 이러한 게임체인저급 무기의 가장 대표적인 것이 제2차세계대전 당시 일본의 아시아태평양전쟁 의지를 한순간에 꺾어버린 핵폭탄이다. 핵폭탄의 등장 이후 이제 더 이상의 전쟁은 없으리라 기대했지만, 전쟁은 사라지지 않았고 많은 나라들이 (마치 올림픽의 슬로건처럼) 더 멀리 더 빨리 그리고 더 강력한 무기 개발에 열중하고 있으며 탄두 소형화와 폭발력 극대화 같은 경쟁을 지속하고 있다. 이 같은 게임체인저급 신무기의 개발과 운용은 모두 고도의 첨단 과학기술의 뒷받침 없이는 불가능한 것들이다. 과학은 인간의 생활을 개선하기도 하지만, 인류의 종말을 불러올 수 있는 괴물을 빚어내기도 한다. 인간이 이성적으로 그리고 평화적으로 갈등을 조절하지 못한다면, 우리 곁의 최첨단 과학은 언제든 최첨단 무기가 되어 우리를 겨눌 것이다. 산업혁명 이후 특히 19세기 이후의 역사는 그것을 잘 보여주고 있다. 이 책 《게임체인저》는 고대 이래 무기와 과학기술의 관계, 그리고 그 변천사를 다채로운 역사 속 에피소드와 함께 담고 있다. 아울러 국방력과 무기 개발이 한 국가와 구성원들의 생존을 위해 불가피하게 꼭 필요한 것이라면, 최소한 어떻게 운용되어야 하는지에 대한 과학자의 고민도 담고 있다.
저자

김종수

金宗壽
1962년서울출생.대학입시본고사의마지막해이자전두환의광주민중학살이자행된1980년,서울대학교공과대학에입학했으며,기계공학과에서학사와석사학위를받았다.1988년국비유학생으로선발돼미국의UniversityofCaliforniaatSanDiego(UCSD)에서연소공학과로켓추진을전공했다.1991년공학물리분야박사학위를받은이후,약4년간UCSD의전문연구스태프로근무하면서미공군에서수주한로켓추진분야연구를수행했다.
1996년귀국,정부출연연구소인한국과학기술연구원(KIST)에서21년동안근무하면서,대기환경과관련된다양한연구과제를수행했다.특히이산화탄소배출감축기술및기후과학연구를포함하는다수의환경기후분야대형연구개발사업을기획했다.그때의경험이지금까지도환경기후문제에대한근원적메커니즘을파고드는계기가됐다.
환경분야연구와별도로,영국물리학회(InstituteofPhysics)에서발간하는국제학술지《CombustionTheoryandModelling》의편집위원과과총(한국과학기술단체총연합회)이발간하는월간지《과학과기술》의편집위원을역임했다.
2017년KIST에서나온이후현재까지에너지환경분야기술컨설팅을하고있으며,에너지환경,군사기술및(과학기술자의관점에서보는)역사에대한저술활동도병행하고있다.
단순하게지식을전달하기위해서글을쓰지는않는다.매체에는이미너무많은양의지식이범람하고있다.글을쓰는과정에서이루고자하는목표는우리가보고느끼고알고있는현상들의이면에숨어있는작동메커니즘과현상들사이의인과관계를밝혀합리적이고실현가능한해결방안을도출해서독자들에게전달하고자하는것이다.군사기술과무기에대한이글도그런목표를가지고쓰게되었다.

목차

추천의글ㆍ5

프롤로그-과학기술에대한예의와상식ㆍ11

1장.현대이전의군사기술과무기의역사

아르키메데스의원리ㆍ27
고대과학기술의최고봉아르키메데스와‘유레카’에피소드의진실/왕관(Corona)이아니라‘용골(Korone)’이다/핵심은물밑의보이지않는곳에있다
고대최강의군대로마군단ㆍ37
로마군단의본질은기동성이다/역사상최강의엔지니어링집단/로마의발사무기
중세,과학기술의암흑시대ㆍ45
중국과학기술의이른개화와몰락/로마를멸망시킨훈족,그들은누구인가?
다마스쿠스강은정말슈퍼스틸이었을까?ㆍ54
우츠강은어떻게만들어졌는가?
애증의레오나르도다빈치ㆍ60
다빈치의드로잉/무기설계자와엔지니어로서레오나르도다빈치/다빈치가몰랐던비행기가뜨는원리
기사의시대가끝나고해군의시대가열리다ㆍ70
대항해시대/영국의대양제패는바이킹의덕인가?/동력선의시대
15세기군사강국조선은왜몰락했나?ㆍ82
조선의치명적약점/몰락의시작/후진국의나락으로떨어지는조선


2장.지옥의서곡,현대전의탄생

총력전의아버지,링컨ㆍ95
총력전의탄생,남북전쟁/링컨의유산,군산복합체/링컨의흑역사,핑커톤전미탐정사무소
총기의나라,미국ㆍ107
총기는미국의정체성을상징한다/미국이이룩한총기의혁신/미국의고질병,총기의범람
프랑스의기술혁신ㆍ121
미니에탄/무연화약/1897식75mm야포/르노FT-17경전차
프리츠하버의등장ㆍ130
19세기식량위기의본질은질소격차/‘MadScientist’의원형,프리츠하버는누구인가?/대량살상무기의등장
정보전시대의서막ㆍ141
컴퓨터시대의선구자,앨런튜링/코드브레이킹/튜링의우울한퇴장/앨런튜링의자살을어떻게볼것인가?/블렛츨리파크의또다른정보전의선구자,고든웰치먼
수학이가장강력한무기가되는시대ㆍ155
20세기의또다른설계자,존폰노이만/복잡계와시스템이론/정보부를위해서일하는간판없는수재들


3장.무기의기본은화력이다

폭탄의기초ㆍ169
폭발의물리학의등장/고폭약과저폭약/폭탄이위력을발휘하는메커니즘/화력의끝판왕,핵폭탄/페르미는트리니티폭발의위력을손으로계산했을까?/박정희의핵폭탄개발계획은얼마나진행됐을까?/MOABvsFOAB
화포의기초ㆍ201
화포의물리학/곡사포의사거리를결정하는인자들/포탄의사거리와항력/장사정포의허상/제럴드불과슈퍼건/미국의화포말아먹기신공/포병화력의미래/로켓의영역/로켓의핵심성능인자/로켓개발은누구나할수있나?/대륙간탄도미사일과전략핵잠수함


4장.테크노로지컬포르노그라피

전차의미래ㆍ251
전차,전격전그리고각성제/전차의완성,T-34/전차의화력,주포의미래/모순관계/4세대전차란무엇인가?/K-2전차의미래
스텔스는만능이아니다ㆍ286
비극의서막/단기적학습효과/잊혀가는교훈/생태계의파괴자,F-35/F-35는과연세기의망작인가?/LessisMore,KF-21보라매/6세대전투기가무엇인지는아직아무도모른다/보잉이보잉을하다!/극초음속미사일은과연실체가있는무기체계일까?
화력의집행자,전투함ㆍ345
미해군주포개발의잔혹사/임무가없는줌왈트급구축함/화력이없는연안전투함/이착륙이어려운포드급항공모함/대한민국해군앞에놓여있는4가지과제


에필로그-누구를위한군대,누구를위한군사기술인가?ㆍ379

감사의글ㆍ393

출판사 서평

-‘총력전’의아버지에이브러햄링컨

근대이전의전쟁과비교해서,현대전의가장큰차별성은바로총력전(TotalWar)이라는것이다.총력전은말그대로한국가가가지고있는모든자원과역량을투입해서수행하는전쟁을말한다.총력전은제일먼저동원가능한인적자원과산업역량을모두동원한다.그리고과학기술에기반하는산업생산력이급속도로발전함에따라서과학기술력도총력전에서빠질수없는핵심요소로자리잡았으며,정보력도총력전을수행하기위한필수불가결의요소가되었다.
그렇다면현대전의맹아는언제탄생했을까?미국의독립혁명과프랑스대혁명같은공화혁명을지키려한전쟁에서총력전의싹을볼수있다.왕과귀족이지배하는나라가아니라인민들이권력을나눠갖는나라를지키기위해서는국민개병제(國民皆兵制)도입이필연적이었으며,전쟁에서가용한인적자원을총동원하는것이일반화되기시작했다.그러나총력전이라는현대전의진면목을제대로보여준첫전쟁은미국의남북전쟁이다.인적자원을동원할수있는능력뿐만아니라산업생산력과더불어기술혁신력이전쟁의승패를가르는핵심요소임을확실하게보여준첫번째대규모전쟁인까닭이다.
미국의남북전쟁이이전에는볼수없던총력전이었다는것은동원된엄청난인적자원과사상자수에서도쉽게알수있다.남북전쟁당시미국의총인구는약3000만명정도였다고하는데당시인구의약20%가흑인노예였기때문에백인남성의숫자는약1200만명정도로볼수있다.반면남북전쟁에동원된사람은남북군모두합쳐서300만명에달했으니전쟁에동원할수있는연령대의남성은거의모두징집되었다고볼수있다.또한참전자300만명의20%가넘는약65만명이전투중에사망하거나부상으로인한질병등으로사망했으며,40만명이상이심한부상을입었다.또한민간인과노예의사망까지포함하면사망자의총수가100만을넘을수도있다고한다.남북전쟁기간중에동원된병력및사상자의규모는20세기에벌어진잔혹하기로유명했던전쟁들인스페인내전,한국전쟁그리고베트남전쟁에결코뒤지지않는다.
전투에서이기고전쟁에서진남군
남북전쟁당시남군과북군의전략은차원자체가달랐다.로버트리를총사령관으로하는남부군은남북의경계지역인버지니아와메릴랜드근처에서산발적인직선공격을하면서전투에서는자주승리할수있었지만결과는언제나교착상태에빠진소모전에지나지않았다.반면백악관에서전보를통해병력과물자를전국적으로재배치하는2차원적전략으로무장한링컨의북군(연방군)이전쟁을주도하고있었다.북군은먼저남부의바다를완전히봉쇄했다.덕분에남부의가장중요한수입원이었던목화의수출길이막혔다.그리고서쪽의미시시피강을따라서주요도시와요새를하나씩점령하는방법으로남부군을두동강내고있었다.미시시피강을따라서벌어진전투가운데가장중요한전투는1862년12월부터1863년7월4일까지장장7개월동안벌어진빅스버그포위전(SiegeofVickburg)이다.빅스버그라는미시시피강하류의가장중요한요새도시가북군의손에넘어감에따라서남부군의병력,식량및말의핵심적보급원이었던텍사스와아칸소가남부군과단절됐다.그러니남북전쟁의결과는빅스버그포위전에서결정되었다고봐도결코틀리지않다.빅스버그함락이후북군이강제하고있던소모전에대해서남군이견뎌낼수있는방법이완전히사라졌다고보면된다.
빅스버그포위전을승리로이끈북군의서부전역사령관이었던그랜트가1864년봄북군의총사령관에임명되면서,그랜트의오른팔이라고할수있는윌리엄테쿰세셔먼(WilliamsTecumsehSherman)이서부전역의사령관으로부임했다.그리고셔먼은링컨과그랜트의총력전개념을한층더발전시켜서남군의심장부라고할수있는조지아와사우스캐롤라이나의중심으로바로쳐들어가초토화하는청야작전을수행해서결국남군을굴복시겼다.셔먼의진격을보자면,전격전의창시자는나치독일군의구데리안이아니라남북전쟁당시남부의심장부로파고든셔먼이라고하는것이더타당할정도이다.
후세의호사가들이남북전쟁에대해서이런저런이야기를많이하지만,1차원적전략으로무장한남군이월등한인적물적자원은물론이고2차원적전략까지이용할줄알았던북군에승리할가능성은애초부터없었다.어쨌든남북전쟁을승리로이끈링컨은총력전을수행해야만하는한국가의군대통수권자가보여줘야할모든덕목을제대로보여준현대전의진정한창시자라고할수있다.남북전쟁이끝나고약75년뒤에발생한제2차세계대전에서그의가르침을완벽하게재현한인물이두명더나왔다.한명은미국의프랭클린루스벨트(FranklinRoosevelt)이고,다른한명은소련의이오시프스탈린(JosephStalin)이다.스탈린이비록잔혹한독재자였음은누구도부인할수없는사실이지만,독소전쟁에서그가보여준군사전략가로서의자질은충분히인정을받고도남음이있다.반면아돌프히틀러는스탈린의적수가될자질을어디에서도찾을수없는그저잔악하기그지없는평면적독재자라고할수있다.

-역사상첫대량살상무기의등장,기관총

남북전쟁은미국의산업화에박차를가했던것처럼미국총기개발의혁신도가속시켰다.총기의발전은연발사격이가능한반자동총에그치지않고기관총으로발전했다.‘대량살상무기를이용한전쟁의종식’이라는다소모순적이면서현대적인개념을일찍이생각했던사람은미국남북전쟁당시의사이며발명가였던리차드조던개틀링(RichardJordanGatling)이다.의사였던개틀링은남북전쟁초기부터팔과다리가잘린수많은부상자들을볼수밖에없었다.그래서그는전쟁의지자체를꺾을수있는대량살상무기가필요하다는생각으로개틀링기관총을발명했다.다수의총열을원형으로붙여놓고사수가손잡이를돌리면총열이회전하면서빠른속도로총알을퍼부을수있는무기가개틀링기관총이다.이전에볼수없었던아주강력한대량살상무기였지만,전쟁의지자체를꺾을수준의대량살상무기는아니었다.개틀링은순진하게도인간의폭력성을너무과소평가하는실수를범했다.거기다개틀링기관총은전장에서보편적으로사용하는데실패하기까지한다.당시의화약은연소될때너무많은매연이발생했기때문에,몇발을쏘지못하고총열이탄매(彈煤)에막히는고장이빈번했기때문이다.
그러나무연화약과때를맞춰등장한무기가19세기말에개발된맥심기관총이다.미국태생의발명가인하이럼맥심(HiramMaxim)이개발한맥심기관총은총탄을발사할때생기는가스압의반동력을이용했기때문에탄약의재장전을위해서외부의힘이필요하지않았다.그저방아쇠만당기고있으면기관총이알아서계속총탄을발사할수있었다.그래서개틀링기관총과달리하나의총열만으로도연발자동사격이가능했고,총열의과열을방지하기위해서총열의외부에는수냉식냉각기까지장착했다.무연화약과결합된맥심기관총은진정한의미의기관총일뿐만아니라인류최초의대량살상무기라고할수있다.
이러한기관총의진정한위력이발휘된첫번째전쟁이제1차세계대전의참호전이다.독일제국군대는교차사격이라는전술을개발하여단2대의기관총으로독일군진지로돌격하는수백수천의영국프랑스연합군병사들을섬멸했다.더이상보병만으로전선을돌파하는것이불가능한시대가온것이다.그래서프랑스의해안가에서부터알프스산맥까지참호와요새로아주복잡하게연결된움직이지않는전선이형성되었다.그리고장군들은교착상태의전선을돌파하기위해서매달수십만명의젊은이들을상대방의기관총진지로돌진시켜죽음으로내몰았다.그렇지만철조망을넘어적진으로돌격하는것은병사에게는자살행위이며,지휘관에게는병사를도살장으로내모는것과다를바가없는행위였다.이죽음의전선을돌파하기위해서개발한신무기가바로전차(TANK)이다.

-바다위의게임체인저드레드노트의등장

19세기에들어서면서,작열탄의피격으로부터배를보호하기위해서배들이철갑을두르기시작했다.그리고철갑으로무거워진전함을구동하기위해서증기기관이돛을대신해서배를추진하기시작했다.드디어1860년이되기직전영국과프랑스는각각배의전체를철갑으로두른진정한의미의철갑선(IroncladWarship)인워리어(Warror)와라글루와(LaGloire)를선보였다.그러나철갑선을동원한본격적인해전을벌인당사자는영국과프랑스가아니라남북전쟁당시의북군과남군이었다.1862년3월,북군의모니터함(USSMonitor)과남군의버지니아함(CSSVirginia)사이에서벌어진햄튼수로전투(BattleofHamptonRoads)가최초의철갑선사이의해전이다.
철갑선의등장이후,함포는발전에발전을거듭한다.철갑을관통하기위해서함포의구경과위력이지속적으로배가됐으며,위력적인주포는배의측면이아닌회전포탑의형태로중앙에장착되기시작하면서점차현대전함의모습을보이기시작했다.그리고20세기초반인1906년영국에서드디어HMS드레드노트(Dreadnought)가진수됐다.
드레드노트는해군의역사에서혁명과도같은전함이다.측면에배치된함포를전부없애고오직(최대12인치까지되는)대구경의함포만을회전포탑에장착한최초의전함이드레드노트이다.당연히방어력을위해서두꺼운강철강갑으로선체를보호하고있음은물론이다.
하지만드레드노트를우리가아는드레드노트로만든1등공신은증기터빈이라는혁신적인동력체계였다.1884년영국의찰스파슨스(CharlesParsons)가발명한증기터빈은(왕복운동대신)회전운동을하기때문에,회전수를높여서비교적작은크기의증기터빈에서도큰출력을내는것이가능했다.그리고미국의웨스팅하우스(Westinghouse)가증기터빈을현대적발전설비로발전시킨덕분에,7.5kW에불과했던파슨스의첫증기터빈의출력은1911년에는50MW까지비약적으로증가했다.이와같은증기터빈의획기적인성능향상이있었기때문에,약17MW(~23,000마력)의출력을낼수있는2대의증기터빈이드레드노트에처음장착됐으며,20,000톤이넘는육중한덩치의드레드노트가21노트라는속도와더불어이전에는볼수없었던기동성을갖출수있었다.그리고전투함의증기터빈은이후에도발전을거듭해서,제2차세계대전에참전했던미국과일본의항공모함들은최고속도30~35노트를가지고있었으며,최고속도만큼은현대전함과이미동급에올라섰다.
드레드노트는새로운화력체계와더불어새로운동력체계가어우러진완전히새로운전함이었으며,그때까지건조/운용되던모든전함들의군사적가치를완전히증발시킨해군력역사의진정한게임체인저(GameChanger)였다.이후건조된모든전함들은드레드노트의개념을따르지않을수없었으며,해를거듭할수록사거리와정확성및위력에서더강력해진함포를장착하고더빠르게대양을항해할수있는드레드노트급또는초드레드노트급전함을건조하기위한각국의해군군비경쟁이제2차세계대전까지지속됐다.

-또다른대량살상무기의등장

제1차세계대전의전선이교착됨에따라서전선을돌파하기위한시도의하나로서완전히새로운개념의또다른대량살상무기가등장한다.화학전이다.화학전은인류의전쟁사에서항상있어왔다.그렇지만진정한의미의대량살상수단으로서화학전을고안하고개발해서실전에적용한사람은20세기최고의화학자인프리츠하버다.암모니아합성으로인류를식량난이라는종말의공포에서구한바로그프리츠하버가화학무기라는새로운종말의무기를우리에게선사했다는것은인류역사상최고,최악의아이러니가아닐수없다.
프리츠하버의화학전은그때까지있었던화학전보다훨씬발전된과학지식을가지고수행된현대적화학전의원형이라고할수있다.제1차세계대전중에도화학탄을사용하는것은1899년맺어진헤이그조약때문에이미국제법상위법이었다.그러나1899년의헤이그협약은화학탄의사용만을금지한것이기때문에,프리츠하버는화학탄이아닌실린더의독가스를틀어서확산하는방법으로국제법을우회하면서화학전을수행할수있는방안을고안해냈다.거기에더해서그는독가스살포의살상효과를극대화하기위한과학적꼼수까지고안했다.상대방이독가스의살포를쉽게눈치채지못하도록아주