글로벌 세계 대백과사전/사회 I·문화재/매스미디어와 미래사회/미래의 사회/사회공학·생물공학

사회공학

社會工學

사회공학이라는 말은 어느 때부터 사용되게 되었을까. '점차적 사회공학(漸次的社會工學, 점차적 공학자는 '전체로서의' 사회에 관한 어떤 이상을 갖고 있는지는 모르나 전체로서의 사회를 설계하여 개조하는 방법이 있다고는 믿지 않는다. 그는 사소한 갖가지의 조정(調整)이나 재조정에 의해서 그의 목적을 달성하려고 노력한다)'으로서 저명한 영국의 철학자 포퍼(K. R. Popper, 1907-?)의 『역사주의의 빈곤』의 기초가 된 논문이 처음으로 발표된 것은 1936년이었다. 이 시기는 케인즈 경제학의 등장, 미국에서의 뉴딜정책이 수행되고 소련사회에 있어서의 사회주의 국가의 건설 등 새로운 세계에의 태동의 한가운데 있었다. 이러한 시대적 배경 아래에서 사회공학이라는 말이 사용되고 있다는 것은 흥미가 깊은데 사회공학이 명실공히 하나의 실체를 갖게 되는 것은 역시 제2차 세계대전 후이다.아무튼 사회공학이란 무엇인가에 대해서 오늘날 확립된 정의가 있는 것은 아니다. '시스템 공학의 사회문제에의 적용'이라고 협의(狹義)로 정의하는 입장으로부터 '과학·기술·사회·인간에 관한 지식을 조직적으로 동원하여 현대사회를 종합적으로 분석하여 갖가지 사회적 계획의 조직적 체계를 연구하는 공학'이라고 광의(廣義)로 정의하는 입장까지 여러 가지 견해가 있다. 그러나 이들 정의(定義) 사이에는 공통성이 전혀 없는 것은 아니다. 사회공학의 두드러진 특징으로는 다음 세 가지를 지적할 수 있을 것이다.우선 첫째로 포퍼를 들출 것도 없이 그 지주가 되어 있는 사상사적 특색으로서 숙명론적 역사관으로부터 선택론적 역사관으로의 전환을 들 수가 있다. 이 특색은 많든 적든 근대과학에 공통된 것이지만 예컨대 미래라는 것에 대해서 사회공학에서는 그것이 독자성을 갖고 있기 때문에 예측 불가능하다. 따라서 불가피적이라고 하는 숙명론적인 사고방식을 극복하고 그에 대신하여 미래는 갖가지로 다른 정도의 실현가능성을 가진 일련의 스펙트럼으로서 보다 적절한 계획에 의하여 그 실현가능성에 상당한 영향을 줄 수가 있다는 입장에 근거하고 있는 것이다.사회공학의 둘째 특색은 그 많은 학문분야와 관계를 갖는 성격이다. 제2차 세계대전 후 이 전쟁을 직접적 계기로 해서 혹은 간접적인 영향에서 주로 미국에서 인터디시플리너리한 새 과학·공학이 차례로 탄생했다. 즉, 물리학자·수학자를 동원하여 작전연구를 행하는 과정에서 얻은 성과가 전후 널리 기업경영에 적용되게 된 '오퍼레이션 리서치(operation research)', 인간·기계를 주로 생리학과 공학의 협동에 의하여 해명하려고 하는 '인간공학(人間工學)', 생물체의 통신과 제어(制御)를 해명하려는 것으로부터 출발하여 사회의 정보관리를 규명하는 '정보과학(情報科學)', 심리학을 중핵으로 하여 인접사회과학과 생리학 같은 자연과학과의 협동 아래에서 생물의 행동을 조직적으로 연구하려고 하는 '행동과학(行動科學)', 경제학(특히 立地論)을 중핵으로 한 교통공학·도시공학을 비롯한 공학과 지리학·자원론 등의 자연과학, 다시 사회학·문화인류학 등의 사회과학의 지식을 지역에 주목하여 재편성하려고 하는 '지역과학(地域科學)' 등이며, 이 5가지는 새 과학공학의 대표적인 것일 것이다. 사회공학은 이들 과학공학과 마찬가지로 비유적으로 말한다면 사회 제과학(社會諸科學)과 공학·기술의 결혼에 의해서 성립되었다고 할 수 있다. 그리하여 이들 새로운 과학공학과 같이 사회공학도 또한 단지 기존의 제과학·공학 간의 경계 영역을 메운다는 것이 아니라, 이제까지의 지식 스토크(stock)를 재편성하여 새로운 문제영역을 적극적으로 개척하려는 데에 특색이 있다. 그 경우 (1) 기존의 과학·공학으로서 무엇을 선정하고 그것들에게 어느 정도의 비중을 두는가, (2) 문제영역으로서 무엇에 초점을 두는가에 의해서, 한마디로 사회공학이라고 해도 뉘앙스가 상당히 다른 것으로 될 가능성이 있다.그러므로 도시공학을 주체로 도시계획이나 지역개발을 주요한 대상으로 하는 사회공학을 구상할 수도 있으며, 또한 기존의 공학을 기초로 해서 전술한 5가지의 새로운 과학공학을 포함하고 기술사회라고 하는 현대사회의 종합적 분석과 그에 의한 사회와 기술의 관리·개발의 방식을 계획하여 그 구체적인 실시를 위한 방법을 연구하는 것을 사회공학이라고 할 수도 있다.사회공학의 셋째 특색은 제2의 특색과 밀접하게 관련되어 있는, 그 실천적 성격이다. 공학의 영역에서는 해결되어야 할 문제가 선행해서 그것을 해결한다는 사회적 요청으로 인해 새로운 공학이 탄생하는 일이 드물지 않다. 그러나 사회공학의 경우에도 도시설계·교통·공해·경제계획, 저개발국의 개발계획, 정부활동의 효율평가 등 해결을 요하는 절박한 문제에 직면하여 문제 해결의 학문으로서 발생된 측면을 무시할 수는 없다. 이러한 의미에서 사회공학은 '정책과학(政策科學)'이라고 하는 측면을 갖고 있다. 따라서 미래를 예측하는 데에 필연적으로 수반하는 불확실성을 명시적으로 거론하여 적극적인 목표설정 아래에서 조작적 모델을 구사하고 몇 가지 선택 가능한 대체안(代替案)을 비교·평가하여 계획과 정책을 확립하려고 하는 수법면(手法面)의 특색을 갖고 있다.

사회공학의 방법과 순서

社會工學－方法－順序

역사가 짧은 사회공학은 확립된 고유의 방법이나 순서를 갖고 있는 것은 아니다. 오히려 문제에 응해서 분석의 방법이나 계획방식을 창조적으로 개발하려고 하는 데에 사회공학의 두드러진 특색이 있다고 할 수 있을 것이다. 그러나 오늘날의 복잡한 기술사회에 대처하는데 도수공권(徒手空拳)이어서는 무모한 짓이다.그런데 우리들은 사회공학적인 접근의 하나의 특색으로서 대상을 시스템으로서 파악하려고 하는 입장에 서 있다.여기에서 주의해 두고 싶은 것은 '시스템(system)'이라는 말이다. 알렉산더에 의하면, (1) 시스템이라는 말에는 전체를 포괄(包括)한 시스템(포괄 시스템)과 사물을 만들어 내는 원동력이 되는 시스템(생성 시스템)의 두 가지의 숨어 있는 개념이 있다. (2) 포괄 시스템이란 사물 그 자체의 시스템이 아니라 사물을 관찰하는 방법이다. (3) 생성 시스템이란 단일한 사물을 가리키는 것이 아니라 결합의 룰을 가지는 몇 개의 부분의 한 조를 말한다. (4) 거의 모든 포괄 시스템은 생성 시스템에서 생성된다고 한다. 즉 어느 사회적 현상이 시스템으로서 논의되기 위해서는 전체적 현상에 초점을 둘 것, 사물을 구성하고 있는 부분과 부분의 상호작용, 이 상호작용이 전체적 현상을 야기할 것의 3개의 방식이 명확하지 않으면 안된다. 예컨대 한 개의 건물은 생성 시스템으로서 파악할 수 있는데 사회적·인간적으로 살아있는 것으로서의 의미를 갖기 위해서는 포괄 시스템의 기능을 갖는 것이어야 한다. 이러한 시스템에 관한 견해하에 개발된 하나의 표준적 방법으로 '시스템즈 어낼리시스(Systems Analysis)'가 있다. 이 방법에서는 직관(直觀)이나 관찰이나 조사에 의한 생성 시스템으로서의 부분 시스템과 부분 시스템 간의 상호관계는 의식적으로 혹은 암암리에 파악되어 있는 것이라는 전제에 서 있다. 다음으로 시스템즈 어낼리시스의 기본적 순서를 논해 보자.(1) 문제가 되어 있는 시스템의 행동의 목적을 주의깊게 조사하고, 그 결과 생긴 새로운 목적도 골라서 더한다.(2)관계가 있는 다른 대체안(代替案)도 조사하여 필요하다면 새로운 대체안을 설계하거나 발명·발견하거나 한다.(3) 그 시스템에 관해서 계량가능(計量可能)한 부분을 계량하고 계량불가능한 부분도 가능한 한 고려해 넣는다. 중요한 것은 계량불가능한 것을 단지 계량을 위하여 계량한다는 것을 피하는 일이다.(4) 그 문제에 수반하는 불확정요소를 정확하게 인식하여 조직적 분석과 분리할 수 없는 한 부분으로서 둔다. 그리하여 불확정요소 처리에 유익한 제방법을 연구·활용한다.(5) 제과정에 있어서의 비용을 수치적으로 계산·추계한다. 이 경우 관청이나 기업회계에 나타나는 비용뿐만이 아니라 대기오염·진동 등의 외부적 비용(外部的不經濟)도 고려에 넣어 전체로서의 사회적 비용을 계산해야 한다.(6) 제이익(편익)을 계산·추정한다. 일반적으로 사회현상의 이익은 반드시 투자에 대한 화폐수익처럼 단일 변수만으로 충분히 계량할 수 없다. 통상 수개의 변수 군(群)을 채용하고 또한 계량화할 수 없는 이익의 존재도 고려하지 않으면 안 된다.(7) 행동함에 있어서 의사결정의 전력을 선택한다. 행동에는 무엇이 올바른가를 아는 것만으로는 불충분하며 어떻게 실현하는가에 관한 방책을 아는 것이 중요하다.이 시스템즈 어낼리시스의 경우 반드시 모델의 조작이나 전자계산기의 활용을 필요로 하지 않는다. 그러나 많은 경우 현실을 반영하는 주요한 요소(변수)를 선정하여서 그들 요소간의 상호관계를 수학적 모델로 바꾸어 표현하고 여러 가지로 전제조건을 바꾸어 보아서 모델의 결과가 어떠한 반응을 나타내는가를 검토해 봄으로써 계획과 정책에의 시사를 얻으려고 한다. 이때 모델이 다수의 변수를 포함하고 또 전제조건을 갖가지로 바꾸어 보는 데는 고속도의 대형 전자계산기의 조작에 의지하지 않을 수 없다. 이러한 접근의 방법을 우리들은 흔히 '컴퓨터 시뮬레이션(computer simulation)'이라고 부른다. 컴퓨터 시뮬레이션은 간단하게 말해서 전자계산기에 의한 사고실험(思考實驗)인 것이며 사회공학의 강력한 분석도구로서 더욱더 중요성이 증대되고 있다. 뛰어난 적용의 예로서는, 샌프란시스코 재개발계획에의 응용이 있으며 이후 더욱더 성행할 것으로 생각된다. 왜냐하면 이 수법이 해석적 방법으로서는 해답을 발견할 수 없을 경우에도, 일정한 룰에 따라서, 보다 더 확실한 해답을 탐색할 수가 있기 때문이다. 이 이점(利點)을 결코 경시해서는 안된다. 왜냐하면 현실사회에 발생하는 문제의 해결에는 후자의 절차에 의할 경우 유효한 때가 많기 때문이다. 이 이외에 개발이 끝나서 잘 알려져 있는 방법 중에는 예측을 행하는데 중지(衆知)를 유기적으로 활용하는 방법으로서 델휘법, 다목적인 공공투자 프로젝트를 평가하는 방법으로서 비용편익법(費用便益法), 정부·행정기구나 예산의 효율을 평가하는 방법으로서 최근 각광을 받고 있는 PPBS법(Planning Programing Budgeting System)이 있다.

사회공학의 적용분야

社會工學－適用分野

사회공학의 적용분야로서는 도시계획(교통·공해 등을 포함)·지역개발·자원계획, 저개발국가의 개발계획 외에 정보화 사회에 있어서의 정보관리, 사회의 의사결정기구 등의 분석·연구와 실시 시스템 설계를 들 수가 있다.일면 문제해결학으로서의 성격을 지닌 사회공학은 사회의 진전에 따라서 적용영역을 확대해 가는 것이라고 해도 좋을 것이다.

생물공학

生物工學

앞으로 인간은 불로불사(不老不死)하게 되는 것도 가능할 것이며 모체의 자궁 내에서 태아를 기를 필요도 없어질 것이고 지구 외에 우주로의 이주·식민에 알맞게 인체를 개조하는 일이 현실의 문제가 될지도 모른다. 한편 이미 농림수산업(農林水産業)이 생물공학의 발달에 따라서 더욱더 공업화해 간다는 현실도 있다.제2차 세계대전이 끝난 후 얼마 되지 않은 1948년에 미국의 수학자 위너(N. Wiener, 1894-1964)가 『사이버네틱스(Cyb­ernetics)』라는 제목의 책을 출간하여 세계의 과학에 지대한 반향(反響)을 야기시켰다. 그 책에는 '동물과 기계에 있어서의 통신과 제어(制御)'라는 부제가 붙어 있었다. 거기에 지적된 통신이라는 종래의 개념은 통신공학이나 통신사업의 경우와 같이 사람으로부터 사람으로의 통신 뿐만이 아니라 동물 개체의 내부 상호간이나 개체와 환경간, 인간과 기계간의 통신까지도 포함하는 것이었다. 그 어느 경우에나 통신이나 정보를 전하는 것이며, 정보는 그 어떤 감수기(感受器)를 통해서 수신되며 정당하게 처리되어 필요한 운동기(運動器)로 보내져서 무엇인가를 제어하는 데 쓰인다. 사이버네틱스란 동물이나 자동기계나 사회적 유기체(국가)를 포함한 모든 자기제어적인 시스템의 통신과 제어의 작용에 주목하는 학술의 총칭이다. 생물공학이나 그 일부이기도 하고 인접분야이기도 한 인간공학(人間工學)이나 사회공학이라고 불리는 것도 거의 모두 사이버네틱스적인 학술이다. 생물공학이라는 말은 사용하는 사람에 따라서 갖가지 범위의 학술을 가리키는 것인데, 여기에서는 생물공학이라는 문자 그것이 가리키는 영역 전반을 문제로 한다.

바이오닉스

bionics

바이오닉스라는 영어는 1950년대 후반에 나타났다고 생각되며, bio-electronics를 단축시켜서 만들어낸 조어(造語)인 듯하다. 그것은 일렉트로닉스(電子工學)의 한 분야라고 잘라 말할 수는 없으나 일렉트로닉스가 중요한 역할을 하는 분야이다. 이 말은 종래는 보통 생체공학(生體工學)이라고 번역되었고 때로는 생태공학(生態工學)이라고 번역되어 왔으나 결국은 생물공학이라는 역어(譯語)로 낙찰될 것이다. 다만 여기에서는 생물공학이라는 말을 이른바 바이오닉스의 범위에 한정하지는 않는다.바이오닉스에는 공학적인 것과 의학적인 것 어느 편이라고도 할 수 없는 미래공상적(未來空想的)인 뉘앙스가 강한 사이보그(cybernetic organism을 축소해서 만든 造語이다) 등으로 불리고 있는 것의 연구가 있으나 이 항에서는 공학적 바이오닉스를 취급한다.그 예로서 흔히 드는 것에 박쥐가 가진 초음파 레이다나 돌고래가 갖는 수중 음파 레이다를 본뜬 장치의 연구가 있다. 음파탐지기(음파를 발신하여 반사음의 수신까지의 시간을 측정하여서 반사체까지의 거리를 알아내는 장치)는 1차 세계대전 경부터 바다의 측심(測深)이나 잠수함용으로 발달해 왔는데, 그 음파 대신에 초단파의 전파를 써서 반사물체의 방향과 거리뿐만 아니라 크기와 모양까지도 탐지하는 장치로서, 이른바 레이다가 제2차 세계대전을 전후하여 발달하였다. 레이다의 개발은 일렉트로닉스의 진보에 의해 가능케 되었고, 또한 반대로 일렉트로닉스의 진보를 대단히 가속(加速)시켰다. 그 결과 이제는 레이다의 전파 대신에 음파를 사용하는 정교한 음파탐지기(레이다라는 말을 본따 소우나라고 불린다)가 발달하여 잠수함이나 대잠용(對潛用)의 탐지기로서뿐만 아니라 어군탐지(魚群探知) 등에도 아주 유용하게 되었다. 그리하여 이번에는 반대로 돌고래나 박쥐가 갖고 있는 천연의 음파 레이다를 조사해 보자는 것으로 되었다. 이러한 연구가 다시 반대로 신기계의 발명에 힌트를 줄지도 모른다. 기계의 연구와 생물 연구와의 이러한 상호촉진적인 작용의 유례는 이외에도 여러 가지가 있다.

맨 머신 시스템

man-machine system

인간·기계 결합계(人間·機械結合系)를 말한다. 박쥐의 초음파 레이다의 원리는 맹인의 지팡이를 대신할 고성능의 전자장치의 제작에도 응용되어 가고 있다. 그러한 전자지팡이 뿐만이 아니라 맹인의 나무로 된 지팡이 그 자체도 실은 맹인의 신체와의 사이에 일종의 맨 머신 시스템(인간·기계결합계)을 형성하는 기계이며, 지팡이로부터의 소리나 반동이 귀나 손을 통해서 맹인에게 정보를 보내고 맹인은 그 정보에 따라서 발이나 손의 다음 행동을 결정해 가는 것이다. 모든 오토메이션 장치도 근본을 추구해 보면 단순한 자동장치가 아니라 인간과의 사이에 맨 머신 시스템을 형성해서 작용하는 장치라는 것을 알 수 있다.사이버네틱스의 탄생 자체도 어느 의미에서는 맨 머신 시스템에 주목한 데에서 출발했다. 특히 위너는 제2차 세계대전 초기에 고사포의 조준문제를 다루어 적기(敵機)의 행동을 최대한으로 예측하기 위해서는 적기를 조종하고 있는 인간의 행동능력의 한계나 습성까지도 고려할 필요가 있다는 사실을 깨닫게 되어 이것이 그의 사이버네틱스 구상의 중요한 동인(動因)이 되었다. 산업(産業)에 있어서도 오토메이션 이전의 기계화 시대에 이미 맨 머신 시스템이라는 것이 어느 정도 주목됐다. 예컨대 벨트 콘베이어를 사용한 매스 플로우 방식의 발달 속에서 벨트 콘베이어 작업선상(作業線上)의 공원(工員)에게 어떤 동작을 시키는 것이 능률적인가를 발견하기 위해서 동작의 형(型)과 그에 소요되는 시간과의 관계의 연구가 행하여졌다.맨 머신 시스템의 연구의 많은 부면(部面)은 생물공학보다는 사회공학의 분야에 속한다. 예컨대 교통사고대책이나 공해대책이나 도시계획 등이 그렇다. 다만 교통사고대책의 많은 부분은 인간의 비교적·생물학적인 특성의 연구에 의존하고 있으며 그러한 것이 이른바 인간공학(人間工學)이다. 반면에 생물공학적인 인간공학 중에는 인공내장과 같이 인체와의 사이에 가장 직접적인 맨 머신 시스템을 형성하는 장치의 연구도 있다.

장기이식·인공장기

臟器移植·人工臟器

의학적인 생물공학의 한 가지 단서는 식피(植皮)와 수혈(輸血)이다. 식피는 피부의 손상부위에 같은 사람의 타 부위의 피부를 옮기는 것이며, 수혈은 다른 사람의 혈액을 이입(移入)하는 것이다. 오늘날에는 다른 사람의 각막(角膜)의 이식수술도 확립되고, 신장의 이식도 성공하였다.다른 편에서는 인공장기의 연구가 발전되어 가고 있다. 철제(鐵製)의 폐와 같이 순외부적인 기계장치 외에 근래에는 인공폐, 인공심폐(人工心肺)나 인공신장이 수술시의 일시적 사용을 위해서 실용화되고 있다. 인공심폐라는 것은 심장수술시 평상시라면 정맥에서 심장을 경유하여 폐로 환류하는 혈액을, 체외로 뽑아 내서 탄산가스·산소교환장치(인공폐)를 통과시켜 동맥혈로 바꾸어 그것을 펌프로 동맥에 보내는 장치이다.일시적이 아니고 영구적으로 사용할 수 있는 경편(輕便)한 인공장기의 연구는 플라스틱제의 인공혈관 등을 별도로 한다면 인공심장에 대한 것이 가장 발달되어 있다. 심장은 다른 내장과 달라서 화학적인 작용을 하지 않는 일종의 펌프이기 때문이다. 천연의 심장에는 내부에 주기적(週期的) 전기신호(電氣信號)를 발하는 신경장치가 있어서 이에 의해서 펌프의 박동(搏動)이 고르게 된다. 그러한 장치가 약화된 환자를 위해서 전지(電池)를 사용하여 주기적 신호를 발해서 심장을 자극해 주는 페스 메이커라는 장치가 만들어져 이것은 이미 실용화되어져 있다. 이러한 장치와 모터가 달려 있는 펌프 장치를 결합한 것이 인공심장으로서, 개의 인공심장은 이미 상당히 성공되어 있다. 그러나 인공심장으로 하여금 천연의 심장 전체를 대용(代用)하게 하기 위해서는 펌프의 박동(搏動)에 의해 생기는 혈압의 파형(波形)을 천연의 혈압파형과 비슷하게 하기 위하여, 또한 전신(全身)의 상황에 따라 그것을 적절히 자동적으로 제어시키기 위해서 체외에 전자계산기를 필요로 한다. 전자계산기를 사용하지 않고 뇌(腦)나 그 밖의 신경과 인공심장을 연결하여 작용하는 장치의 실용화는 금후의 문제이다.그러나 의수(義手) 등의 경우에는 뇌와 인공장치를 연결하는 장치의 개발이 이미 상당히 발달되어 있다. 예컨대 탈리도마이드 아(Thalidomide 兒)를 위해서 구미에서 실용화되어 있는 의수는 어린이가 손을 움직이려고 했을 때 어깨의 근육에 생긴 움직임을 전류로 변환(變換)시켜 그 전기신호를 모터에 전달한 뒤 인공의 팔굽이나 손가락을 움직이는 장치이다. 반대로 의수의 손가락 끝에 물체가 닿았을 때의 압력이나 손가락 또는 손의 움직임을 적당한 방법으로 절단부(切斷部) 피부의 신경말단에 전하는 인공촉각(人工觸覺)도 연구가 진전되어 가고 있다.

조직배양·냉동보존·인공자궁

組織培養·冷凍保存·人工子宮

고등(高等) 동식물의 신체 일부분의 세포조직을 신체에서 떼어내어 적당한 영양액(營養液) 속에서 장시간 살려 두는 것을 조직배양이라고 한다. 닭의 심장을 몸 밖으로 꺼내놓고 30년 간이나 살려 놓았다는 예도 있다. 조직배양은 금세기 초에서 시작되어 의학이나 생물학의 기초연구에 크게 이바지해왔는데, 장래에 예컨대 인간의 심장이나 신장에 고장이 생기면, 수술로 그 장기(臟器)를 체외로 끌어내고 대신 인공심장이나 인공신장을 이어두고 고장 장기를 체외에서 살려둔 채로 치료한 뒤 고장이 치료되면 다시 수술로 본 자리에 옮겨놓는 것도 가능하게 될 것이다.인체의 장기를 체외에서 잠시 살려두는 것은 장기이식을 위해서도 필요하지만 이 목적을 위해서 저온보존법이나 냉동보존법이 연구되고 있다. 혈액·피부·각막(角膜)·정자(精子) 등의 냉동보존법은 실용화되고 있으며 한편으로는 인체의 전신(全身)을 수술시에 저체온(30℃ 이하)으로 유지하는 방법이 연구되고 있다. 저체온 하에서는 전신의 세포조직의 호흡작용이 저하되므로 산소의 보급이 적어도 되고 따라서 심장수술이나 뇌의 수술시에는 특히 호조건이 된다. 수술 이외의 목적, 예컨대 우주여행을 위해서 인간을 일시 동면시켜 두는 것도 앞으로는 현실 문제가 될지도 모른다.조직배양의 다른 한편으로는 인공자궁의 연구가 있다. 현재까지 의학에서 실제적인 문제가 되어 있는 것은 인공자궁보다도 출산한 미숙아(未熟兒)를 양육하는 기술 쪽이지만 난자와 정자를 체외에서 수정시켜 발육시키는 것도 이미 가축 등에 대해서 연구가 진전되고 있다. 인공자궁을 위해서 인공태반(人工胎盤)과 그것을 통해서 빨아낸 혈액을 빨아내고 화학처리를 하여 다시 태아에게 돌려 보내기 위한 심장(心臟)·폐(肺)·신장(腎臟)·간장(肝腸)·내선(內線)과 그것을 조절하는 장치(인체의 경우 間腦分泌나 腦下垂體에 대신하는 것)가 필요하다. 현재까지는 모체(母體)의 체외에서 수정란(受精卵)을 성체(成體)로까지 키우는 것은 돼지 따위 등에서도 성공하지 못하고 있으나, 멀지 않은 장래에 인간에 대해서도 틀림없이 성공하게 될 것이다. 인간의 유아는 우유로 길러도 소가 되지는 않는다는 것과 같은 일이 마침내는 인공자궁에 대해서도 상식적인 것이 될 것이다.

전자의학진단 시스템

電子醫學診斷 system

일렉트로닉스의 진보의 영향은 의학의 진단법이나 치료법 등 온갖 면으로 침투해 가고 있는데, 그 중에서도 전자계산기를 사용하는 진단 시스템의 개발은 공장이나 사무실의 완전 오토메이션화에 필적하는 병원의 오토메이션화의 핵심을 이룬다. 전자진단 시스템도 또한 맨 머신 시스템의 한 가지이다. 단, 이 경우의 맨(인간)은 환자가 아니라 의사 쪽이다.가까운 장래 실용화될 듯한 전자진단 시스템에서는 의사가 환자의 심전도(心電圖)나 뇌파(腦波, 腦電圖), X선 사진, 혈액검사 결과 등 제각기의 특징을 구분하여 예컨대 심전도는 A형, X선 사진은 B형, 혈액검사(혈액형의 검사가 아니라 혈액성분의 화학분석검사)는 C형……이라는 것을 판별하여서 이러한 결합의 경우에는 어떤 병일 확률이 가장 큰가 하는 것을 추정하는 수리통계학적인 논리적 추리를 전자계산기로 하여금 하게 될 것이다. 종래에 이러한 추리는 주로 의사의 직감과 사고(思考)에 의존하고 있었으나, 수리적(數理的)인 논리적 추리작업은 많은 경우 인간의 두뇌보다 전자계산기 편이 신속하고 정확하게 수행할 수 있다.그러나, 의사의 직접 개입을 필요로 하지 않는 완전한 자동진단 시스템을 만드는 것이 곤란한 주된 이유는, 과학기술 면에서는(즉, 사회·경제적인 이유를 별도로 한다면) 다음 2가지 점에 있다. 첫째, X선 사진이나 심전도와 같은 도형 특징의 식별분류를 종래 형태의 전자계산기로 하는 것이 곤란하다는 것이다. 둘째는 계산기가 주어진 각종 데이터에 의해서 추리계산을 하기 위한 추리 프로그램을 인간이 계산기에 제공하지 않으면 안된다는 것이다. 이 두번째 작업은 학습형계산기(學習型計算機)의 발달에 의해서 극히 자동화 될 것으로 생각되지만 계산기가 산출한 종합진단이 적절했는가 어떤가, 즉 그 진단에 따라서 선정된 치료법이 환자의 건강회복을 가져왔는가 어떤가의 판단은 종국적으로 의사(및 아마도 환자자신)의 판단에 의하지 않으면 안 되고, 이 판단 없이는 어떤 학습형계산기도 적절한 학습을 행할 수 없다. 이 문제는 전자번역기의 효용을 생각하면 한층 더 알기 쉽다.

패턴 식별기계(전자계산기)

pattern 識別機械(電子計算機)종래의 전자계산기는 인공두뇌라고 불리고는 있으나 뇌의 논리적 사고작업을 흉내내는 기계이며, 그 작업의 속도와 정확도에 있어 흔히 인간의 뇌보다는 훨씬 뛰어나지만 인간이나 갖가지 동물의 감각기(感覺器)와 뇌와의 시스템이 하는 식별작업에 상당하는 것을 행하는 능력은 퍽 뒤떨어져 있다. 시각적(視覺的) 패턴(물체의 형태나 색으로 이루어진 무늬)이나 청각적(聽覺的) 패턴, 또 사물의 맛이나 냄새(사물의 맛 또는 냄새라고 하는 것은 각종 화학성분의 맛이나 냄새가 결합된 패턴이다)를 식별하는 능력은 감각된 패턴을 기억하는 능력과 새로이 감각되는 패턴을 과거의 기억과 대조하는 능력에 의존한다.종래의 보통 전자계산기에 있어서도 기억장치는 불가결한 요소였다. 그리하여 미로(迷路)를 통과하는 방법을 경험적으로 학습할 수 있는 장치는 이미 만들어져 있다. 그 장치는 같은 막다른 골목을 왕복한 경험을 기억해서 그것을 다시 되풀이 하지 않는다는 방법으로서 적절한 경로로 나가는 방법을 경험적으로 발견해 나간다. 그러나 동물의 뇌의 활동은 이러한 형(型)의 학습기계와는 다른 특성을 갖고 있다는 것이 차츰 분명해져 왔다. 즉, 동물의 뇌는 같은 실패를 두 번 다시 반복하지 않는다는 방법이 아니고, 거의 동일한 실패를 두 번 다시 반복하지 않는다는 방법으로 학습해 간다는 것이다. 이것을 반대로 말하면 동물이나 인간이 감수(感受)하고 기억하는 이미지나 관념의 패턴은 논리적으로 정밀하게 정리되는 패턴이 아니고 어느 정도의 정밀하지 못한 폭을 갖고 있으며 더구나 각기의 개체에 있어서 다르게 형성되는 패턴이라는 것을 의미한다.이러한 것을 고려해 넣어서 새로운 방식의 학습형 전자계산기를 제작하는 연구도 상당히 진전되고 있으나, 지금 현재 상태에서 손으로 쓴 글자의 식별이나 음성을 문자로 변환(變換)하는 작업을 자동적으로 수행할 수 있는 전자계산기의 실용화까지의 길은 아직도 요원하다. 물론 그러한 전자계산기의 연구개발은 이후 더욱더 발전해 갈 것이나 그것은 경험학습형의 장치이며, 인간의 목적에서 볼 때 유용하게 하기 위해서는 그것은 인간에 의해 적절히 교육·훈련되어야만 할 것이다. 이미 종래의 형(型)의 전자계산기를 사용해서 상당한 성능을 실현하고 있는 체커 두는 기계도 솜씨 좋은 사람을 상대로 게임의 경험을 쌓아감으로써 솜씨를 향상시켜 가고 있다. 이후 더욱 실용화되어 갈 기계번역의 경우도 적절한 번역학자에 의해서 미리 적절하게 프로그램될 뿐인 기계가 아니라, 적당한 번역가가 번역의 경험을 통해서 훈련시킬 수 있는 타입의 학습형 기계가 개발되지 않으면 문학적 또는 철학적인 문장을 기계로 하여금 충분히 만족하게 번역시킬 수는 없을 것으로 생각된다. 더구나 게임의 승패에 비교해서 번역이 잘 된 것인지 어떤지의 판단은 논리적으로 정식화(定式化)하기가 훨씬 어려워서, 결국은 최대한의 뛰어난 번역은 우수한 번역가가 적당한 전자번역기를 보조적으로 사용하여 번역함으로써만이 가능하게 될 것이다.전자진단기에 대해서나, 경영이나 정치의 정책결정을 위한 전자계산기의 이용에 대하여서도 종래에나 장래에나 본질적으로 이와 같은 일이 타당하게 될 것이다.

유전자공학

遺傳子工學

생물의 유전성을 변화시키는 것은 먼 옛날부터 재배식물(栽培植物)이나 사육동물(飼育動物)의 품종개량의 목적에서 여러 가지로 행하여져 왔으나. 그것들을 오늘날의 유전학의 입장에서 보면 자연히 발생하는 돌연변이(突然變異)를 이용하여 다종다양한 변이나 미변이개체(未變異個體) 가운데에서 적당한 변이개체만을 골라서 키운다는 방법에 의한 것이었다. 현세기의 30년대 이래 X선이나 방사능 또는 화학약제를 작용시켜서 인공적으로 돌연변이를 일으키는 방법이 발달해 왔는데, 이런 인공돌연변이도 천연돌연변이와 마찬가지로 무방향(無方向)적인 갖가지 변이의 집합(集合)이다. 그런데 근년에는 적어도 일부 세균이나 바이러스에 대해서는 다른 적당한 바이러스나 바이러스의 단편, 천연 또는 인공의 DNA물질을 작용시켜 줌으로써 세균의 유전성에 일정한 변화를 줄 수 있게 되었다.장래에는 틀림없이 이런 방법에 의해서 고등동물의 유전성을 바람직한 방향으로 바꾸는 기술이 발달할 것이며, 바람직한 유전적 변화를 일으키게 하는 다른 방법이 발견될지도 모른다.

생물학 산업의 진보

生物學産業－進步

농림·수산 등의 제1차 산업에도 과학기술이 근래 더욱더 넓고 깊게 침투하여 단지 과거의 노동과정이 기계화·화학화·자동화될 뿐만 아니라 더욱 근본적인 변혁이 이루어져 가고 있는 것이다.의복이나 주거를 위한 재료생산에 있어서는 이미 화학합성공업에 의해서 전면적으로 대체되어 가고 있는 분야가 적지 않으나, 식량생산의 영역에서는 사정이 약간 다르다. 인간의 식물기호(食物嗜好)의 문제를 별도로 하더라도 인간의 식량(특히 蛋白食糧) 생산을 위해서는 무생물(공기·물·흙 외에 석탄·석유도 포함)만에 의한 순화학합성보다는 생산과정의 어떤 단계에서 생물을 이용하는 편이 경제적이라는 사정(事情)이 이후로도 오래 계속될 것임이 분명하다. 식량생산 방법의 장래 진보의 대국적(大國的) 경향은 기술적으로 보면 대략 다음과 같을 것이다. 인간의 식량동물의 사육업(飼育業：漁業의 牧畜化도 포함)의 기계화·자동화와 그에 따른 매스 플로우화는 우리나라에도 이미 양계업(養鷄業) 등에서는 상당히 보급되어 있는데, 이 경향은 이후 더욱더 진전되어 갈 것이다. 거기에서는 동물의 생리학적 특성이나 생태학적인 습성을 이용하기 위한 생물공학적 수단(産卵이나 젖의 분비를 촉진시키기 위해 적당한 조명·음악·호르몬 등을 투여하는 것 혹은 인공수정 등)의 도입이 더욱더 연구될 것이 확실하다.이와 같은 발달에 대응하여 사육동물의 사료생산을 위한 미생물(세균·곰팡이·下等藻類 등)을 이용하는 공학이 발달한다. 이미 클로렐라와 같은 녹조(綠藻)를 배양해서 사료로 하는 공학적 방법은 상당히 실용화되어 있다. 단백질이 더 풍부한 사료의 생산방법으로서는 예컨대 고등동물의 식량으로는 쓸 수가 없는 종류의 탄수화물(섬유소나 木質)이나 석유(탄화수소)에 유안(硫安)과 같은 질소비료를 가해서, 그것을 영양원으로 하는 균류(菌類)를 배양하는 방법이 연구되고 있다. 한편 열대지방에서는 급속히 성장하는 식물의 잎에서 양질의 단백사료를 생산하는 방법도 연구되고 있다.

생물학적 환경의 종합제어

生物學的環境－綜合制御

지구상의 인류생활을 지탱하고 있는 자연환경의 기본적 요소 중에서 몇 개는 지구상의 생물진화의 도상에서 생물에 의해 생성되어 아직도 생물의 활동에 의해 유지되고 있다. 토양(土壤)이라는 것도 그렇지만 대기 중의 산소의 존재도 그러하다. 대기 중의 산소는 예전에 원시식물의 광합성 작용(光合成作用)에 의해서 생성되었다고 생각되며, 오늘날 지구상에서 행하여지고 있는 대기 중의 산소의 소비는 식물이 행하는 광합성(光合成, 탄소동화작용)에서 방출되는 산소에 의해서 보충되어 균형을 유지하고 있다.산업문명의 발달은 근래에 더욱더 자연계의 생물학적 밸런스에 큰 영향을 끼쳐왔다. 현재까지로는 대기(大氣)의 조성(組成)에 미치는 인간활동의 영향은 방사능을 별도로 한다면 기껏 국지적(局地的)인 대기오염에 불과하지만 그것은 이미 중대한 공해가 되어 있으며, 공장폐수나 농약에 의한 하천이나 연해(沿海)의 오염도 주지되고 있는 바와 같이 중대시되고 있다.우리들은 지구상의 환경을 태고시절 그대로 유지할 수는 없으며 그럴 필요도 없지만, 인류의 생존에 불리한 방향으로 자연환경이 파괴되거나 오염되어 가는 것을 방지하기 위한 종합적 노력이 더욱더 필요해져 가고 있다. 공업이나 생물학산업(生物學産業)의 발달은 거기에서 생산되는 물자의 생산 그것 뿐만이 아니라, 이러한 환경 전체의 보존이라는 견지에서도 적절하게 종합적으로 계획제어(計劃制御)되어야 할 것이다.