공학의 정의

  공학(engineering)이라는 말은 ‘고안하다’라는 의미의 라틴어인 ‘ingeniare’에서 유래하였다. 미국 공학교육인증원(Accreditation Board for Engineering and Technology, ABET)에 의하면, 공학이란 인류의 이익을 위하여 연구, 경험, 실무에서 얻어진 판단력과 자연과학의 지식, 재료와 자연의 힘을 경제적으로 이용하는 방법을 찾아내는 분야로 정의된다. 공학은 과학(science)과 기술(technology)을 적용하는 것이며, 현실 문제를 해결하는 데 그 의의가 있다. 따라서 공학은 과학과 기술에 관련되어 있으면서도 이들과 차별화된 의미를 갖는다. 과학은 체계적이고 합리적인 방법으로 자연현상의 원리나 법칙을 탐구하는 과정이며, 기술은 인류의 생존 및 복지 증진을 위하여 자연이나 인공물을 변형하거나 생산ㆍ제어하는 물리적 수단이다. 반면에 공학은 과학적 지식과 기술적 수단 그리고 여기에 인간의 지성과 감성을 추가하여 가장 경제적인 방법으로 현실 사회가 요구하는 문제를 해결하는 종합학문이다.

  공학은 실제적, 능률적, 경제적이어야 하며 동시에 윤리적이어야 한다. 여기서 실제적이라 함은 우리가 처한 시대적 상황이나 물리적 실행 가능성, 그리고 필요성에 부합해야 한다는 것을 의미한다. 능률적 또는 효율적이라는 것은 우리가 당면한 문제를 해결하기 위해 현재의 과학기술 수준에서 제시한 수많은 해결책 중에서 최선의 방법이라는 것이다. 같은 결과를 얻기 위하여 더 적은 재료와 노력을 투입할 수 있는 과학기술이 바로 공학인 것이다. 경제적이라 함은 자본주의 경제체제하에서 능률적이라는 것과 일맥상통하나 능률ㆍ비능률이 순수하게 물질적인 차원에서의 비교인 반면, 경제적ㆍ비경제적은 화폐가치로 환산한 비교이므로 그 의미가 항상 동일하지만은 않다. 현대 산업사회에서는 냉정한 적자생존이라는 원칙 하에 가장 경제적으로 생산된 상품만이 시장에서 살아남고 또 시장을 지배하게 된다. 따라서 경제성이 없는 기술의 적용은 도태되며 결국 공학이 될 수 없다. 마지막으로 공학의 큰 특징 중의 하나로 과학 및 기술과 차별되는 특징은 인간적 요소가 적용된다는 점이다. 과학과 기술의 복합적 적용에 의한 경제적인 상품의 생산은 때로는 과학기술 그 자체보다 이를 적용하는 사람들의 정신이나 자세에 따라 좌우되며 이는 인류의 행복과도 직결되는 문제이다. 따라서 공학은 물질적인 차원을 한 단계 넘어선 인간적인 차원의 학문으로, 공학을 수행하는 사람들에게는 공학윤리라는 것이 요구된다.

공학의 역사

  인류의 발전은 공학의 발전과 함께 한다 해도 과언이 아닐 만큼 공학은 인류의 역사 이래로 인류의 삶을 질적으로 향상하는데 큰 역할을 수행해 오고 있다. 현대적 의미의 공학의 정립은 18세기 프랑스로 거슬러 올라간다. 당시 프랑스에서는 군사적 목적에 의해 공학이 발달하였는데, 이 시기의 공학은 군사시설의 설계 및 병기의 제작 외에도 전쟁을 효율적으로 수행하기 위하여 교량, 도로 및 수로와 같은 분야에 집중되었다. 이즈음 나폴레옹에 의해 군대와 민간인 시설에 필요한 공학자를 교육하는 기관이 설립되었고, 이 기관은 이후Ecole Polytechnique으로 발전되었다. 당시 프랑스에도 그리스 시스템에 기초한 대학(university)이 존재하였으나, 설계 및 제도 기술을 포함하는 학문을 폄하하는 분위기가 지배적이었기에 이를 대학교육에 포함시키지는 않았다. 대신 ‘많은 기술’이란 의미의 ‘polytechnic’이란 단어를 사용하여 공학교육만을 전문으로 하는 기관을 세웠고, 그리고 이들 전문기관에서 교육을 받은 사람을 모두 군사공학자(military engineer)라 칭하였다. 그러나 나폴레옹 전쟁이 끝나갈 무렵 사람들은 전쟁에 관련된 모든 것을 달갑게 여기지 않게 되었다. 공학자들은 그들이 받은 교육이 사회에 매우 유용함에도 불구하고 자신들이 군사공학에 종사해 왔다는 이유만으로 많은 사람들에게 혐오의 대상이 되었다는 사실을 알게 되었다. 그리하여 공학자들은 대중들에게 자신들이 군인이 아닌 민간인임을 인식시키기 위하여 그들 자신을 민간공학자(civil engineer)라 칭하게 되었고, 이때부터 민간공학(civil engineering)이라는 말이 사용되었다. 아시아권에서 ‘civil’ 이라는 단어를 번역할 때 그 당시 주 사용재료가 흙과 나무라는 사실에 착안하여 토목공학이라는 단어로 번역ㆍ사용하고 있으나, 현대의 건설재료는 화학재료, 철강 및 신소재에 이르기까지 다양해졌으므로 본래의 취지에 맞는 민간공학 또는 사회기반공학 등으로 명칭을 변경해야 한다는 논의도 진행되고 있다.

  18세기 후반 산업혁명과 함께 공학 역시 커다란 변혁을 맞이하여 그때까지 공학기술의 대명사였던 토목공학은 건설·기계·전기공학 등으로 분화되기 시작하였다. 전통적으로 공학은 구조와 시공을 대상으로 하는 건설공학, 기구와 동력을 대상으로 하는 기계공학, 에너지 및 정보 전송을 대상으로 하는 전기전자공학, 반응과 장치를 대상으로 하는 화학공학 및 재료와 자원을 대상으로 하는 재료공학의 5대 분야로 분류되었으나, 전문 분야의 기술발달과 함께 더욱 세분화되어 항공우주, 정보통신, 고분자, 교통, 생물ㆍ유전공학, 컴퓨터 등 새로운 분야로 지속적으로 발전하고 있다. 공학 분야가 다양화, 세분화됨에 따라 최근에는 공학자의 활동 범위도 연구, 개발, 생산과 같은 자연과학적인 활동뿐 아니라 판매, 경영, 정책과 같은 사회과학적인 활동까지 매우 다양해지고 있다.

인류와 공학

  현대 사회가 첨단 과학기술의 시대라는 것을 부정할 사람은 아무도 없을 것이다. 기계공학에 의한 자동화 시스템 및 산업로봇의 등장은 인간을 힘든 노동으로부터 해방시켜 주었다. 뿐만 아니라 의복 및 식료품과 같은 인간에게 기본적으로 요구되는 물자에서부터 플라스틱과 같은 각종 산업제품의 재료, 및 의약품 등에 사용되는 재료의 공급은 석유화학산업의 발전에 의한 것이었다. 인터넷 및 휴대전화와 같은 통신시스템이 없는 삶은 상상할 수 없을 정도로 정보통신 공학은 우리의 생활 곳곳에서 그 영향력을 행사하고 있으며, 상상 속에서만 가능했던 우주여행은 우주공학의 발달로 현실화되고 있다. 심지어 생명공학은 질병치료를 넘어서 유전자 복제에 의한 생명체 제조마저 가능하게 하고 있다. 이외에도 수많은 공학 분야의 유기적인 관계 속에서 인간 생활은 더욱 더 풍요로워지고 있다. 이제 더 이상 공학의 발전과 무관한 인간 활동은 상상하기가 힘들게 되었고, 공학의 발전은 인간의 사고방식과 사회윤리 등 정신적인 면까지도 바꾸어 놓고 있다.

  그러나 모든 것에는 양면성이 존재하듯, 과학기술의 발전에 의한 풍요로움의 한편에서는 자연고갈과 환경오염이라는 현대 과학문명의 폐해가 존재하고 있다. 한때 인류에게 거의 무한정한 에너지를 공급하여 줄 것으로 기대되었던 원자력은 핵무기, 핵폐기물 등에 의하여 지구 생활권을 완전히 파괴할지도 모를 공포의 대상이 되었으며, 화석 연료 사용에 의한 이산화탄소의 발생은 지구온난화 현상을 초래하여 빙하를 녹게 함으로써 우리가 살고 있는 대부분의 육지를 물에 잠기게 할지도 모른다는 불안감에 떨게 하고 있다. 최근 전 미 부통령이자 환경운동가인 앨 고어의 강연을 다큐멘터리 형식으로 제작한 영화 “불편한 진실”에서는 이산화탄소에 의한 지구 온난화가 인간생활, 지구에 미칠 영향을 과학적인 근거를 통해 쉽게 설명하며 경각심을 일깨워 주고 있다. 이외에도 현대 물질문명의 부산물로 인하여 우리 삶의 터전이 근본적으로 붕괴될 위험은 사방에 도사리고 있다.

  그동안 세계 여러 석학들에 의하여 인류가 처한 문명의 위기를 타개하고자 자연 회귀론, 엔트로피 저속증가 기술 등을 포함해 많은 해결방안들이 제안되어 왔다. 그러나 자급자족을 하고, 전기, 수도도 공급되지 않는 삶이 우리가 원하는 미래의 삶일 수는 없다. 우리는 사회 전체의 기술적, 공학적 역량의 지속적인 확대를 통하여 오늘의 풍요를 유지, 발전시킬 뿐 아니라 당면한 문제들도 함께 해결하고자 하는 적극적이고 미래지향적인 노력을 해야만 한다. 결국 이러한 문제점에 대한 유일한 해결책은 과학의 발전, 과학을 응용한 기술의 발전, 그리고 무엇보다도 과학기술의 효율적이고 경제적인 활용인 공학의 발전이라는 결론에 귀착하게 된다. 과학기술로 인해 발생한 문제를 과학기술로 풀어야 한다는 것은 정말 아이러니한 일이 아닐 수 없으나, 문명의 발전에 의해 파생되는 문제점들을 공학으로 풀어야 한다는 적극적인 대응만이 합리적인 문제해결 방안이 될 것이다.

  “인류가 당면하고 있는 여러 문제들이 공학기술에 의해 전부 해결될 수 있는가”라는 반론이 있을 수도 있으나, 공학기술을 배제하고는 이러한 문제가 전혀 해결되지 않는다는 사실만은 분명하다. 현재 전 세계의 기아 인구는 약 10억여 명으로 추산되며 현재의 인구증가율로 보았을 때 이는 더욱더 심각해질 것으로 전망되고 있다. 이에 따른 식량 문제는 공학기술 즉, 생물ㆍ유전공학에 의한 획기적인 농업혁명이 이루어지지 않는 한 해결책을 찾기란 힘들다. 대기오염에 의한 지구 온난화는 빙하기 이후로 지구가 겪었던 그 어떤 경우보다도 심각한 기후 문제로 규정되고 있다. 이러한 문제의 해결을 위해 화학공학자들은 이산화탄소를 이용하여 플라스틱을 제작하는 등 이산화탄소의 고정과 같은 방법으로 이산화탄소를 제거하기 위한 기술개발을 진행하고 있으며, 폐기물에서 가스를 얻고, 태양 에너지 및 바이오 에너지와 같은 대체연료 및 에너지 자원 개발 등을 하고 있다. 더 나아가 우주공학분야에서는 지구 외에 인간의 거주가 가능한 대체 행성의 탐사 및 우주공간에서의 거주시스템 개발을 위해 힘쓰고 있다. 이러한 예를 보면 인류의 미래가 공학 기술에 달려 있음을 알 수 있다. 이제 공학기술은 더 이상 삶의 질을 높이기 위한 수단이 아닌 인류의 생존과 직결된 분야이며, 인류의 미래가 공학의 미래에 달려있다는 것은 부정할 수 없는 현실이 되었다. 그리고 이에 따라 윤리의식을 갖춘 공학자의 역할은 앞으로 더욱 부각될 것이다.