장대식 교수 / 창조신학회 연구원장
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(1) ‘화학 진화’(化學進化)란?
생물은 언제나 그 생존할 조건만 맞으면 어디서든지 자연적으로 생겨날 수 가 있다는 가설을 ‘자연 발생설’이라 합니다. 이 자연 발생설은 고대로부터 광범위하게 지지를 받아오던 가설인데 19세기 중엽 프랑스의 세균학자인 파스퇴르(L.Pasteur,1823-1895)의 실험 연구에 의하여 생물의 자연 발생은 불가능하다는 것이 증명되었습니다.
그 후 “모든 생물은 생물로부터 유래하고, 모든 새포는 세포로부터 유래한다”는 ‘생물 속생설’(生物續生說)이 지지를 받게 되었습니다. 그래서 진화론자들은 지구의 역사의 어느 시기에 단 1회적으로 우연히 무기물에서 유기물로 합성되고, 이 유기물이 계속 진화하여 생명의 기본 단위인 세포로 진화되었다는 것입니다.
여기서 ‘무기물→유기물→생명 세포’의 진화 과정을 ‘화학 진화’라고 합니다. 그리고 이 단세포 생물이 계속 진화하여 점점 질서도가 높은 고등 생물로, 또 수많은 종류의 다양한 생물로 진화되는 진화 과정을 ‘생물 진화’라고 합니다.
(2) 하나님의 저주와 열역학 제2법칙
(熱力學 第二法則)이 자연계에는 에너지에 대한 중요한 두 가지 법칙이 있습니다. 그 하나는 ‘에너지 보존의 법칙’이고, 다른 하나는 ‘엔트로피 증가의 법칙’입니다. 에너지 보존의 법칙을 ‘열역학 제1법칙’이라 하고, 엔트로피 증가의 법칙을 ‘열역학 제2법칙’이라고도 합니다.
에너지 보존의 법칙은 “이 우주 내에 있는 모든 물질과 에너지의 총량은 일정 불변하다”는 법칙입니다. 과학자들이 발견한 이 에너지 보존의 법칙은 “하나님께서 창조하시던 일을 모두 마치셨다”(창 2:3)는 말씀 및 “모든 것을 지으시고 다 보존하신다”(느 9:6)는 말씀과 잘 일치가 되고 있습니다.
하나님께서 창조하시던 일을 일단 마치시고, 그 물질과 에너지를 그대로 보존하고 계시니 우주에 있는 물질과 에너지는 일정 불변할 수 밖에 없습니다. 한편 우주 내에 있는 총 에너지의 양은 일정하지만 쓸모 있는 가용(可用) 에너지는 점점 줄어들고 있다는 것을 과학자들은 발견하게 되었습니다.
기계가 움직인다든가 생물이 살고 있다는 것은 그 내부에 있는 조직들이 질서 있게 움직이고 있다는 것입니다. 그리고 이 질서를 유지하기 위해서는 기계나 생물이나 다같이 에너지가 필요합니다. 기계는 기름이나 전기가 필요하고 생물은 영양이 필요합니다.
이 때 에너지를 공급하지 않으면 기계는 정지하고 녹이 슬게 되며 생물은 죽은 후 부폐하게 됩니다. 이들은 모두 질서도 파괴 현상, 즉 무질서도 증가의 현상입니다. 이처럼 사물에 에너지가 공급되지 않으면 무질서도가 증가하게 됩니다.
이 ‘무질서도’를 ‘엔트로피’(entropy)라 하며, 이 우주 내에는 무질서도, 즉 엔트로피가 증가하고 있다는 것을 과학자들은 발견했습니다. 이 무질서도가 증가하는 법칙을 ‘엔트로피 증가의 법칙’, 또는 ‘열역학 제2법칙’이라 합니다.
이 현상은 우주 내에서 한 번 사용한 가용 에너지의 폐기물이 완전히는 재생(순환)되지 않기 때문에 일어나는 현상입니다. 가령 탄수화물 에너지의 폐기물인 이산화탄소(CO2)는 자연계에서 그 일부가 광합성 반응에 의하여 다시 탄수화물(녹말)과 산소(O2)로 재생이 됩니다.
만약에 에너지 폐기물이 다시 쓸 수 있도록 저절로 완전 재생이 된다면, 즉 에너지가 100% 자연 순환이 된다면 농작물에 거름을 모아 줄 필요도 없이 저절로 열매가 잘 열릴 것이며, 따라서 사람을 비롯한 모든 생물은 병들거나 죽지 않고 영생할 것입니다. 하나님께서 창조를 완료하신 심히 보시기에 좋은 상태가 될 것입니다(창 1:31).
아담의 범죄로 말미암아 하나님께서는 자연과 사람에게 저주를 내리셨습니다. 땅은 박토가 되게 하고, 사람에겐 에너지를 모으기 위한 노동을 부과하셨으며, 끝내는 죽음을 주셨습니다(창 3:17-19). 하나님의 저주는 바로 질서도 파괴 현상인 것입니다.
즉, 하나님의 저주로부터 자연계에 질서도 파괴 현상이 나타났고 이것을 과학적으로 정리한 것이 ‘엔트로피 증가의 법칙’(열역학 제2법칙)인 것입니다. 따라서 생명체를 제외한 자연계에서는 인위적으로 에너지를 공급하지 않는 이상 저절로 에너지가 공급되어 질서도가 높아지는 현상은 있을 수가 없는 것입니다.
(3) 열역학 제2법칙과 화학 진화
옛 소련의 생화학자인 오파린(A.I. Oparin, 1894-1980)은 1922년 생명의 기원에 관한 ‘화학 진화의 가설’을 발표했습니다. 오파린은 원시 대기에 포함되어 있던 수증기, 메탄, 암모니아, 수소 등으로부터 방전과 높은 에너지에 의하여 간단한 유기물이 형성되어 바다에 용해되었다고 했습니다.
오파린은 이렇게 형성된 유기물을 코아세르베이트(coacervate;콜로이드 형태의 덩어리)라고 했는데, 이것이 점점 보다 복잡한 것으로 진화된 후 드디어 자기 복제와 번식을 할 수 있는 생명의 최소 단위인 세포가 되었다고 가정했습니다. 그리고 이 오파린의 화학 진화 가설은 1953년 밀러(S.L.Miller, 1930-)에 의하여 그 가능성이 입증되었다고 합니다.
그는 메탄(CH4), 암모니아(NH3), 수증기(H2O), 수소(H2) 등의 환원성 가스를 밀폐된 용기에 넣고 계속 방전시켜 순환시킨 결과 수종의 아미노산 등 유기물이 생성되었다고 했습니다. 그리고 화학 진화가 절대로 불가능하다는 확실한 증거는 열역학 제2법칙(엔트로피 증가의 법칙)인 것입니다.
혹 원시 대기에서 어떻게 밀러의 실험에서처럼 유기물(아미노산)이 만들어졌다 하더라도 유기물에서 생명 세포가 되기 위해서는 아직도 ‘아미노산→단백질→세포’까지 유기물 내부에서 질서도를 높혀주는 여러 단계의 변화가 일어나야 합니다.
어쨌든 ‘무기물→유기물→생명세포’의 과정을 거치는 화학 진화는 분명히 질서도의 증가를 보여 주고 있습니다. 이것은 외부에서 에너지를 공급하지 않는 한 무질서도(엔트로피)는 증가한다는 열역학 제2법칙(엔트로피 증가의 법칙)에 정면으로 배치되고 있습니다. 따라서 화학 진화는 열역학 제2법칙에 의하여 원리적으로 불가능한 가설인 것입니다.
(4) 결 론
“천지는 없어지려니와 주는 영존하겠고, 그것들은 다 옷과 같이 낡으리니 의복같이 바꾸면 바꾸려니와 주는 여상하시고 주의 연대는 무궁하리이다”(시 102:26-27, 히 1:11-12). 말씀은 성경이 증거하는 열역학 제2법칙입니다. 우주 내의 가용 에너지가 점점 감소하고 무질서도가 증가하게 된다는 열역학 제2법칙(엔트로피 증가의 법칙)은 사람과 땅과 만물에 가해진 하나님의 저주로(창 3:14-19) 나타나게 된 불가피한 법칙인 것입니다.
따라서 이 엄숙한 자연 법칙, 즉 하나님의 법칙을 거슬려서 ‘무기물→유기물→생명 세포’로 될 수 있다는 ‘화학 진화’는 불가능한 가설인 것입니다. 즉, 생명은 화학 진화의 방법으로 생겨날 수가 없는 것입니다.
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