기초과학연구원장 노도영

기초과학연구원은(IBS, Institute for Basic Science, 이하, IBS) 2011년 11월, 선도형 국가의 장기적 기초과학연구를 선도하기 위하여 국가가 설립한 기초과학 연구기관이다. IBS의 중추는 기초과학의 전 연구분야에서 수월한 연구자를 단장으로 하는 연구단 시스템에 있다. 향후 연구단은 정부계획에 따라 50개까지 선정할 계획이다. 올해 창립 10주년을 맞이한 IBS는 국가의 적극적인 지원과 연구자들의 열정에 힘입어 서서히 기초과학의 중심이 되어가고 있다. 지난 10년간 IBS가 이룩한 성과, 그리고 IBS의 미래에 관하여 기초과학연구원 노도영 원장을 통해 들어보는 시간을 마련했다.

기초과학연구원에 관한 간략한 소개를 부탁드리겠습니다

기초과학연구원은(IBS, Institute for Basic Science) 세계적 수준의 기초과학 연구를 위해 2011년 11월 국가가 설립한 기초과학 연구기관입니다. IBS는 사람 즉 세계 최고 수준의 연구자 중심으로 선발하고, 이들에게 연구자, 연구시설 등 자율적이고 개방적인 환경에서 연구하도록 지원하는 것을 철학으로 삼고 있습니다. 우수한 연구자와 최고의 연구 환경이 일으키는 시너지는 IBS가 10년의 짧은 기간에 세계가 주목하는 연구기관으로 성장할 수 있었던 원동력입니다.

IBS의 중추는 기초과학의 전 연구분야에서 수월한 연구자를 단장으로 하는 연구단 시스템입니다. 2012년 첫 연구단 선정을 시작으로, 수학·물리학·화학·생명과학·융합 등 분야에 1개 연구소와 31개 연구단을 운영하고 있습니다. 그리고 12월 23일부로 신규 연구단(첨단 반응동역학 연구단)을 출범합니다. 향후 연구단은 정부계획에 따라 50개까지 선정할 계획입니다.

IBS 연구단은 본원과 더불어 KAIST·서울대·POSTECH 등 전국의 연구중심 대학에서 인력과 인프라를 공유하며 운영됩니다. 대전 도룡동 본원은 2018년 1단계가 완공되어 9개 연구단, 행정지원조직, 실험시설을 한데 모았습니다. 세계 최고 수준의 에너지와 출력을 내는 중이온가속기가 완공을 앞두고 있으며, 추가 선정될 본원 연구단과 KAIST·POSTECH 캠퍼스 연구단 건물을 짓는 2차 건립사업도 추진 중입니다.

IBS는 인간과 사회를 위한 새로운 발견을 비전으로 삼고 있습니다. IBS의 새로운 발견과 지식의 창출은 대한민국을 Fast Follower에서 First Mover로 바꾸어 미래 성장 동력이 되고, 기후나 감염병 등 자연의 위협에서 국가를 지키는 기초가 될 것입니다. 기초과학 지식은 발견 당시에는 어디에 쓰일지 모르는 경우가 많지만, 삶의 질을 높이는 혁신적 기술로 다양하게 응용됐습니다. IBS도 기초과학이 만든 위대한 발견의 역사에 일익을 담당하고자 합니다.

IBS 개원 10주면 기념 과학콘서트에서 강연하는 노도영 원장

국정저널 독자에게 원장님의 소개 말씀도 부탁드리겠습니다

저는 지난 30년간 응집물질의 구조적 특성을 방사광 X-선을 활용하여 연구해 온 물리학자입니다. 1985년 서울대 물리학과를 졸업하고, 미국 MIT에서 '방사광 X-선 산란연구'로 물리학 박사학위를 취득한 후, 미국 3대 산업체 기초과학 연구소 중 하나인 엑손(EXXON)연구소에서 방사광가속기를 활용한 연구를 수행하였습니다. 대한민국 출신 학자로서는 방사광을 가장 오랜 기간 활용한 학자라고 할 수 있습니다.

1995년에 귀국해 광주과학기술원(GIST) 교수로 부임해 미래 후학 양성과 함께 포항 방사광가속기에 ‘광주과기원 전용X-선 산란빔라인’과 '초고진공 표면 X-선 산란 시스템' 등 기초과학 연구시설과 방법을 구축하는 데 주도적인 역할을 하였습니다. 방사광가속기를 활용하여 국제 SCI 학술지에 200편 이상의 논문을 발표하는 등 국내 X-선 과학 연구를 세계적 수준으로 끌어올리는데 기여했다고 생각합니다.

2008년에는 국가핵심연구센터(NCRC) 사업에 선정돼 '극한광응용기술연구센터'를 7년 동안 센터장으로 이끌어 최우수 등급을 받았고, 2015년에는 선도연구센터(SRC)로 '극미세 초고속 X-선 과학연구센터'를 유치해 성공적으로 운영한 바 있습니다. IBS 원장 취임 직전까지 국내 방사광가속기 및 제 4세대 방사광가속기로 불리는 X-선자유전자레이저를 활용하는 연구에 매진했습니다.

국가과학기술심의회 기초기반전문위원회 위원장, 국가과학기술자문회의 심의위원, 한국방사광이용자협회 회장, GIST 대학 학장 등을 지내며 국가의 과학기술 정책과 후학 양성에도 나름 기여했다고 생각합니다. 일본 연구중심대학인 NAIST(나라 과학기술대학원 대학)에서 명예박사학위를 수여 받았고, 미국 아르곤 국립연구소, 일본의 방사광가속기 SPring-8의 방문연구원과 국제 제안 심사위원 등으로 활동을 하였습니다.

한국바이러스기초연구소 개소식

기초과학연구원에서 시행하고 있는 주요 사업과 연구단은 어떻게 구성되어 있는지요?

IBS는 기초과학 종합연구소로서 우주·물질·생명 등을 포괄하는 기초과학의 장기·대형·집단 연구를 수행합니다. IBS의 주요 연구사업은 ‘기초과학연구단운영사업’, ‘한국바이러스기초연구소 운영사업’, ‘중이온가속기운영사업’ 등이 있습니다. IBS는 국가 기초과학 연구소에 걸맞은 세계적 수준의 기초과학자 지성집단을 구성하고, 현재 총 31개 연구단을 운영하고 있습니다. 무엇보다도 이들 연구단이 좋은 환경에서 좋은 연구를 수행할 수 있도록 지원하는 것이 IBS가 수행하는 가장 주요한 사업입니다. 연구단은 IBS 대전 본원, 과학기술특성화 대학, 그리고 연구중심 대학에 전국적으로 분포해 있습니다. 31개의 연구단은 물리, 화학, 생명과학, 지구과학, 수학, 융합과학 등 영역에서 세계 최고 수준의 연구를 수행하고 있습니다.

IBS는 올해 COVID-19 팬데믹 등 미래 감염병에 대응하고 바이러스의 기초 분자적 성질과 인간과 바이러스의 상호작용에 대한 연구력과 연구진을 확보하고자 한국바이러스기초연구소를 설립하고 운영하기 시작하였습니다. 본 연구소는 국가의 감염병 안보의 기초를 갖추고자 하는 전략적 특성을 가지고 있습니다.

‘중이온가속기운영사업’은 우주와 물질의 근원을 밝히는 연구를 수행하기 위한 세계적 규모의 중이온가속기를 운영하는 사업입니다. 과학기술정보통신부의 사업을 IBS의 사업단이 수행하는 중이온가속기 구축사업과 연계하여 세계의 핵물리 학자들이 모여들어 자연을 탐구하는 시설이 될 것으로 기대하고 있습니다.

2021년 뇌 연구기관 간 협동연구 성과교류회

앞서도 언급했듯이, IBS는 세계 수준의 기초과학 연구를 위해 국가가 설립하여 지원하는 ‘국가 기초과학 연구기관’입니다.

IBS는 세계 최고 수준의 기초과학 연구기관으로 발전하기 위해 기존 대학, 출연연과 차별화된 대형·장기·집단 연구수행, 글로벌 기초과학 연구거점 구축, 차세대 연구리더 육성을 목표로 하고 있습니다.

※ (경영목표) ①장기·집단 기초과학연구를 통한 세계적 연구성과 창출, ②세계와 경쟁할 우수 연구집단 및 연구자 육성, ③기초과학연구의 핵심 기반 인프라 확보 및 운영

※ (성과목표) ①장기·집단 기초과학 연구기반 확립으로 세계 최고 수준의 연구경쟁력 확보, ②글로벌 스탠더드 연구지원·평가 시스템구축으로 선진 연구환경 조성, ③국가 기초과학 허브 역할 수행으로 과학 강국으로의 국가발전 견인

한국 기초과학의 상징인 우리 기관의 정체성을 강화하기 위하여, 우수 연구집단의 자율적 연구를 장기 지원한다는 철학을 견지하고, 변화하는 환경에서도 지속 구현하도록 노력하고 있습니다.

IBS의 비전은 ‘Making Discoveries for Humanity and Society’입니다. 우리가 살고 있는 세계에 대한 논리적 이해와 발견을 통해, 위대한 과학자들이 그랬듯 인류를 새로운 인식의 지평으로 인도함이 우리의 사명입니다. 우리의 비전을 더 견고히 하고, 인류와 세계에 기여할 수 있는 지적 리더십을 갖춰 나가고자 노력합니다. 자연과 우주의 질문에 답해, 지식의 최전선을 끊임없이 확장해 나가는 일이 그것입니다.

IBS가 기초과학을 통해 우리나라가 인류의 진보를 이끌고 세계인들의 존경과 사랑을 받는 지식 강국이 되도록 기여할 것입니다.

올해 창립 10주년을 맞이했습니다. 그간 기초과학연구원의 주요 성과는 무엇이 있었는지 설명 부탁드리겠습니다

IBS는 2011 선도형 국가의 장기적 기초과학연구를 선도하기 위하여 설립되었습니다. 10년간 길지 않은 기간이었고, 많은 어려움이 있었지만, 국가의 적극적인 지원과 연구자들의 열정에 힘입어 IBS는 서서히 기초과학의 중심이 되어가고 있습니다.

IBS가 이룬 가장 소중한 성과는 세계적 수준의 기초과학자 지성 집단을 구성하였다는 것입니다. 수학, 물리, 화학, 생물, 지구과학, 융합과학 등 분야에서 국내 최고를 넘어서 세계의 선두급 과학자들로 저희 연구단을 운영합니다.

또한, IBS로 인해 그동안 우리나라에서 하지 못했던 기초연구가 가능해졌습니다. 우주입자의 측정을 위한 지하실험연구소, 세계 최고 출력의 초강력 레이저시설, 저온원자 현미경, 슈퍼컴퓨팅 시설 등이 그 예이며, IBS가 구축한 이러한 연구인프라는 세계에서도 손꼽히는 수준입니다. 10년이란 길지 않은 시간에 IBS는 전세계적으로 기초과학의 ‘떠오르는 별’로 인정받고 있습니다. 기관으로는 매우 소중한 성과입니다.

무엇보다 가장 중요한 것은 우주와 생명에 대한 새로운 기초과학적 발견입니다. 여러 연구성과 중에서도 특히, ‘사스코로나바이러스-2 고해상도 유전자 지도 완성’과 ‘현생 인류의 최초 발상지와 이주 원인 규명’은 좋은 예입니다. 2020년 2월, 국가적으로 세계적으로 COVID-19라는 전대미문의 감염병이 인류를 위협하고, 코로나 바이러스의 정체에 대한 두려움이 엄습했을 때, IBS RNA 연구단에서 마치 특별 작전을 수행하듯 연구를 진행하여 최초로 ‘사스코로나바이러스-2’의 고해상도 유전자 지도를 완성했습니다. IBS가 그전 8년 동안 구축해 놓았던 RNA전문 연구진과 바이오 정보 분석팀, 그리고 분석 시설 등이 있었기에 가능한 결과입니다. 기초과학에 대한 투자가 전혀 예상치 못한 상황에서 중요한 기여를 할 수 있는지 보여주는 중요한 예입니다.

기초과학연구원장 노도영

IBS 기후물리 연구단은 기후의 변화를 연구하는 과정에서 현생인류의 발상지와 이주에 관한 중요한 단서를 발견했습니다. 현생 인류가 20만 년 전 아프리카 칼라하리 지역에서 출현하고, 13만 년 전 지구 자전축 변동으로 인해 이주를 시작했음을 알아낸 것인데 유전학적 증거와 기후물리학을 결합하여 초기 인류의 역사를 재구성 한 성과입니다. 세계 최고수준의 연구단장의 지휘와 더불어 IBS 본원에 갖추어 놓은 슈퍼컴퓨터 알레프(Aleph)가 중요한 역할을 하였습니다.

지하실험 연구단은 강원도 정선 지하 1,100m에 예미랩을 구축하고 있으며 우주의 암흑물질 발견 및 중성미자 측정 등 우주의 구조와 기원을 규명하는 난제에 도전하고 있습니다. 기존 대학·출연(연)이 할 수 없었던 연구로 IBS가 아니었다면 시도하지 못했을 연구를 개척하고 있다는 점에서 국가적 의의가 큰 연구단입니다.

IBS가 지난 10년 이루어온 이와 같은 성과의 의미는 이제 우리나라에서 중량감있는 장기적 기초연구를 할 수 있는 토대가 갖추어지고 있고 새로운 발견이 이루어진다는 것입니다. 대한민국이 세계의 지식을 창출하고 인류와 사회를 위한 기초과학 강국의 대열에 진입하고 있다고 할 수 있습니다. 이는 국가 과학기술이 추격형에서 선도형으로 전환하여 미래 국가 발전 동력이 되는 중요한 계기입니다.

IBS는 지속적으로 우주의 기원과 구조, 인간의 뇌와 유전체, 나노 단위 물질세계, 지구적 기후변화, 고성능의 차세대 소재, 수학과 물리이론 등 인류의 거대한 질문(big question)에 도전해 새로운 지식의 축적을 선도할 것입니다.

‘물리학 분야 올해의 10대 혁신연구’로 선정된 IBS의 연구

좌_ 액사온 및 극한 상호작용 연구단이 참여한 뮤온 g-2 국제공동연구 / 우_양자학의 난제해결에 기여한 분자 분광학 및 동력학 연구단의 연구

기초과학연구원은 Nature Index 2020 세계 정부 연구소 17위까지 성장하였으며, 그 외에 다양한 기관 및 단체에서 상위에 올라간 연구자들을 다수 보유하고 있는 것으로 알고 있습니다. 이처럼 연구원들의 성장 동력은 어디에 있었다고 생각하시는지요

IBS는 설립 철학에 따라 기초과학 각 분야에서 수월성을 보이는 연구자들을 국제적 석학들로 구성된 선정평가위원회를 통해 연구단장으로 영입하고 그들에게 파격적 투자를 지난 10여 년간 해왔습니다. 즉 우수한 사람과 지속적 지원이 IBS의 성장 동력이었고 10년이 지난 지금 어느 정도 성과가 있었습니다.

기초과학의 발전에는 ‘우수 연구자들에 대한 자율성 보장과 장기·안정 지원’ 철학을 구현해나가는 것이 가장 중요합니다. IBS 설립 철학의 정당성은 누구나 인정하며, 지난 10년의 역사에서도 입증되었듯 과거 변방에 가까웠던 우리나라 기초과학이 IBS의 설립으로 인재의 우수성과 지원체계의 선진성에서 세계 수준과의 괴리를 크게 좁힐 수 있었습니다(독일 Max Planck Society의 경우에도, 그 위대함은 30명이 넘는 노벨상 수상자뿐만 아니라, 100년 넘게 이어져 오는 Harnack Principle에 있기도 합니다).

IBS가 이제 인정받는 수준을 넘어 세계 최고 기관과 경쟁하는 수준으로 도약하려면 정부의 지속적 지원과 더불어 기관 운영의 자율성과 연구자들의 자유로운 연구활동이 담보되어야 합니다. IBS는 기초과학 연구소인 만큼 정부 출연금 100%로 운영되는데 그만큼 정부의 규제도 받고 있습니다. ‘지원하되 간섭하지 않는다’라는 원칙이 지켜졌으면 합니다. 연구자들도 역시 신뢰받을 수 있기에 충분한 책임의식을 가지고 연구에 임해야 하지요.

선진 행정 지원 시스템 또한 IBS의 도약에 매우 중요합니다. IBS는 연구인력이 연구단 연구과제에 전념하도록, 행정 지원조직 내에 연구단운영지원실을 두어 전담 지원하고 있습니다. 현재는 기존 연구단 체제의 문제점을 해결하고 경쟁력 강화를 위하여, 본원 및 캠퍼스 연구단들을 분야별 클러스터로 집적하는 연구소화를 계획하고 있습니다. 이와 같이, 연구단 사업을 안정적으로 지원하기 위해 혁신적인 방안을 강구하는 행정적 지원과 노력을 지속할 예정입니다.

직장어린이집, ‘IBS 꿈돌이 어린이집’ 개원

잠시 쉬어가는 질문을 드리겠습니다. 원장님은 미래 과학 발전에 관하여 어떤 교육적 소신과 철학을 갖고 있으신지 궁금합니다

한 사람의 물리학자로서 지난 100여년의 과학의 엄청난 발전을 지켜보면서, 과학의 발전을 이끌어 나오는데 천재들의 중요성과 기여를 절실하게 느꼈습니다. 아인슈타인, 슈뢰딩거, 하이젠베르크 등 다수의 천재 과학자들이 과학의 발전에 jump를 만들고 새로운 세계를 열어갔습니다. 기술적으로도 스티브잡스나 빌게이트 등 엄청난 혁명을 이끌어 낸 사람들이 있습니다. 이들을 보면 주어진 문제를 잘 풀게 하는 교육보다 스스로 질문을 던지고, 새로운 상상을 하는 능력을 갖추는 것이 과학 교육에서 중요한 부분이라고 생각합니다. 즉 과학교육은 ‘호기심과 창의성 (creativity)’이 핵심입니다. 여기에 더하여 21세기에는 mind와 mind가 이어지는 초연결 사회가 구현되고 있어, 개개인의 천재가 아닌 다수 수재의 집단 지성에 의해 과학과 기술의 발전이 이루어질 것으로 예상합니다. 따라서 초연결 사회에서 중요한 ‘Communication (소통)’과 ‘Collaboration (협업)’ 능력을 키우는 교육을 해야 한다고 생각합니다. 제가 GIST 대학의 학장일 때도 이 3C에 더하여 질문을 던지고 해결하는 Problem Solving 능력을 함양하는 것이 중요하다고 강조했습니다. 즉, ‘3C 1P’이죠.

기초과학의 대중화 위한 업무협약(MOU) 체결

취업, 젊은 층 인구 감소 등의 이유로 근래 기초 과학 분야의 젊은 영재 유입이 어려운 시기를 겪고 있기도 합니다

인구는 줄고 국가가 선진국에 진입하면서 젊은이들은 개성이 넘치는 다양한 직업을 추구하고, 과학기술 특히 기초과학 분야의 젊은 영재 유입이 난망입니다. 사실 과학자로서 삶이 녹녹치 않습니다. 하나의 문제가 풀리지 않으면 며칠 밤을 새우고 머리를 쥐어뜯고, 실험 데이터 얻으려 밤 새우며 모니터 바라보고 있는 삶에서 벗어나지 못할 때가 많습니다. 젊은이들에게 ‘자네 이런 삶을 살아보게, 먹고 살 수는 있고, 국가와 세계에 큰 도움이 된다네!’ 하기가 쉽지 않습니다. 하지만 문제가 풀리는 그 순간, 새로운 데이터 점이 찍히는 그 순간의 희열이 있습니다.

IBS는 하나의 고립된 연구소가 아니고, 국내 과학기술특성화대학인 카이스트, 지스트, 디지스트, 유니스트, 포스텍에 캠퍼스를 그리고 서울대, 연세대, 고려대, 성균관대, 이화여대, 부산대에 외부연구단을 대학과 협업을 통해 운영합니다. 각 대학의 연구자, 연구공간, 연구시설, 연구능력을 IBS에 융합하여 협업을 통해 운영하고 있습니다. 이렇게 해서 대학에 각 영역에서 세계적 경쟁력을 지닌 강소형 연구소를 만들고 이러한 연구소의 융합체가 IBS를 이루는 것으로 설계되어 있습니다. 대학에 세계 최고의 학자와 시설을 갖춘 연구소 운영을 통하여 젊은 대학생과 대학원생들에게 과학자로서의 삶에 대한 도전 의식을 열어주려 합니다. 우리 대학에서 기초과학연구를 통하여 세계적 난제를 해결해 나간다는 긍지를 심어주려 합니다.

노도영 IBS 원장(오른쪽)과 사이먼 스미스 주한 영국대사(왼쪽)가 양국 기초과학 협력 방안에 대해 논의하고 있다.

향후, 연구원에서 진행할 예정인 사업 또는 기초과학연구원의 미래상은 어떠한지 한 말씀 부탁드리겠습니다

IBS는 앞으로 10년 발전 계획인 IBS-2031 계획을 수립하고 있습니다. 이 계획의 중심에는 IBS를 세계 최고의 연구소인 독일의 막스플랑크연구회(MPG)와 일본의 이화학연구소(RIKEN)와 어깨를 나란히 하는 국가종합기초과학연구소로 발전시키는 데 있습니다. IBS는 세계 수준의 기초과학 연구소로서 발전 기반을 확립했지만 IBS는 여전히 양적 성장이 필요하며, 전국적 규모의 인력과 인프라를 갖춘 국가 연구소로 성장하기 위해 지속적으로 노력하려 합니다. IBS가 MPG와 RIKEN 등과 견줄 수 있는 영향력있는 연구성과를 창출하기 위해 최초 계획했던 50개 규모로 연구단의 수를 지속적으로 늘리려 합니다.

IBS는 기존 연구단 체제의 문제점을 해결하고 경쟁력 강화를 위하여 본원 및 캠퍼스 연구단들을 분야별 클러스터로 집적하여 연구소화를 진행하고 있습니다. 이러한 클러스터 사업을 통해 우주의 기원과 구조, 뇌와 유전체, 기후와 지구환경, 바이러스와 감염병, 양자정보과학 등 분야에서 경쟁력 있는 연구소를 구축하는 것이 대표적으로 현재 진행 중에 있는 사업입니다.

IBS의 핵심에는 사람 즉 우수한 연구자들이 있습니다. IBS가 시작할 때는 연구력이 검증된 최고 과학자를 연구단장으로 영입하고 빠른 성장을 모색했습니다. 10년이 지난 지금 저는 이제 연구 잠재력이 큰 젊은 연구자들에게 더 많은 기회를 부여하고자 합니다. 젊은 연구자들을 과감하게 연구단장으로 영입하고, 또 청년연구자들에게 과학자로서 성장할 수 있는 시스템을 구축할 것입니다.

IBS의 비전인 ‘기초과학 연구로 인류 행복과 사회 발전에 공헌 (Making Discoveries for Humanity & Society)’에 IBS의 국제사회 역할 명시하고 있습니다. 이 문장은 자연에 대한 새로운 발견을 통해, 과거 위대한 과학자들이 그랬듯 인류를 새로운 인식의 지평으로 이끈다는 의미 함축하고 있습니다. 과학 발전이 늦었던 우리나라는 그간 인류의 지식 자산에 기여가 적었으나, 이제 세계 10위권 경제 대국이고 적지 않은 문화적 영향력을 갖춘 만큼, IBS를 중심으로 국제사회를 선도할 지적 리더십을 발휘할 것입니다.

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