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『과학자 갤러리』는 자연과 우주를 이해할 수 있는 기틀을 마련하고 인류의 삶을 바꾼 위대한 과학자들을 <천문학과 우주학>, <수학>, <물리학>, <화학>, <생물학>, <의학>, <지질학과 기상학> 등 총 7개의 분야로 나누어 소개한다. 인류의 삶에 절대적인 영향을 미친 과학자들의 흔적을 연대기 순으로 따라가다 보면 어느새 2500년 과학의 역사가 파노라마처럼 펼쳐지고, 현재 우리가 살고 있는 세상이 어떤 과정을 거쳐 여기까지 왔는지를 이해하게 된다. 또한 우리가 기억해야 할 과학자들의 삶과 업적을 한 권으로 정리하고 있어, 좀 더 깊이 있는 탐구를 원하는 독자들에게 기초적인 길잡이 역할도 겸하고 있다.

고대에서 현대에 이르기까지,
과학자들을 통해 본 2500년 과학의 역사

절대불변인 듯한 ‘진실’에도 의문을 품으며 과감하게 세상에 도전한 과학자들,
그들의 삶을 따라 과학의 역사가 파노라마처럼 펼쳐진다!

오늘날 과학은 두 가지 의미로 해석된다. 하나는 우리 주변 세상에 관한 연구, 다른 하나는 연구가 실행되는 방법, 즉 과학적 방법론이다. 인류의 오랜 조상들은 밤하늘을 바라보며 창조의 신비에 경이를 느끼거나, 최초의 약용식물을 채집해 생활 속에서 과학을 체험하며 살아왔을 것이다. 그러나 과학적 방법론은 비교적 근래에 등장한 개념이다. 어떤 대상에 대해 자기만의 독특한 가설을 세운 후 주의 깊은 실험을 반복해서 동일한 결과를 얻어야 그 이론이 검증되었다고 할 수 있다. 그러나 옛날에는 머릿속에 이런 개념조차 없던 연구자들이 많았다. 현재의 과학자들에게는 철저한 검증 없이 새로운 이론을 내놓는다는 것은 있을 수 없는 일이지만 말이다. 물론 천문학 같은 일부 학문에서는 실험이 불가능한 경우도 있다. 이때는 실험 대신 사건에 대한 예측과 관측을 통해 가설을 검증 혹은 폐기한다.
초기에 이와 같은 과학적 방법론을 지지한 학자로는 고대 그리스의 철학자와 과학자들, 아랍의 광학자 이븐 알하이삼, 중세의 영국 수사 로저 베이컨, 이탈리아의 천문학자 갈릴레오 갈릴레이 등이 있다. 그러나 과학적 사고방식에 변혁이 일어난 시기는 17세기로, 과학계의 거성으로 꼽히는 아이작 뉴턴의 연구방식이 등장하면서부터였다. 뉴턴은 명제와 실험이 포함된 추론의 원칙을 제시했고, 이내 모든 학자들이 뉴턴의 연구방식을 채택했다.
대부분의 과학 분야에서는 가설이 검증된 후에야 그 이론이 과학적 진실로 인정을 받는다. 단, 새로운 이론이 등장해 기존의 이론이 틀렸다는 사실이 밝혀지고 새로운 패러다임으로 교체될 때까지만 그렇다. 과학에서는 이런 방식으로 새로운 아이디어를 발전시키고 기존의 아이디어를 대체한다.
하지만 수학은 예외다. 수학에서 한번 참이라고 증명된 정리는 영원히 참이다. 기존의 이론이 통째로 뒤집히는 일은 없다. 수학은 체계적이고 공식화된 지식을 다루는 학문이므로 넓은 의미에서 과학이라고 볼 수는 있으나 물리적 우주를 관찰하는 자연과학과는 상당히 다른 점이 많다. 자연과학이 물리적 우주관을 표현하고 모델을 만들기 위해 경험적 증거를 수집하는 학문이라면, 수학은 자연과학이 우주를 표현하고 분석할 수 있도록 그에 맞는 언어를 제공하는 학문이다. 이런 측면에서 수학은 과학과 밀접한 관련이 있다.
과학은 종종 기술과도 결합한다. 토머스 에디슨의 전구 발명과 수 세기 동안 진행된 전기에 관한 탐구 등, 과학적 발견과 진보는 곧 기술의 변화로 이어졌다. 우주 연구는 역법 체계와 우주선에 사용되는 응용 세라믹 기술을 발전시키는 발판이 되었다. 이외에도 우리가 과학 발전을 통해 얻은 혜택은 무수히 많다. 의료공학에서 현대인의 필수품인 컴퓨터와 스마트폰에 이르기까지, 과학은 우리의 일상생활 곳곳에 두루 영향을 미치고 있다.
이처럼 자연과 우주의 원리를 규명하기 위해 열정을 바친 이들이 없었다면 과학은 존재하지 못했을 것이고, 우리의 삶은 현재와 완전히 달랐을 것이다. 『과학자 갤러리』는 자연과 우주를 이해할 수 있는 기틀을 마련하고 인류의 삶을 바꾼 위대한 과학자들을 [천문학과 우주학], [수학], [물리학], [화학], [생물학], [의학], [지질학과 기상학] 등 총 7개의 분야로 나누어 소개한다. 인류의 삶에 절대적인 영향을 미친 과학자들의 흔적을 연대기 순으로 따라가다 보면 어느새 2500년 과학의 역사가 파노라마처럼 펼쳐지고, 현재 우리가 살고 있는 세상이 어떤 과정을 거쳐 여기까지 왔는지를 이해하게 된다. 또한 우리가 기억해야 할 과학자들의 삶과 업적을 한 권으로 정리하고 있어, 좀 더 깊이 있는 탐구를 원하는 독자들에게 기초적인 길잡이 역할도 겸하고 있다.

Chapter 1 천문학과 우주학 - 과학적 우주관
감덕 : 초기의 항성표
아리스토텔레스 : 지구 중심 우주관
히파르코스 : 분점의 세차운동
프톨레마이오스 : 수학적 우주
알 바타니 : 아랍 세계의 천문 기록
심괄 : 북극성 위치 찾기
알 자르칼리 : 아랍의 천문표와 아스트롤라베
아브라함 자쿠투 : 천문 항법과 탐험의 시대
존 해리슨 : 경도 문제의 해결사
니콜라우스 코페르니쿠스 : 근대 천문학의 시작
요하네스 케플러 : 지동설을 위해 싸우다
갈릴레오 갈릴레이 : 천문학계에 혁명을 일으킨 망원경
크리스티안 하위헌스 & 조반니 카시니 : 토성의 고리
아이작 뉴턴 & 알베르트 아인슈타인 : 우주의 중력
조르주 르메트르 & 에드윈 허블 : 빅뱅과 우주의 기원
프리츠 츠비키 : 신성, 초신성, 암흑물질
수브라마니안 찬드라세카르 : 백색왜성과 블랙홀
수잔 조슬린 벨 : 퀘이사와 펄서
스티븐 호킹 : 빅뱅의 특이점

Chapter 2 수학 - 수의 과학
유클리드 : 기하학 원론
아르키메데스 : 기계의 수학
장형 & 조충지 : 파이값을 구하다
아리아바타 : 사인표
레오나르도 피보나치 : 유럽에 소수점이 도입되다
르네 데카르트 : 데카르트좌표
피에르 드 페르마 : 정수론
블레즈 파스칼 : 사영기하학과 확률론
고트프리트 라이프니츠 : 2진법
아이작 뉴턴 : 미적분학
카를 프리드리히 가우스 : 대수학의 기본정리
앙리 푸앵카레 : 3체 문제와 카오스 이론
앨런 튜링 : 인공지능
앤드류 와일즈 : 페르마의 마지막 정리를 드디어 증명하다
팀 버너스리 : 월드와이드웹

Chapter 3 물리학 - 물질은 무엇으로 구성되는가?
탈레스 & 아리스토텔레스 : 초기의 원자론과 입자론
아이작 뉴턴 : 뉴턴역학
벤저민 프랭클린 : 번개를 제어하다
알레산드로 볼타 : 개구리 다리와 볼타전지
아메데오 아보가드로 & 조지프 존 톰슨 : 원자, 분자, 전자
카를 프리드리히 가우스 : 자기
마이클 패러데이 : 전자기 유도
제임스 클러크 맥스웰 : 전자기 복사
하인리히 헤르츠 : 전파
빌헬름 뢴트겐 : 엑스선
막스 플랑크 : 양자론
마리 퀴리 : 방사능
알베르트 아인슈타인 : 상대적으로 기적적인 해
자가디시 찬드라 보스 : 마이크로파와 식물생리학
어니스트 러더퍼드 & 닐스 보어 : 핵물리학의 탄생
사티엔드라 나드 보스 : 보스-아인슈타인 통계
베르너 하이젠베르크 : 행렬역학과 불확정성 원리
에르빈 슈뢰딩거 : 파동역학, 슈뢰딩거의 고양이
레오 실라르드 & 엔리코 페르미 : 원자폭탄
피터 힉스 : 표준 모형과 힉스입자

Chapter 4 화학 - 원소와 화합물의 발견
히파티아 : 고대의 원소, 초기 과학, 연금술사
로버트 보일 : 과학으로서 화학의 탄생
앙투안 라부아지에 : 화학혁명
험프리 데이비 : 전기화학
존 돌턴 : 원자론
유스투스 폰 리비히 : 이성질 현상과 유기화학
장밥티스트 뒤마 : 치환법칙
로베르트 분젠 : 분젠버너
드미트리 멘델레예프 : 주기율표
조사이어 윌러드 기브스 : 통계역학과 열역학
에밀 피셔 : 생화학과 합성 화합물
윌리엄 램지 : 귀족기체
길버트 뉴턴 루이스 : 자유에너지와 공유결합
라이너스 폴링 : 화학결합과 단백질 구조
일라이어스 코리 : 합성화학
아메드 즈웨일 : 펨토화학

Chapter 5 생물학 - 지구에 사는 생명체의 특성
아리스토텔레스 : 생물 분류
안톤 판 레이우엔훅 : 현미경 속의 자연
칼 폰 린네 : 보편적 분류법
마티아스 슐라이덴 & 테오도르 슈반 & 오스카 헤르트비히 : 생명체의 구성 요소
찰스 다윈 : 혁명을 일으키다
페르디난트 콘 : 박테리아 연구의 선구자
그레고르 멘델 : 유전학의 아버지
토머스 헌트 모건 & 바버라 매클린턱 : 학문의 신기원, 유전학
프란시스 크릭 & 제임스 왓슨 : DNA의 미스터리를 풀다
폴 버그 : 위험한 유전학
시드니 올트먼 : RNA의 촉매 작용
레이첼 카슨 : 환경을 위해 싸우다

Chapter 6 인류와 의학
고대 이집트 : 역사상 최초의 의술
알크메온 & 히포크라테스 : 이성의 학문, 고대 그리스의 의학
갈레노스 : 로마 시대의 해부학
라제스 : 아랍 의학의 황금기
이븐 시나 : 중동의 의학 교재
이븐 알바이타르 & 가르시아 드 오르타 : 식물채집자들
에드워드 제너 : 백신의 선구자
루돌프 피르호 : 세포성 질병
로베르트 코흐 & 루이 파스퇴르 : 미생물의 위험성
근대의 뇌 치료
알렉산더 플레밍 : 인류 최초의 항생제
라이너스 폴링 : 분자병
조너스 소크 : 최초의 소아마비 백신
지그문트 프로이트 : 정신 치료
그레고리 핀커스 : 생식의학

Chapter 7 지질학과 기상학
아리스토텔레스 & 테오프라스토스 : 고대의 지구론
심괄 : 중국의 지형
게오르기우스 아그리콜라 : 채굴과 광물
니콜라우스 스테노 : 종교와 과학의 갈등
제임스 허턴 : 현대 지질학의 창시자
존 돌턴 : 기상학
로더릭 머치슨 : 고생대를 탐구하다
루이스 헌턴 : 암모나이트
제임스 데이나 : 광물의 분류
윌리엄 모리스 데이비스 : 지형은 어떻게 형성되는가
플로렌스 바스콤 : 지리학의 여성 개척자
알프레트 베게너 : 대륙이동설
신기술과 기후 변화

코페르니쿠스는 마을 요새의 작은 탑에서 홀로 천체를 관측하면서 대부분의 시간을 보냈다. 그래서인지 겉으로는 온 세상을 들썩이게 하는 종교개혁에 무관심한 듯 보였다. 한편, 관측 보조 수단인 천체망원경이 발명된 것은 다음 세기의 일이다. 그러니까 코페르니쿠스에게는 관측 도구도 없었던 것이다.
1514년경 코페르니쿠스는 친구 몇 명이 모인 자리에서 지동설의 초기 이론을 소개했다. 자세한 이론은 코페르니쿠스 임종 시 책자로 발행되었다. 당시 책자를 검열한 루터계 성직자는 지동설에 반대하는 익명의 필자가 쓴 서문을 끼워넣었다. 그 서문에는 코페르니쿠스의 지동설이 세상의 진리가 아니라 행성의 운동을 도표화한 실용적이고 수학적인 해석인 듯이 소개되어 있었다. 17세기 초반까지 이 사실을 까맣게 모른 교회는 그제야 지동설을 강력히 부인하기 시작했다. (p. 42)

갈릴레이는 이탈리아의 피사에서 몰락한 귀족 가문의 아들로 태어났다. 아들이 의사가 되어 돈을 많이 벌기를 원한 아버지의 뜻에 따라 의대에 진학했으나 수학이나 자연철학 외에는 전혀 관심이 없었던지라 학위도 받지 않고 대학을 그만두었다. 이후 갈릴레이는 수학자로 명성을 얻었으나 아버지가 우려했듯이 찢어지게 가난했다. 이런 갈릴레이에게 발명은 인생 역전의 계기였고, 발명에 눈을 돌리면서 생활형편도 나아졌다. 갈릴레이는 자신이 발명한 천체망원경으로 밤하늘을 직접 관측하면서 지구와 행성들이 태양 주위를 돌고 있다는 사실을 발견했다. (p. 49)

가우스는 독일 브라운슈바이크의 노동자 집안에서 태어났다. 가우스는 타고난 영재인 반면 어머니는 글을 읽을 줄 몰라서 아들의 생일도 기록하지 못했다. 가우스가 14세 되던 해, 어머니와 선생님은 학비를 지원받고자 가우스를 브라운슈바이크 공작에게 데려갔다. 다행히 공작은 가우스가 학업을 계속해 괴팅겐대학교에 진학할 수 있도록 후원을 해주었다. (p. 97)

1915년 마리 퀴리는 의사들을 대상으로 라듐을 관절염, 흉터, 암 치료 목적으로 활용하는 훈련을 시작했다. 이어 치료용 방사성 물질을 연구해 의료용 엑스선을 개발했다. 그리고 제1차 세계대전 동안 마리 퀴리는 전장으로 이동식 방사선 촬영 장치를 갖고 다니면서 부상병들의 몸에서 파편을 찾는 작업을 지원했다. 군인들은 이 촬영 장치를 작은 퀴리라는 의미의 ‘쁘띠 퀴리’라고 불렀다. (p. 130)

플레밍이 페니실린을 발견한 것은 우연이었다. 가족들과 몇 주간 휴가를 보내느라 실험실을 비워놓은 동안 실험실에서는 놀라운 일이 벌어지고 있었다. 박테리아를 죽이는 곰팡이 균이 자라고 있었던 것이다. 이 사건이 페니실린 발견으로 이어졌다.
플레밍은 소심하고 사람들과 어울리는 것을 좋아하지 않는 사람이었다. 그 때문인지 학회에서 페니실린 발견 사실을 발표하고 프레젠테이션을 했으나 다른 학자들의 호응을 얻지 못했다. 이렇게 위대한 발견은 학자들의 인정을 받지 못한 채 그늘에 가려져 있었다. 그러다 1943년 순수 페니실린 양산이 시작되면서 언론에서 페니실린을 ‘기적의 약’이라고 홍보했다. 페니실린은 제2차 세계대전 당시 수천 명의 생명을 구하는 데 기여했다. (p. 263)

그러나 바스콤의 인생이 평탄한 것만은 아니었다. 존스홉킨스대학교에서 박사 과정을 밟던 시절 바스콤은 여학생이 남학생들과 한 강의실에서 공부하고 있다는 사실을 들키지 않기 위해 스크린 뒤에 몰래 숨어서 강의를 들어야 했다. 학위에도 ‘특별허가’라는 문구가 명시되어 있었다. 1907년 당시 미국은 존스홉킨스대학교만 유일하게 여성의 입학을 공식적으로 허용할 정도로 보수적이었다. (p. 299)