세상을 바꾼 화학, 원정현, 리베르스쿨, 독후감, 감상문, 줄거리, 요약

 

세상을 바꾼 화학

화학의 이론 변화를 알면 어렵던 주기율표가 한눈에 보인다! 과학사 교수이자 영재 교육 전문 교사가 알려 주는 화학의 역사! ‘과학’이라는 분야는 절대적이고 변하지 않는 진리를 품고 있는 것처럼 여겨진다. 하지만 학문은 다양한 이론이 등장하면서 변화하였다. 자연과학도 예외는 아니다. 과학 시간에 배우는 과학 개념은 많은 과학자가 세상을 이해하는 방식을 서로 논쟁하고 검증하는 과정을 거쳐 정리한 것이다. 〈세상을 바꾼 과학〉시리즈는 과학 교과서 속의 이론들이 어떻게 만들어졌는지 이야기를 통해 들려준다. 이 책에서 저자는 현재의 과학 이론을 과학의 역사에 자연스럽게 녹여 내 쉽고 재미있게 익힐 수 있도록 했다. 또한 책에 실린 귀여운 삽화와 다양한 시각 자료들은 독자가 과학을 여러 방식으로 이해하도록 돕는다. [세상을 바꾼 과학]시리즈의 두 번째 책인 《세상을 바꾼 화학》에서는 실험, 원소, 원자, 분자, 연소, 주기율표 등 화학의 핵심적인 개념들을 다룬다. 옛사람들은 세상이 무엇으로 만들어졌다고 생각했는지, 현재의 주기율표가 만들어지기까지 어떤 일들이 있었는지, 제2차 세계대전 당시 핵폭탄이 어떻게 만들어졌는지를 알아보자. 화학 역사의 변화를 살피면서 화학 이론을 이해하는 것은 물론, 과학적으로 사고하는 법도 익히게 될 것이다.

저자

원정현

출판

리베르스쿨

출판일

2018.01.23

 

1. 서두

과학은 이 세상을 이해하는 한 방법이다. 그래서 우리의 생활에서 과학을 배제하고 생각하는 것은 힘들다. 그런데 인류는 ‘과학’이라는 명칭을 사용하기 전부터 이미 이 세상을 이해하기 위한 과학적 방법들을 어느 정도는 알고 있었다. 그것은 관찰하고 실험하고 적용하는 것이다. 그런데 이러한 일련의 과학적 방법이 모든 사람들과 공유하는 객관성을 갖지 못했고, 그것을 이해하고 표현하는 방법에 있어서 공통성을 확보하지 못했다. 게다가 관찰과 실험을 할 수 있는 도구가 제대로 갖춰져 있지 않았기 때문에 어떤 정확한 결과에 이르기에는 역부족이었다. 하지만 세상을 이해하고 물질의 근원을 알고자 하는 욕망은 계속 이어져왔기에 그것을 통해서 과학은 발전해 왔다. 이 책은 인류의 과학 발전 중에서 화학에 집중하여 잘 설명을 해 놓았다. 시간적 흐름 속에서 중요한 사건과 발견들을 나열해서 전체적인 화학 발전의 흐름을 잘 이해할 수 있었다.

 

 

2. 물질의 기원

우리가 주위에서 보는 물질의 기원을 알고자 하는 관심과 노력은 인류의 인지 능력이 생겨나면서부터 자연스럽게 발현된 것이라는 생각이 든다. 다만 과거에는 정확한 관찰과 실험 도구가 없었기 때문에 눈에 보이는 수준에서의 관찰과 적당히 설명 가능한 생각이 있었을 뿐이다. 그런데 지금의 일반적인 사람들도 과거의 사람들과 큰 차이는 없을 것이다. 즉, 관찰과 실험 도구도 없고 어떤 과학 지식을 배운 경험도 없다면 과거의 사람들처럼 비슷한 생각을 했을 것이다.

 

과거의 사람들 중에서 탈레스는 물질의 근원을 물로 봤다. 우리 주변에 가장 많이 보이는 것 중의 하나가 물이고, 실제로 물속에서 많은 생명체들이 탄생하며, 생명체들의 대부분을 이루고 있는 것도 물이기 때문에 그것은 어쩌면 자연스러운 추론이었을 것이다. 탈레스 이후로 아리스토텔레스는 물질의 근원이 물, 불, 공기, 흙이라고 생각했다. 물을 물질의 기원이라고 봤던 것보다 좀 더 발전적인 생각이다. 특히 이 네 가지 요소는 각각 그 성질이 틀리고 겹치는 부분도 없기에 충분히 합리적 설명이 가능하다. 그래서 아리스토텔레스의 이러한 생각은 꽤 오랫동안 사람들이 물질의 근원을 이해하는 기준이 됐다. 그러다가 그 뒤로는 계속해서 물질을 쪼개고 쪼개면 그 근원을 발견할 수 있을 것이라는 생각에 이른다. 이러한 과거 사람들의 생각을 읽으면서 지금은 너무 당연한 지식과 생각이 형성되기까지 얼마나 많은 시간이 걸렸는지 알 수 있었다.

 

 

3. 연금술과 실험

본격적으로 화학이라는 것이 발전할 수 있었던 계기는 조금은 엉뚱한 이유 때문이었다. 화학의 발전만을 생각하면서 사람들이 노력했기 때문이 아니라 큰 돈이 되는 금을 만들기 위해서 화학 실험이 발전하게 된 것이다. 그래서 그러한 금을 만들기 위한 방법을 특정해서 ‘연금술’이라고 불렀다. 큰 돈을 벌고자 하는 사람들의 욕심은 아주 강력한 화학 발전의 원동력이 됐다. 그래서 사람들은 수많은 실험들을 진행했고, 그 과정에서 다양한 물질들을 섞으면서 데이터를 쌓아갔다. 그 결과 정작 금을 만들 수는 없었지만 다른 유용한 결과물들을 얻을 수 있었다. 그리고 연금술로 인해서 실험의 유용함과 중요성이 확실해졌다. 이에 보일이라는 과학자는 실험이야말로 자연에 관한 지식을 생산하는 최고의 방법이라고 여기게 됐다. 그래서 실험의 객관성을 확보하고자 실험 결과를 객관적으로 평가할 수 있는 사람들을 모아놓고 실험을 진행했다고 한다.

 

이 내용을 보면서 화학을 비롯한 과학은 단순히 세상을 이해하고자 하는 욕망 보다 어떤 실생활적 필요를 만족시키기 위한 욕망 때문에 더 빠른 속도로 발전한다는 생각이 들었다. 연금술도 결국은 돈을 많이 벌고자 하는 실생활적 필요 때문이었다. 그래서 어떤 의미에서 사람의 단순한 욕망은 무조건 나쁜 건 아니라는 생각도 해 보았다. 즉, 사람들의 과도학 욕망 때문에 이 세상에 문제가 생기기도 하지만 또 그런 욕망이 있기에 이 세상이 계속 발전할 수 있는 것 같다.

 

 

4. 과학자들의 노력과 화학의 발전

많은 일들이 그렇듯 어떤 터닝포인트를 넘으면 급속한 발전을 이루는 것 같다. 화학도 연금술의 시대를 넘어서면서 급속한 발전을 이루기 시작했다. 그리고 19세기를 지나면서 확고하게 화학이 탄탄한 베이스를 깔게 됐다. 그 19세기에 이루어진 것이 바로 원자 사이의 관계에 대한 이해와 주기율표였다. 지금도 화학 시간에 필수로 외워야 하는 주기율표의 원소들이 대부분 19세기에 발견되고 정리되었다. 라부아지에가 발견하기 전까지는 공기와 산소의 구분도 안 되어 있었다고 한다. 라부아지에는 화학의 기준을 세우는 초기에 큰 역할을 했다. 가장 대표적인 것 중 하나는 바로 물질의 이름을 짓는 것이었다. 그 무렵 물질의 이름은 ‘비너스의 독설’, ‘머큐리신의 사자자리’처럼 모호한 것들이 대부분이었다고 한다. 라부아지에는 이러한 모호한 이름들을 일정한 기준과 체계에 따라서 정하기 위해 노력했다. 그리고 그러한 노력이 최종적으로 주기율표를 만들어가는 초석이 되었다. 하지만 라부아지에는 자신의 연구를 위한 자금 지원을 받고자 세금 징수회사에서 일했는데 프랑스 혁명이 발발한 뒤에 적과 내통했다는 이유로 처형을 당했다. 이처럼 과학이라는 것은 우연하고 어이없는 이유로 발전하기도 하지만 그 과정에서 또 이런 예측 불가능한 황당한 결말도 있다. 만약 라부아지에가 그렇게 허무하게 죽지 않았다면 더 큰 업적을 남길 수 있었을 것이라는 생각에 안타까운 마음이 들었다.

 

그래도 라부아지에 뒤에는 멘델레예프가 있었다. 그런데 멘델레예프가 주기율표를 발표하기까지는 많은 고난이 있었다. 시베리아, 모스크바, 상트 빼쩨르부르크 등으로 끊임없이 이동하는 고난 속에서도 엄마의 교육열과 본인의 열정이 만들어낸 결과였다. 그런데 또 여기에는 숨은 이야기가 있다. 우리는 멘델레예프만 기억을 하지만 독일의 화학자인 마이어도 주기율표를 만들었다고 한다. 마이어는 1868년에 만들었지만 발표를 하지 않고 있다가 멘델레예프가 발표한 뒤에 자신의 결과물을 발표했다. 하지만 마이어는 자신이 먼저 발견했다는 식의 자랑을 하거나 멘델레예프의 업적을 폄하하지 않았다. 오히려 멘델레예프의 공을 인정했다고 한다. 이 내용을 보면서 어떤 큰 발견은 비슷한 시기에 다른 장소에서 이루어질 수 있다는 생각이 들었다. 그리고 과학자도 충분히 어떤 최초 발견이라는 명예에 대한 욕심이 있었을 텐데 그 명예를 양보하는 모습도 감동적이었다. 그렇게 주기율표는 라부아지에가 어느 정도 큰 틀을 만들고, 멘델레예프가 수정하고 체계화한 뒤 모즐리에 의해서 완성되어 지금에 이르고 있다. 물론 지금도 주기율표에 새로운 원소들이 채워지고 있다. 하지만 주기율표의 큰 틀에서는 과거와 동일하다. 그 만큼 그 무렵 화학자들의 업적은 위대한 것이라는 생각이 들었다.

 

 

5. 맺음말

19세기와 20세기 초반을 지나면서 화학은 날개를 단 것처럼 급속한 발전을 이루었다. 특히 1차 세계 대전과 2차 세계 대전을 겪으면서 각종 폭탄과 화학 물질을 만드는 과정에서 더 빠른 성장을 이루었다. 사람들 죽이기 위한 이유로 화학이 크게 발전했다는 것이 슬픈 일이기는 하지만 또 그렇게 발전된 화학의 결과물들이 다시 우리의 실생활에 유용하게 사용되고 있다. 큰 폭발은 사람을 죽일 수 있지만 작은 폭발은 전기를 생산하고 큰 물체를 움직이는 에너지원이 된다. 또한 사람을 죽이기 위한 화학 물질은 적절히 제어하거나 아니면 다른 방식으로 응용하면 사람을 살릴 수 있다. 특히 암을 치료하기 위한 항암 치료에도 화학 요법이 적용된다. 그 만큼 화학을 비롯한 과학은 양날의 칼이 된다. 그래서 이 책의 제목처럼 화학은 좋은 쪽으로든 나쁜 쪽으로든 이 세상을 바꿔온 것은 확실하다. 그리고 앞으로도 화학은 이 세상의 변화에 앞장서게 될 것이다. 다만 이왕이면 좀 더 긍정적으로 사용되기 위해 발전하기를 희망한다.