노벨상 수상자를 배출하는 일본, 저조한 연구 위상에 대하여 미국에 건너간 연구자들이 생각하는 일본의 희망
* 일본 언론에 재미 연구자의 눈으로 본 일본의 문제점과 개선점에 대해 소개된 글을 요약해 본다.
일본은 노벨상 수상자도 다수 배출해 예전까지만 해도 과학입국이 될 것으로 기대됐다. 그런데 논문 인용수나 대학 순위 등의 수치로 보는 일본의 위상은 계속 낮아지고 있다. 어쩌다 이렇게 됐는지, 여기서 다시 회복하려면 어떻게 해야 하는지 그렇게 고찰하는 기사는 여럿 있다.
■ 일본 과학의 "현재 위치"는
1990년대 후반부터 일본 과학의 쇠퇴는 시작됐다. 실제로 데이터를 보면 2000년 이후부터 대학으로부터의 논문수 감소보다 전에 기업으로부터의 논문은 1996년부터 감소 경향을 보이고 있다.
그리고 Top 10% 피인용 논문 수로 보면 1997-1999년 경에는 세계 4위였으나 이후 점점 순위가 낮아져 2017-2019년에는 10위로 후퇴하고 있다.
급상승 중인 중국과 강대국인 미국은 과학에 많은 예산을 들이고 있으니 강하다. 그것도 이유 중 하나다.
그러나 과학에 들어가는 예산을 살펴보면 일본은 외국에 결코 뒤지지 않는다. 2020년도 과학기술 연구비는 19조 2365억엔으로 세계적으로도 미국 중국에 이어 3위다
GDP도 세계 3위 임을 생각해도 타당하다고 할 수 있다. 그럼 그 예산의 사용법이, 성과에 연결되어 있지 않은 것일까. 이 일에 대해서는 추후 고찰해 본다.
■ 일본의 연구자는 적은가?
우선은 연구자의 수라고 하는 관점에서 보면,
인구 100만명당 연구자 수는 일본 5331명, 미국 4412명, 영국 4603명, 독일 5212명 등 유럽과 비교해도 특별히 많은 것도 아니다.
중국(1307명)이나 인도(253명)는 인구가 많아서인지 인구 대비 연구자 수는 적지만 최고 수준의 눈부신 활약을 보이고 있다. 최근의 성장세로 보면 아직 성장세가 있다고도 할 수 있다. 반면 일본은 지난 25년간 줄곧 안정세를 보이고 있다. 그리고 일본의 특징으로 박사학위 취득자가 적다는 점을 들 수 있다. 2018년 데이터에서 연간 신규 박사학위 취득자 수는 인구 100만명당 영국은 375명, 독일에서는 336명이지만 일본에서는 120명이다.
연구자의 수는 필적하고 있어도 학사 졸업이나 석사 졸업이 많으며, 특히 기업 연구자에게는 두드러진다.
하지만 이는 1997년 이전에도 그랬고, 일본 과학 쇠퇴의 직접 원인은 아니다. 기업으로부터의 논문의 감소는, 1991~1993년의 거품 붕괴의 여파로 기업이 기초연구나 논문 집필에서 손을 떼, 응용분야 개발이나 특허 등 직접 제품에 결합하는 연구개발로 방향을 틀었기 때문일 것이다.
어쨌든, 포스트의 수의 제한도 있어 연구자 수를 늘리는 것은 득책이 아니고, 침체의 원인은 연구자 수의 많고 적음에 있는 것이 아니다. 오히려 현재 박사학위를 소지하고 있지만 충분히 활용되지 않은 인재가 늘어나고 있다고 본다.
1996년(1996년)도~12년(2000년)도에 정부 지도로 포스트 닥터 1만명 계획이 이루어져 박사 학위 취득자는 증가했다. 그러나 포스트 닥터나 임기가 있는 젊은 연구원의 그 후의 경력 경로는 불투명하여 오랜 기간 문제가 되고 있다.
아직 타국보다 박사학위 취득자가 적음에도 불구하고, 박사학위 소지자가 갈 곳이 없고 인력을 살리지 못한다는 것은 심각한 문제이다.
■ '연구 시간 감소' 배경을 고찰하다
게다가 일본의 연구자들은 연구 이외의 일에도 바빠지고 있다.
2002년(헤이세이 14년)과 2018년(헤이세이 30년)을 비교하면 연구에 드는 시간이 46.5%에서 32.9%로 크게 감소하였다. 그에 비해 증가하고 있는 것은 교육활동이나 사회 서비스 활동이다. 물론 교육에 시간을 소비하는 것은 교원으로서는 본업이지만, 일본과 미국에서 크게 다른 점이 여럿 있다. 그래서, 연구시간의 감소의 배경을 아래와 같은 3가지로부터 고찰해 보자.
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(1)연구실 내 교육업무 부담과 보좌 인원의 수
(2)교육전임교원의 존재
(3)리서치 어드미니스트레이터(URA)의 존재
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(1)연구실 내 교육업무 부담과 보좌 인원의 수
우선 주목할 것은 교수 한 명당 지도하는 대학원생 수, 그리고 또 하나, 교수 연구수행에 있어 지원해 주는 인원 수이다.
먼저 첫 번째, 교원과 대학원생의 비를 살펴보자. 교실에서 강의를 받는 학부생은 교원과 학생의 비율은 크게 문제되지 않는다. 교원과 대학원생의 비로서도 대학마다 편차는 있지만, 예를 들면 일본의 국립대학에서는 교원 1인당 대학원생 2.1명이다.
미국에서도 약 140만명의 교수에 비해 310만명의 대학원생, 즉 교수 1인당 2.2명으로 언뜻 보기에 달라 보인다(National Center for Education Statistics (2022). Characteristics of Postsecondary Faculty).
그러나 그 실체는 전혀 다르다. 지도교원 1명과 다수의 대학원생의 토론으로 연구가 진행되는 분야도 있지만 지도교원에 의한 밀접한 지도가 필요한 분야에서는 특히 인원수가 중요하다. 연구실에서 실험을 하는 분야, 예를 들어 생명과학 등이다.
효율적이고 임팩트 있는 논문을 낼 수 있는 이상형의 연구실 구성원 인원에 관한 논문이 있다(Elisabeth Pain (2015). Staffing labs for optimal productivity. Science).
평균 연구실 크기는 지도교원(PI) 1명에 더해 포스닥 연구원 5명, 대학원생 3명, 연구보조원 2명이라고 밝혔다.
네이처지(Chris Woolston. Bigger is not better when it comes to lab size. Nature 518,141 (2015))에서는 PI 1명에 더해 평균 6명이라고 말하고 있다. 구성에 대한 언급은 없지만, 일반적으로는 포스닥 연구원 2명, 대학원생 3명과 연구 보조원 1명 정도. 이 이상을 근거로 미국에서의 사례를 보자.
미국에서는 대학교원은 주로 Professor(교수), Associate Professor(준교수)와 Assistant Professor로 구성된다. 각각 독립된 교원이며 독립연구실을 갖고 PI가 될 수 있다.
Assistant Professor는 조교와는 다르다. 테뉴어트랙(무기고용교원이 되기 전 심사기간) 독립교원이며 연구실을 차리고 업적을 쌓으면 Associate Professor(테뉴어, 즉 무기고용교원)로 출세한다. Associate Professor는 일본의 부교수(준교수)와 가까운 직종이다. Assistant Professor도 Associate Professor도 Professor직이며 교수회에도 참석한다.
우선 Assistant Professor인 PI 1명의 연구실에서 시작해 가장 먼저 고용하는 사람은 대부분 연구보조원이다. PI 스스로 실험을 하고 연구보조원이 보좌를 한다. 다음으로 대학원생 혹은 포스닥이 참여, 점점 연구실의 규모는 커진다. 모두 PI 연구비에서 고용되기 때문에 누구를 어떻게 고용하고 어떻게 운영하느냐가 생존의 간이다.
특히 대학원생은 처음에는 기술적으로나 논리적으로나 세심한 지도가 필요하기 때문에 무작정 인원을 늘리면 지도가 안 된다.PI와 포스트닥, 박사학위를 가진 자의 여러 눈으로 포괄적인 지도와 실무적인 지도를 모두 하는 것이 바람직하다.
외부로부터 유치한 경쟁적 자금에 따라 포스트 닥터나 연구 보조원의 수도 증가하는데, 그들의 수를 근거로 충분히 지도를 할 수 있는 학생의 수를 생각하면서 신중하게 학생의 수용수를 검토하여 인원을 늘려 나간다. 활발하고 잘 되고 있는 연구실은 역시 위의 이상 구성원 수에 가까운 구성이다.
또한 미국에서는 대학원생 별로 교수 여러 명으로 구성된 커미티가 형성되어 중간발표나 연구의 진행상황이나 지도교원과의 관계방식에 대해서도 객관적인 시각으로 지켜보고 있으며, 지도가 널리 이루어지고 있다. 즉, 미국의 경우 교원 1인당 지도하는 대학원생은 2.2명이더라도 복수의 포스트닥에 의한 지도 보좌나 다른 교원의 분담도 있어 충분한 지도를 할 수 있는 체제이다.
한편 일본의 연구실 구성은 살펴보자. 물론 연구실에 따라 다르겠지만 실험을 주로 하는 생명과학계 강좌제 연구실에서는 교수 1명, 부교수(준교수) 1명, 조교 1~3명, 나머지는 모두 대학원생이라는 게 일반적이라고 할 수 있다.
박사 과정을 밟는 대학원생이 많은 일부 국립대에서도 석사 학생이 모두 박사 과정을 밟지는 않는다. 예를 들어 대학원 박사과정 3학년~1학년까지 각 학년 1명, 석사과정 2학년~1학년이 3명씩, 학부에서 졸업논문을 위해 배속된 대학 4학년생이 4명(총 13명의 학생) 정도의 규모를 예로 든다. 비서 한 명이 있을 수도 있고(없을지도 모른다), 연구보조원이나 포스닥 연구원은 없는 연구실이 더 많을 것으로 보인다.
만일 교수 1명(교수회 등으로 바빠 실질적인 지도는 하기 어렵다), 준교수와 조교 2명이 13명의 학생을 각각 분담해 교수가 직접 지도하지 못할 경우 1인당 4~5명 정도의 학생 지도에 쫓기게 된다. 자연히 박사과정 학생들도 후배를 돌보게 되고 미숙한 채 잘못된 방식이 침투할 위험성도 있고 실패의 연쇄를 파고들어 고통받을 수 있다.
즉, 이러한 연구실일 경우, 외부에서 본 교원과 대학원생의 비율은 언뜻 같아도 보좌를 해주는 포스닥 연구원이나 연구 보조원의 수가 적다는 점, 졸업 연구를 위한 대학생도 많기 때문에, 적은 지도 교원이 많은 학생을 거느리게 된다. 구미의 대학원생 1명당 박사학위를 가지고 실질적으로 지도할 수 있는 사람이 연구실내에 1~2명, 연구실외에도 상담할 수 있는 교원이 3~4명 있는 상황과는 상당히 다른 것이 아닐까.
앞의 두 논문에서 구성원이 1명 늘어날 때마다 생산성은 올라가지만 15~20명이 넘으면 반대로 생산성은 떨어진다고 한다.
구미의 일반적인 연구실의 20명 클래스의 연구실은 Professor 1명, Research Assistant Professor가 2~3명, 포스트 닥터 5~7명, 원생 5~7명, 연구 보조원 3~4명 정도라고 한다. 대부분은 숙련된 연구자들이고, 앞에서 서술한 강좌제 연구실의 예처럼 대부분이 원생인 상황과는 많이 다를 것으로 보인다.
또한 연구자에 대한 연구 보조자의 수도 일본은 상당히 적어 1인당 0.25명이다
유럽 국가의 0.58명, 중국 1.28명과 비교해도 매우 적다.미국에서도 각각의 연구실에 연구 보조원이 있어 다양한 기술적 보좌를 해주고 있으며 핵심적 보안성이 충실하기 때문에 전문적인 실험이나 해석 위탁도 할 수 있고 실험동물의 보살핌 등도 세심하게 해준다. 연구자들은 다양한 지원을 받아 실험을 계획하고 해석하고 고찰하며 이런 실험에 집중해 손을 움직이거나 효율적으로 연구에 전념할 수 있다.
다만 일본 연구실에서도 변화가 일어나고 있다고 느낀다. 지금도 대부분 원생이라도 연구실도 있는 반면 강좌제를 그만둔 교수 이외의 교수에게도 독립연구실을 갖게 하는 대학도 늘고 있다.
PI(교수, 준교수, 또는 전임강사) 밑에서 학생들이 연구를 한다. 전술한 효율이 좋은 연구실 구성을 토대로 생각해 봐도 좋을 것이다. 받아들인 학생의 수는 적절한지, 충분히 지도를 할 수 있는 박사학위를 가진 연구원(조교나 포스닥)이 있는가, 연구 보조원은 충분한가.
연구실을 운영해 나가려면 연구비를 취득하고 논문을 내는 것이 중요하다. 혹여 정신없이 돌아가고 있는 것 같으면 대학원 교수를 늘리는 것이 바람직하다.
■ 연구비의 분배는?
지금까지 '연구자의 수'라는 논점, 그리고 '연구시간의 감소 배경에 있다고 생각되는 세 가지 요소'를 언급했는데, 앞서 잠깐 언급되었던 '예산 사용법'에 대해서 살펴보도록 하겠다.
서두에서 말했듯이 일본이 쓰는 연구비의 총액은 다른 나라에 비해 손색이 없다. 2020년도 과학기술연구비 19조2365억엔 중 국·지방공공단체는 3조3600억엔이다.
물론 민관이 합쳐서 5년에 연구개발 투자총액 120조엔을 목표로 한다는 목표는 훌륭하지만, 현재 이 정도의 고액의 연구비를 투입하고 있는 것에 비해, 연구력이 쇠퇴하고 있는 것은 이해할 수 없다.
이런 화제에선 "운영교부금이 줄었기 때문"이라는 목소리가 많이 나온다. 연구실을 운영하는 데 안정적인 재원이 있다면 안심하고 연구에 매진해 성과가 오를 것이라는 얘기다. 그러나 2004년 1조 2415억엔이었던 운영비 교부금은 해마다 줄고 있지만 2020년에도 1조807억엔이다.
그만큼 경쟁적 자금도 증가하고 있다. 아니 경쟁적 자금은 과도한 선택과 집중으로 상위 대학에 몰리고 있다는 얘기는 많이 들린다.하지만 경쟁이 치열한 것이 연구력을 쇠퇴시킬까.일본의 과연비 채택률은 2021년(2021년)에 27.9%. 고액의 기반연구 S부터 소액의 기반연구 C, 연구활동 스타트 지원, 신진연구, 도전적 연구 등 다수 있으나 대부분의 액수가 적고 그만큼 채택률이 높아 다수에게 나눠주고 있다.
미국 등은 인건비도 포함하므로 단순히 비교할 수 없지만, 예를 들어 미국에서 가장 대중적인 연구비인 R01(5년에 약 2억엔)을 예로 들어 생각해 보자. 미국에서는 개인 연구자가 취하는 연구비에서 최대 연구자인 자기 자신이나 분담 연구자, 포스트닥 연구자 등의 인건비의 일부를 낸다. R01의 절반을 인건비로 쓴다고 하면 실험비용은 1억엔 정도, 즉 일본에서 말하는 기반 A 정도의 규모에 해당한다.
이런 R01의 채택률이 10~14% 정도다. 출발의 Assistant Professor부터 역전의 Professor까지 모두 R01을 노린다. 다른 대형이나 소형인 것도 있지만 신청서의 대부분은 R01이다. 이 채택률을 생각하면 미국에서도 경쟁이 꽤 치열하다고 하지만, 연구력은 쇠퇴하고 있나?
미국에 비하면 일본은 선택과 집중을 하지 않고 상당히 넓게 나눠주고 있다고 할 수 있다. 또한 2020년도(2020년) 예산액은 전략적 창조연구추진사업(CREST·사키가케·ACT-X)이 418억엔, AMED가 1274억엔, WPI가 59억엔 있다. 일본을 담당하는 최고 연구자들에 대한 연구비로는 많지 않다.
■ 일본의 뛰어난 인재를 어떻게 활용해 나갈 것인가?
일본은 연구비도 연구자 수도 다른 나라에 뒤지지 않는다. 이런 일본의 연구력은 왜 쇠퇴해 왔는가. 그것은 연구자가 연구를 할 시간이 충분히 주어지지 않았기 때문으로 보인다.
연구 보조자나 핵심 파실리티나 연구 사무의 인원을 늘려 연구자를 연구에 전념하게 하는 것은 어떨까. 위에서 경쟁이 치열한 것이 연구력을 쇠퇴시키는 일은 없지 않은가라고 미국을 예로 들어 말했다. 일본 연구자들도 그럴 것이다. 충분히 연구할 시간이 생겨 연구에 전념할 수 있다면 경쟁적 자금을 확보할 수도 있다.
일본에는 인재가 풍부하다.물론 아카데미아 교원 자리를 얻을 수 있는 인원은 한정돼 있다.그것은 어느 나라에서나 그렇다.하지만 박사학위를 살리는 다른 일자리가 다른 나라에는 풍부하다.
연구보조자와 핵심 관계자와 교육전임교원, 연구사무URA는 대학 고용이고 많게는 임기 없이 복리후생이 있는 안정된 직이다. 미국 교원으로도 테뉴어로 불리는 무기고용 교원직을 따기 전까지는 임기는 있고 치열한 경쟁과 자금확보에 지쳐 있는 아카데미아 연구자도 있다. 기업(연구직뿐만 아니라 영업이나 개발도)으로 옮기는 사람도 많지만 정부의 연구지원 관련직이나 대학 근무 연구지원직도 인기다.
경쟁사회라도 아카데미아 연구자를 계속하고 싶은 사람은 계속하면 된다. 그렇지 않은 인재도 다수이고, 연구 지원직에 채용해 활용해 나감으로써 연구 전임직의 생산성을 보다 높여 전체적으로 국가의 연구력을 강하게 해 나갈 수 있을 것이다.
일본에는 뛰어난 인재가 풍부하다. 이러한 인재를 활용해 나가는 것이야말로 연구비를 효율적으로 활용하는 최대의 전략일 것이다. 연구비라고 하면 연구실에 배부되는 운영비나 경쟁적 자금이라고 하는 연구자가 소비한 자금에 관한 것만이 화제가 되지만, 연구자 자신의 인건비, 또 연구를 지지하는 사람들의 인재 활용이야말로 일본의 연구발전으로 이어지는 투자일 것이다.