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2019년 노벨 화학상 수상자 요시노 아카라를 과학의 세계로 초대한 명저!
기초과학의 중요성을 언급할 때 빼놓지 않고 등장하는 마이클 패러데이의 [촛불 하나의 과학]은 과학 꿈나무들에게 과학의 재미와 실제적인 접근 방법을 알려준다는 점에서 패러데이의 탁월한 강연 능력이 집약된 책이라고 할 수 있다. 또한 1860년 크리스마스 시즌을 맞아 패러데이가 촛불을 주제로 실시한 6번의 대중 강연을 묶은 이 책은 흥미로운 과학 실험들을 제시하는 데 그치지 않고 이를 온실가스 문제, 거시적이고 상호 순환적인 생태관, 인체와 촛불의 비교 등 놀랍도록 현대적인 주제들로 연결시키면서 독자들을 사로잡고 있다. 이번에 인간희극에서 출간된 [촛불 하나의 과학]은 현대적인 감각으로 원서의 친근하면서도 광대한 주제를 충실히 번역하여 한국 독자들의 이해의 폭을 넓히고자 했다. 우리나라도 더 이상 부러워할 수만은 없다. 이 한 권의 책을 시작으로 인류의 발전에 공헌할 많은 인재들에게 영감을 불어넣는 고전들이 지속적으로 출간되고 서가에서 계속 살아남기를 기대해 본다.

패러데이에 대하여
마이클 패러데이는 1791년 9월 22일 런던의 한 가난한 가정에서 태어났다. 아버지는 일거리를 찾아 런던으로 온 대장장이였다. 패러데이의 어린 시절은 잘 알려져 있지 않다. 단지 아버지의 소득만으로는 기본적인 의식주를 감당할 수 없는 형편 속에서 패러데이가 어릴 때부터 가계에 보탬이 되는 방법을 생각해야만 했다는 사실이 알려져 있을 뿐이다. 그렇게 패러데이는 열세 살 때 프랑스 망명자 조지 리보 씨 밑에서 신문 배달을 시작했다. 리보는 신문 발행 이외에 고서를 재제본해서 판매하는 일도 하고 있었다. 인정 많은 사람이었던 리보는 일 년 뒤 패러데이를 제본 기술을 배우는 유급 수련생으로 고용했다. 그 덕분에 패러데이는 수준 높은 내용의 고서들을 가까이서 접할 수 있었다. 당시에는 과학 관련 직업에 종사하기가 쉽지 않았을 뿐더러 패러데이 같이 경제적으로 어려운 처지에는 한층 더 어려운 일이었다. 그러나 모든 일이 꼭 논리적으로 진행될 필요는 없다. 그랬다가는 이 세상은 그저 지루한 곳이 되고 말 것이다. 어느 날 리보의 고객이 “리보 씨, 지금 데이비 경의 강의를 들으러 가는 중인데 표가 한 장 남아요. 함께 가시죠.”라고 말했다. 리보는 그 고객에게 자기는 과학 분야를 잘 몰라서 강의를 즐길 수 없겠지만 괜찮다면 대신 ‘과학을 사랑’하는 패러데이를 데려가라고 말했다. 고객은 흔쾌히 패러데이를 데려가겠다고 했다. 패러데이는 이미 데이비의 업적을 잘 알고 있던 터라 무척 기쁜 마음으로 강의에 참석했을 뿐만 아니라 강의 노트를 꼼꼼하게 작성한 뒤 나중에 반듯하게 옮겨 써서 제본까지 했다.
패러데이는 제본 일을 그만두고 과학 관련 일에 종사하고 싶었지만 어디서부터 시작해야 할지 몰랐다. 마침내 패러데이는 데이비에게 도움을 요청하는 편지를 썼다. 그리고 패러데이는 편지와 함께 자기가 참석했던 염소(Cl)를 주제로 한 데이 비의 강의 4회분을 기록한 강의 노트 합본을 동봉하여 보냈다. 1812년 12월 크리스마스이브에 패러데이는 데이비로부터 답장을 받았고 그 내용은 다음과 같았다. “당신이 보낸 강의 노트에 담긴 자신감과 굳은 결심에 나는 기쁜 마음을 금할 수 없었습니다. 이 강의 노트를 통해 당신이 열렬한 관심, 뛰어난 기억력, 대단한 주의력을 갖추고 있다는 것을 알 수 있었습니다. 나는 한동안 런던을 떠나 있을 예정이고 다시 돌아와서 안정을 찾으려면 1월 말이나 되어야 할 것 같습니다. 그 후 언제라도 당신을 꼭 만나고 싶습니다. 당신에게 도움을 줄 수 있다면 무척 기쁠 것입니다. 능력이 닿는 한 돕고 싶습니다.” 그렇게 1813년 1월 말, 데이비는 런던으로 돌아온 직후 패러데이를 만났다. 처음 만남에서 데이비는 패러데이에게 아무런 약속도 하지 않았으나 몇 주 뒤 실험실에서 발생한 폭발 사고로 인해 일시적으로 눈이 보이지 않게 된 데이비는 일상적인 실험실 업무를 도와줄 사람이 필요했고, 기꺼이 과학계에 입문하고자 하는 ‘글씨를 또박또박 쓰는 젊은이’에게 도움을 요청했다. 패러데이의 일처리에 만족했던 데이비는 1813년 봄에 실험실 조수 자리가 비게 되자, 그런 기회를 간절하게 바라고 있던 패러 데이에게 조수직을 제안했고 패러데이는 즉시 제안을 받아들였다. 그리하여 패러데이는 당대 가장 유명한 화학자 중 한 명에게 화학을 배울 수 있는 기회를 손에 넣은 것이다. 이후에도 데이비는 패러데이의 열의, 헌신, 독창성에 대단히 큰 감명을 받았고 패러데이의 장래에 적극적인 관심을 보였다.
데이비는 훌륭한 과학자였고 현대 과학계에 여러모로 공헌했으나 아마도 데이비의 가장 큰 업적은 패러데이에게 과학의 길로 들어설 수 있는 기회를 제공했다는 사실일 것이다. 데이비 자신도 이 사실을 인정했다. 한 기자가 데이비에게 “선생님은 본인의 가장 큰 발견이 무엇이라고 생각하십니까?”라고 물었을 때 데이비는 “마이클 패러데이입니다.”라고 즉답했다. 패러데이가 초창기에 실시했던 과학 연구는 기체의 액화였다. 그는 1820년에 처음으로 염소와 탄소의 화합물인 C2Cl6(헥사클로로에탄)과 C2Cl4(테트라클로로에틸렌)을 만들었다. 그리고 1825년에는 벤젠을 발견했으며 이는 드디어 과학계에서 패러데이의 이름이 널리 알려지는 계기가 된다. 이후 패러데이가 전기 분해 반응을 발견하고 이를 제어하는 법칙을 알아낸 것은 1832년의 일이었다. 수학 교육을 받은 적이 없는 상태로 이 같은 연구 성과를 올린 패러데이는 조지프 헨리와 별도로 전자기 유도가 가능함을 최초로 증명했으며 이 법칙을 이용하여 최초의 발전기와 최초의 변압기 또한 만들었다. 이런 패러데이의 업적은 아인슈타인이 그를 인류 최고의 과학자라고 극찬할 정도로 대단했다.
“지금까지도 많은 글에서 패러데이를 다뤘지만 앞으로 더욱더 많은 글에서 패러데이를 다룰 것이고 더 많은 사람이 그 글을 읽을 것이다. 패러데이는 대단히 중대한 과학 현상들을 발견했고 관련 사료도 풍부하게 남아있다. 그뿐만 아니라 패러데이의 인생에서는 ‘가난뱅이에서 벗어나 출세가도에 오른’ 감격스러운 여정, 그리고 과학을 사랑하지만 기회나 정식 교육의 혜택을 받지 못한 사람들에게 언제까지라도 영감을 불어넣어 줄 완벽을 향한 정진을 찾아볼 수 있다.”
많은 사람이 패러데이의 인생과 그의 업적에 그토록 매력을 느끼는 이유를 아주 적절하게 설명한 위 구절은 데이비드 구딩과 프랭크 제임스가 편집한 『패러데이 재발견』의 머리말에 런던 왕립학회 회원 조지 포터가 쓴 내용이다.


촛불에 대하여
영국 왕립학회 회원이 된 이후로 패러데이는 매년 크리스마스 시즌에 대중들을 위한 과학 강연을 펼쳤고 이는 대단한 인기를 모았다. 그가 강연을 열심히 준비하기도 했지만, 그의 명확한 전달력, 천진난만한 웃음, 친근한 인상이 사람들의 호감을 산 것이다. 그렇다면 패러데이는 왜 촛불을 자신의 강의 주제로 삼았을까?. 우리는 [촛불 하나의 과학] 첫 대목에서 그 답을 찾을 수 있다.
“영광스럽게도 이 자리에 저와 함께 해주신 여러분께 감사드립니다. 여기에서 무슨 일이 벌어질까 초롱초롱 눈을 빛내고 있는 여러분을 위해 제가 준비한 이야기는 바로 ‘양초 한 자루 속에 담긴 과학의 역사’입니다. 이전에도 같은 주제로 몇 번 강의를 한 적이 있지만 강의 주제를 마음대로 정할 수 있다면 저는 매년이라도 양초 이야기를 되풀이해서 들려주고 싶습니다. 이 주제에는 흥미진진한 요소들이 넘치고 다양한 분야로 이어지는 통로들이 잔뜩 있기 때문입니다. 세상 만물을 지배하는 원리들 중에 양초와 무관한 법칙은 하나도 없습니다. 누군가 자연과학 공부를 시작하려 한다면 아마도 양초의 물리 현상을 관찰하는 것이 가장 적절하고 손쉬운 방법이 될 것입니다. 다른 어떤 새로운 주제가 제법 훌륭하다 할지라도 양초보다 더 나을 수는 없으므로 이 주제로 여러분을 실망시키는 일은 결코 없을 거예요.”
또한 패러데이의 강연을 책으로 정리하여 펴낸 편집자 윌리엄 크룩스는 다음과 같이 말하기도 했다. “원시적인 소나무 횃불과 파라핀 양초 사이에는 얼마나 큰 간극이 있는가! 그 차이는 얼마나 막대한가! 인간이 밤에 집 안을 밝히기 위해 사용한 수단은 문명의 발달 과정에서 그 인간이 어느 단계에 있는지 알려준다.” 이처럼 촛불은 패러데이에게 굉장히 의미심장한 주제였고 당시 사람들도 매일 밤 자신들의 집을 밝히는 친근한 물건이었던 촛불을 중심으로 펼쳐지는 과학 강연에 온전하게 빠져들 수밖에 없었다.

여기서 그치지 않는다. 촛불은 패러데이에게 과학뿐만 아니라 자신의 원숙한 세계관까지 드러낼 수 있는 매개체였다. 패러데이가 1867년 75세의 나이로 사망했으므로 [촛불 하나의 과학]이 토대가 된 6번의 대중 강연이 있었던 1860년은 그가 자신이 쌓아온 과학 지식과 세계관, 그리고 인생관을 총망라할 수 있는 경지에 충분히 올라있었음을 짐작해 볼 수 있다. 그래서 그런지 이 책 [촛불 하나의 과학] 속에는 현대 독자들이 읽어도 전혀 손색이 없는 현대적인 감각과 주제들이 돋보인다. 이를테면 생태계에 대한 패러데이의 시선이 담긴 다음과 같은 대목이다.
“하루에 호흡으로 생성되는 탄산가스가 런던에서만 약 2,232톤에 달합니다. 만약 탄소가 앞에서 보여 드린 납이나 철처럼 연소될 때 고체 생성물을 남긴다면 어떻게 될까요? 세상은 온통 재로 덮여버리고 말 겁니다. 대기는 거대한 운송 매체로서 탄소가 연소될 때 생성되는 탄산가스를 사방으로 퍼뜨리고 있습니다. 따라서 호흡으로 발생하는 환경 변화가 인간에게 해롭다는 사실을 알게 된 것은 모두를 위해 다행입니다. 인간은 같은 공기를 계속 호흡하면서 살 수 없기 때문이죠. 하지만 동시에 탄산가스는 지구 표면에서 자라고 있는 식물과 채소의 성장을 뒷받침하는 대단히 중요한 작용을 합니다. 또한 바깥 공기에 직접 접촉하지는 않지만 물고기를 비롯한 수중 생물 역시 같은 식으로 호흡한다는 점을 고려하면 물속에서도 지상과 같은 원리를 적용 할 수 있지 않을까요?”

한편, 이 책 [촛불 하나의 과학]은 2019년 노벨 화학상 수상자인 요시노 아키라의 추천으로 지금 일본에서 종합베스트셀러 1위에 오르는 등 다시 읽기 열풍이 불고 있다. 이번에 인간희극에서 새로운 번역으로 내놓은 한국어판은 ‘술술 읽히고 절판되지 않는 고전을 위하여’라는 기치 아래 오늘날에도 반짝거리는 빛을 잃지 않은 패러데이의 현대적인 강연의 본질을 고스란히, 그러면서도 알기 쉽게 전달하려고 노력하였다. 아무쪼록 우리나라에서도 이 책을 시작으로 기초과학 교육의 중요성을 다시금 환기시켜 더 이상 이웃나라에게 부러움을 느끼는 노벨상 시즌이 되지 않았으면 한다.
마지막으로 패러데이의 다음과 같은 당부를 함께 나누고 싶다.
“저는 여러분이 자기가 속한 세대에서 촛불에 비견될 수 있는 사람이 되길 기원합니다. 여러분이 주변 사람들을 촛불처럼 비추길 바랍니다. 또한 여러분이 인류를 위한 의무를 이행해야 할 때, 명예롭고 적절하게 행동함으로써 촛불처럼 아름다운 사람이 되길 소망합니다.”

머리말
제1강 양초 한 자루: 불꽃―원료―구조―운동―밝기
제2강 양초 한 자루: 불꽃의 밝기―연소에 필요한 공기―물의 생성
제3강 연소 생성물: 연소 시 발생하는 물―물의 성질―화합물-수소
제4강 양초 속의 수소―연소로 생성되는 물―물을 구성하는 나머지 성분―산소
제5강 공기 중에 존재하는 산소―대기의 성질―그 특성―양초의 기타 연소 생성물―이산화탄소―그 특성
제6강 탄소 혹은 숯―석탄 가스―호흡과 양초 연소의 유사점―결론
마이클 패러데이에 대해서
편집자의 말

우리는 이런 효과를 나타내는 산소가 완전히 사라질 때까지 이 실험을 계속 반복할 수 있습니다. 이렇게 하다보면 공기와 산소를 붉게 만드는 시약용 기체를 더 넣어도 남아 있는 기체가 더 이상 붉게 변하지 않는 지점에 도달합니다. 즉 이것은 공기 중에 산소 외에 다른 기체가 존재 한다는 증거입니다(우리는 기체의 부피에 따라 자동적으로 물이 들어가도록 설계된 실험 도구 덕분에 병 속의 기체가 얼마나 남았는지 확인할 수 있다).
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용기 속의 물이 오르내리는 모습으로 저의 들숨과 날숨을 확인하셨을 겁니다. 이제 용기 내부 공기에 연소하는 양초를 넣어보겠습니다. 불이 꺼지는 모습으로 미루어 볼 때 내부 공기의 상태가 어떤지 판단 할 수 있습니다. 보다시피 단 한 차례 호흡만으로도 내부 공기가 완전히 변했으므로 추가로 숨을 쉴 필요도 없습니다. 이로써 빈곤층 거주지역의 주택 구조가 상당수 부적절하게 설계됐다는 주장의 근거를 이해할 수 있습니다. 적절한 환기 장치로 신선한 공기를 공급하지 못하므로 그곳 사람들은 계속 같은 공기 속에서 숨을 쉴 수밖에 없습니다. 단 한 번의 호흡으로 공기가 얼마나 나빠지는지 봤으니 여러분은 이제 우리 인간에게 신선한 공기가 얼마나 소중한지 쉽게 이해할 수 있을 겁니다.
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대기는 거대한 운송 매체로서 탄소가 연소될 때 생성되는 탄산 가스를 사방으로 퍼뜨리고 있습니다. 따라서 호흡으로 발생하는 환경 변화가 인간에게 해롭다는 사실을 알게 된 것은 모두를 위해 다행입니다. 인간은 같은 공기를 계속 호흡하면서 살 수 없기 때문이죠. 하지만 동시에 탄산가스는 지구 표면에서 자라고 있는 식물과 채소의 성장을 뒷받침하는 대단히 중요한 작용을 합니다. 또한 바깥 공기에 직접 접촉하지는 않지만 물고기를 비롯한 수중 생물 역시 같은 식으로 호흡한다는 점을 고려하면 물속에서도 지상과 같은 원리를 적용 할 수 있지 않을까요?
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