이 연구는 “왜 한국의 방사성탄소연대가 특정시점에 집중되어 있고 그 사이에 현저한 공백이 분포함으로써, 과거의 인구변동에 대한 일반적 예측에서 벗어나는가”의 문제를 고고학, 물리학, 통계학의 융합연구를 통해 규명하는 데에 목적을 두고 있다. 본 연구는 탄소연 ...

이 연구는 “왜 한국의 방사성탄소연대가 특정시점에 집중되어 있고 그 사이에 현저한 공백이 분포함으로써, 과거의 인구변동에 대한 일반적 예측에서 벗어나는가”의 문제를 고고학, 물리학, 통계학의 융합연구를 통해 규명하는 데에 목적을 두고 있다. 본 연구는 탄소연대 편중의 문제를 규명하기 위해서는 측정결과를 실제 연구에 적용하는 고고학 분야와 측정의 원리를 개발하고 시료를 측정하는 물리학 분야, 그리고 오차를 가지고 있는 확률치인 탄소연대를 적절히 분석-해석할 수 있는 통계학의 융합연구가 필요하다는 문제의식에서 출발하였다.
한국의 탄소연대는 특정시점에 편중되어 있고, 그 사이에는 수백 년 간의 공백이 발견된다. 탄소연대의 공백현상이 가장 두드러진 시점은 (1) 신석기시대와 청동기시대의 전환시점인 4천년기 후반부와 (2) 초기철기시대에서 원삼국시대 전반부에 해당하는 시점이다. 이 시기에 탄소연대 누적치는 전시기에 비해 급격히 감소한다. 탄소연대상의 공백이 발생한 시점 직후에는 다시 가파르게 급증한다.
본 연구는 “왜 한국의 탄소연대가 특정시점에 집중되어 있고 그 사이에는 현저한 공백이 발생하는가”, 즉 “탄소연대분포와 인구증가의 관련성에 대한 일반적 기대치와 차이가 나는 이유는 무엇인가”에 대한 문제제기로부터 시작되었다. 만약 탄소연대분포와 인구변동간의 밀접한 관계를 상정하는 전제를 있는 그대로 수용한다면, 이러한 탄소연대의 분포상의 집중/공백이 남한지역에서 발생하는 것은 실제로 인구가 급감과 급증을 주기적으로 반복하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 하지만, 한국 선/원사시대 인구변동에 대한 이 해석이 그리 합리적이라 생각하지 않는다.
본연구는 이 문제가 고고학이나 물리학의 단독적인 연구를 통해서는 결코 풀릴 수 없으며, 한국탄소연대의 편중현상을 설명하기 위해서는 고고학적인 접근 뿐 아니라 탄소연대측정법에 대한 물리학적, 통계학적 검토가 동시에 필요하다는 점에 대한 공감대가 연구진 사이에 형성됨으로써 시작되었다. 본 연구는 한국 방사성탄소연대의 시간적 편중현상에 대해 고고학에서 던진 질문에 대해 물리학이 답하고, 탄소연대측정 방법상의 물리학적 가설에 대해 고고학적 적용을 통해 검증하며, 이에 대해 통계학적 고찰을 행함으로써, 고고학과 물리학, 통계학이 같이 해결방안을 찾아가고자 한다. 공통된 주제와 시료를 가지고 융합적인 연구를 행함으로써 각각의 단독적 연구에서는 해결하기 어려운 문제에 대해 생산적으로 접근하고자 하는 것이다.

1. 융합연구를 통한 학문주제 도출의 전범 마련
본연구팀은 인문학과 기술/자연과학의 융합적 연구의 목적과 접근은 두가지 측면에서 바라볼 수 있다고 생각한다. 첫째, 인문학적 문제의식을 기술과의 접목을 통해 구현하는 것이다. 여기에서 자연과학-공학적 방법론은 인 ...

1. 융합연구를 통한 학문주제 도출의 전범 마련
본연구팀은 인문학과 기술/자연과학의 융합적 연구의 목적과 접근은 두가지 측면에서 바라볼 수 있다고 생각한다. 첫째, 인문학적 문제의식을 기술과의 접목을 통해 구현하는 것이다. 여기에서 자연과학-공학적 방법론은 인문학-사회과학의 “기술적 도구(technical tools)”로서 이용될 수 있으며, 즉각적인 문제해결을 도울 수 있다. 두 번째의 측면은 첫 번째 측면과는 달리, 인문사회과학과 자연과학이 공통의 학문적 연구주제를 설정하고 융합적으로 접근함으로써 19세기 이래 자의반 타의반으로 공고해져 왔던 학문적 경계를 허물고 새로운 연구주제와 융합적, 통섭적 접근법을 도출하는 것이다. 이 접근은 즉각적 현안해결보다는 차세대를 위한 새로운 학문적 주제의 제공을 목표로 한다. 이 접근은 전자에 비해 새로운 학문적인 논의구조 창출이라는 목표와 관련되어 있다.
본연구팀은 본 연구를 통해 이 중 후자를 지향한다. 본 연구를 통해 학문 간의 벽을 허물고 새로운 연구주제를 도출하고자 하는 것이다. 하지만, 그렇다고 해서 학제간 융합연구가 새로운 패러다임의 창출이라는 거창한 목적의식에서만 출발하여야 할 필요는 없다고 본다. 학제간의 융합연구가 중요하다는 원론적 차원의 구호보다는, 인문사회계와 자연과학계에서 동시에 관심을 가지고 있는 주제에 대해, 구체적인 문제점을 공동인식하고 해결을 목표로 하여 공동연구를 진행함으로써 좀 더 구체적이고 현실적인 융복합연구가 이루어질 수 있을 것이라 생각한다.
탄소연대측정법은 고고학과 물리학 양자 모두 중요한 연구주제로서의 역할을 하고 있으며, 지질학, 기후학, 통계학 등의 분야에서 다양하게 이용되고 있다. 그럼에도 불구하고, 탄소연대라는 연구주제는 그 자체적으로 융합적 연구에 가장 부합하는 것임과 동시에, 실제적으로는 그렇게 연구가 진행되지 못하고 있는 대표적인 분야 중 하나이다. 이러한 문제의식 하에서 본 연구팀은 탄소연대에 대한 융합적 연구를 통해 인문학과 자연과학의 경계를 허물고, 새로운 연구주제를 만들어내는 작업을 진행하고자 하는 것이다.

2. 탄소연대 데이터베이스의 구축
본 연구팀이 구축하고 있는 남한지역 탄소연대 데이터베이스는 샘플링상의 오류를 최소화할 수 있을만큼의 밀도와 수량(2016. 5월 현재 12,000건)를 지니고 있으며, 고고학 연구에 필요한 다양한 변수를 포괄하고 있을 뿐 아니라, 가장 결정적으로 탄소연대측정의 원자료까지 파악할 수 있다는 점에서 훨씬 학문적 활용도가 높다고 생각한다. 더욱이 2단계 연구를 통해 본 연구팀은 일본의 탄소연대 데이터베이스를 구축할 계획을 수립하였다. 이 데이터베이스의 구축이 본격화될 경우, 세계각국의 고고학연구자와 탄소연대연구자들이 적극적으로 이용할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것이다. 그렇다면, 한국의 탄소연대측정 결과는 전세계 고고학 및 물리학의 연구에 직접적인 기여를 할 수 있을 것이다.

3. 동아시아 선사/역사 연구에의 기여
탄소연대측정법의 활용 이후, 세계 각지의 문화병행관계가 밝혀지고, 문화변동속도의 비교를 통해 고고학의 이론이 한 걸음 나아갔던 전례를 볼 때, 동아시아의 역사연구에 있어서도 탄소연대는 편년과 지역간 병행관계 연구에 중요한 도구로 활용될 수 있을 것이다. 특히, 본 연구의 2단계에서 본격적으로 시도될 것인 방사성탄소연대를 통한 한일간 인구이동과 재조직이라는 주제는 여기에 잘 부합한다. 아직 일본과 중국, 그리고 북한지역의 탄소연대 축적량이 아직 한국과의 비교연구를 행할 수 없는 수준에 이르지 못하고 있다는 점은 아쉽지만, 이는 반대로 말하면 남한지역의 탄소연대 연구성과가 동아시아 고고학/고대사연구의 아젠다를 선점할 수 있는 계기로 작용할 수 있다는 점을 의미하기도 한다.

1단계 연구내용
본 연구팀은 한국탄소연대의 편중분포가 실제 인구변동을 반영하기 보다는 표본추출상의 오류 또는 측정결과의 물리학적 오류에 의한 것일 가능성을 집중검토하였는데, 비정상적 편중분포를 유발할 수 있는 고고학적, 물리학적 요인을 추출하여 가설을 수 ...

1단계 연구내용
본 연구팀은 한국탄소연대의 편중분포가 실제 인구변동을 반영하기 보다는 표본추출상의 오류 또는 측정결과의 물리학적 오류에 의한 것일 가능성을 집중검토하였는데, 비정상적 편중분포를 유발할 수 있는 고고학적, 물리학적 요인을 추출하여 가설을 수립하고 이를 검증한 후, 각각에서 기인하는 오류를 보정할 수 있는 확률적 방법론을 개발하여 적용하였으며, 보정을 통해 편중분포가 완화되는지를 파악하고자 하였다. 이에 대한 분석을 위해 한국 방사성탄소연대의 데이터베이스를 우선적으로 구축하였는데, 현재 12,600건의 탄소연대와 고고학적 정보가 취합되었다. 또한, 탄소연대치의 물리학적 오류의 가능성을 점검하기 위해, 3차에 걸쳐 탄소연대 측정실험을 실시하고, 그 결과를 통계적으로 처리하여 물리학적 오류가능성을 점검하였다. 또 한편으로는, 시뮬레이션과 공간분석을 통해 고고학적인 요인에 의거하여, 탄소연대의 편중분포를 해소할 수 있는 방법론을 개발하여 데이터베이스의 자료에 적용하였다. 그리고, 이를 바탕으로 한국의 선사시대와 역사시대의 인구의 시간적변동과 공간적 재조직 과정을 살펴보았다.
2단계 연구계획
1단계의 연구결과, 본 연구팀은 추가적인 연구가 필요함을 절감하게 되었다. 첫째, 본연구팀의 탄소연대 데이터베이스를 세계학계에 공개하기 위해, 데이터베이스의 조정과 보완이 필요하였다. 둘째, 3년의 실험에서 발견된 물리학적 오류유발 요인에 대한 추가점검이 필요하였다. 셋째, 탄소연대의 시공간적 분포를 보정/해소하는 방법론의 개발 및 적용을 실시하였던 1단계의 연구에도 불구하고, 한국탄소연대의 편중분포가 해소되지 않는 부분이 있을 가능성이 제시되었는데, 그렇다면 이것은 실제 과거의 인구변동을 반영할 가능성이 있는 바, 이에 대한 연구가 필요하였다. 한국탄소연대에서 공백이 가장 심한 부분은 한국 중기청동기시대 이후의 몇백년간인데, 본연구팀은 이 시점이 일본 전기 야요이시대 도작농경의 급격한 확산 및 인구증가의 시점과 대체로 맞아떨어진다는 점을 주목하고 이에 대한 연구를 계획하고 있다. 이를 위해, 일본의 탄소연대를 취합하고 보정하여, 실제 이 시점에 일본의 인구가 증가하는지를 확인하고자 한다. 만약 한반도 인구급감 시점에 일본의 인구가 증가한다면, 이것은 일본 농경사회의 확산에 한반도로부터 대규모의 농경민 이주가 개입되어 있었다는 점을 의미할 것인 바, 이에 대한 연구는 동아시아 선사시대 연구의 질적 제고를 꾀할 수 있음은 물론, 탄소연대가 인구의 시공간적인 재조직과정을 복원하는데에 결정적인 단서를 제공하는 방법론으로 활용될 수 있다는 점을 보여줌으로써 세계의 고고학계와 물리학계에 큰 파급효과가 있을 것으로 기대한다.