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작은 것들이 바꾼 큰 세상
라면부터 이모티콘까지, 100가지 생활 물건으로 살펴보는 공학의 발명과 발견

발명의 역사는 인류의 역사와 같아요. 인류는 끊임없이 무엇을 만들어왔어요. 시간이 흘러 인구가 많아지고 문명이 생기고 사회가 발달하면서 발명도 늘어났어요. 과학과 기술이 발달하면서 발명의 수준도 높아졌어요. 복잡한 사회가 편리하게 돌아가려면 더 많은 발명이 필요해요.
《맛있고 재밌고 편리한 것들의 기원과 원리 100》에서는 근대와 현대에 걸쳐 우리 생활을 바꿔놓은 발명을 소개해요. 1590년에 만들어진 현미경부터 1999년에 발명된 유에스비 플래시 드라이브까지 생활 속에서 쉽게 볼 수 있지만 얼마나 위대한 업적이었는지 잘 몰랐던 발명을 모았어요.
본문에서는 역사와 과학적 근거를 들어 100가지 생활 물건의 발명 과정을 구체적으로 이야기해요. 의식주 등 우리 일상과 밀접한 주제를 여섯 가지로 나눠서 발명을 분류했어요. 글상자에 발명의 원리와 에피소드를 따로 설명해서 개념을 쉽게 이해할 수 있어요. 300여 장의 이미지와 삽화가 본문과 글상자의 이해를 도와요.

□ 발명과 과학 기술은 어떻게 미래 사회를 앞당겼을까요?
우리는 발명 속에서 살고 있어요. 우유를 마시려고 하는데 용기를 열려면 도구가 필요하거나 복잡한 단계를 거쳐야 한다면 아주 불편할 거예요. 우유 팩은 아무런 도구 없이 손으로 간단하게 열 수 있어요. 건전지가 없다면 전자기기를 들고 다니는 일은 생각할 수도 없어요. 전등이 없다면 해가 진 후에는 활동하기가 쉽지 않을 거예요. 단추만 잔뜩 달린 옷은 입을 때 불편하지만, 지퍼 달린 옷은 한 번에 빠르고 쉽게 입을 수 있어요. 세탁기가 없다면 아직도 몇 시간에 걸쳐 손으로 빨래하고 있을 거예요. 엘리베이터가 없다면 높은 층에 땀을 뻘뻘 흘리면서 걸어 올라가야 해요. 우리 주변을 둘러보면 온통 발명품 천지예요. 발명 덕분에 편리하게 생활해요.
기술은 발달하고 인류가 살아가는 환경은 계속 변해요. 발명품도 끊임없이 개선되고 발전해서 더 좋은 제품이 나와요. 원리와 사용 방법은 비슷하지만 새로운 기술을 더해 현대 사회에 맞게 진화해요. 과거에 나온 발명품이 세상을 변화시켰듯이, 새로운 발명품이 미래 사회를 앞당겨요.

… 북극에서 90여 년 후에 그대로 발견된 통조림ㆍ가운데 빈 부분만큼 양이 줄어드는데 도넛에 구멍을 뚫는 이유ㆍ초코칩에 쓰이는 초콜릿이 오븐에서도 녹지 않은 이유ㆍ라면이 꼬불꼬불한 이유ㆍ병뚜껑의 톱니가 21개인 이유ㆍ기원전 3세기에 시작된 엘리베이터ㆍ철근 콘크리트로 만든 최초 물건, 화분ㆍ복사의 기본 원리, 정전기 ㆍ인간의 평균 수명을 20년이나 늘린 비누ㆍ엑스레이 사진에 뼈가 잘 보이는 이유ㆍ온도가 올라가면 셔틀콕이 날아가는 속도도 빨라지는 이유ㆍ계산기이면서 컴퓨터의 시초, 에니악ㆍ문자 메시지가 160자인 이유 …

□ 발명의 역사는 곧 인류의 역사예요
발명은 세상에 없던 것을 만드는 활동이에요. 발명은 무엇인가 어렵고 힘든 작업처럼 느껴지고, 천재의 영역처럼 보이지만 발명의 길은 누구에게나 열려 있어요. 많은 위대한 발명이 생활 속 작은 생각에서 시작됐어요. 분야도 다양하고 세상에 미치는 영향도 제각각이지만 발명에는 공통점이 있어요. 가만히 들여다보면 발명은 세상에 없던 것들이에요. 좀 더 편리하게 생활하거나 즐거운 삶을 누리기 위해, 안전하고 건강하게 지내기 위해, 현재보다 나은 세상을 만들기 위해서 발명을 해요. 작은 일이어도 현실을 더 좋고 더 나아지게 바꾸려는 의지가 곧 발명이에요.
발명왕이라고 불리는 에디슨은 “필요는 발명의 어머니”라고 했어요. ‘이렇게 하면 더 좋지 않을까?’, ‘이렇게 바꾸면 더 편할 텐데’, ‘이것 하나면 더 있으면 쉽게 할 텐데’ … 이렇게 생각해본 적이 있을 거예요. 필요한 것을 만들고 바꾸고 싶다고 생각하는 것이 발명의 첫걸음이에요. 《맛있고 재밌고 편리한 것들의 기원과 원리 100》에서는 아이디어가 어떻게 발명으로 이어졌는지 역사 속 이야기와 과학 원리로 풀어내요.
1부에서는 음식과 관련한 발명을 다뤄요. 인간은 생명 유지를 위해 평생 먹어야 해요. 음식과 음식을 만드는 도구와 용기 등을 알아봐요.
2부에서는 작지만 쓸모 있는 발명을 소개해요. 발명은 필요에 따라 이뤄져요. 작은 발명도 담긴 의미는 커요. 별것 아니라고 생각했지만 없으면 불편한 발명을 볼 수 있어요.
3부는 우리 생활과 밀접한 관련 있는 발명품을 모았어요. 생활에 일대 변화를 일으킨 중요한 발명이에요. 수많은 사람이 바라던 바를 해결한 업적을 돌아봐요.
4부는 건강한 생활을 위한 발명이에요. 건강은 노력해야 지킬 수 있어요. 아프지 않고 깨끗한 생활을 하는 데 발명이 큰 역할을 해요.
5부에서는 놀고 즐기는 생활을 바꿔놓은 발명을 소개해요. 운동, 문화생활, 여가, 취미 등 발명은 분야를 가리지 않아요.
6부는 디지털 발명의 세계를 다뤄요. 요즘은 컴퓨터와 인터넷 없이는 살 수 없는 세상이에요. 새로운 세상을 열어가는 발명의 모습을 확인해요.

ㆍ 언제 발명됐을까요?
ㆍ 들어가는 말

ㆍ 1부 더 맛있게
통조림 | 아이스크림 | 우유팩 | 도넛 | 껌 | 감자칩 | 냉장고 | 코카콜라 | 토스터 | 콘플레이크 | 티백 | 종이컵 | 초코칩쿠키 | 주름빨대 | 전자레인지 | 전기밥솥 | 라면 | 캔 뚜껑 & 병뚜껑 | 믹스 커피 | 못다 한 아이디어 ① 맛있는 발명과 발명

ㆍ 2부 더 섬세하게 더 쓸모 있게
지우개 | 성냥 | 옷핀 | 청바지 | 클립 & 스테이플러 | 건전지 | 플라스틱 | 전구 | 스위스 아미 나이프 | 지퍼 | 셀로판테이프 | 나일론 | 볼펜 | 벨크로(매직테이프) | 무선 리모컨 | 포스트잇 | 못다 한 아이디어 ② 작은 발명품의 큰 가치

ㆍ 3부 더 편리하게 더 쉽게
점자 | 세탁기 | 엘리베이터 | 전화기 | 자판기 | 철근 콘크리트 | 에스컬레이터 | 진공청소기 | 안전유리 | 카트 | 복사기 | 신용 카드 | 에어백 | 과속 단속 카메라 | 3점식 안전벨트 | 고속 철도 | 지피에스 내비게이션 | 못다 한 아이디어 ③ 새로운 발명품이 미래 사회를 앞당겨요

ㆍ 4부 더 건강하게
수세식 변기 | 칫솔 & 치약 | 비누 | 백신 | 청진기 | 마스크 | 마취 | 주사기 | 체온계 | 손톱깎이 | 엑스레이=엑스선 | 아스피린 | 에어컨 | 살충제 | 못다 한 아이디어 ④ 대유행의 역사

ㆍ 5부 다 함께 즐겁게
망원경 & 현미경 | 자전거 | 사진 | 셔틀콕 | 축구공 | 축음기 | 농구 | 영화 | 헤드폰 & 이어폰 | 미끄럼틀 | 텔레비전 | 트램펄린 | 콘솔 게임기 | 엠피스리 플레이어 | 못다 한 아이디어 ⑤ 발명품이 기록한 세계 최고

ㆍ 6부 서로 더 가까이 더 멀리까지
컴퓨터 | 바코드 & 큐아르 코드 | 전자계산기 | 키보드 | 마우스 | 액정 화면 | 인터넷 | 전자 우편=이메일 | 휴대 전화 | 디지털카메라 | 이모티콘 | 윈도 | 문자 메시지 | 유에스비 플래시 드라이 | 못다 한 아이디어 ⑥ 디지털의 출발은 아날로그

(19쪽) 가운데 빈 부분만큼 양이 줄어드는데 도넛에 구멍을 뚫는 이유. 열을 가하면 기름은 빨리 뜨거워지고 밀가루는 열이 늦게 전달돼요. 기름이 열전도가 빠르다 보니 튀기는 음식은 조리 시간이 짧아요. 기름과 음식 재료 사이에 열이 전달되는 시간 차이가 크면 겉은 타고 속은 제대로 익지 않아요. 구멍이 있으면 기름하고 닿는 부분이 넓어져서 도넛의 겉과 속이 골고루 익어요. 가운데를 뚫으면 반죽 전체에 공기가 잘 통하고 수분이 빨리 증발해서 튀긴 후 바삭해지고 원래 모양을 유지하기도 쉬워요. 구멍의 크기에 따라 바삭하고 촉촉한 정도가 달라지므로, 도넛 메뉴를 개발할 때는 구멍의 크기를 중요하게 여겨요.
(39쪽) 초코칩에 쓰이는 초콜릿이 오븐에서도 녹지 않은 이유. 초콜릿의 주성분은 카카오 매스와 카오 버터예요. 카카오 매스는 액체 형태로 녹아 있는 순수한 카카오를 말해요. 카카오 버터는 카카오 매스에서 뽑아낸 지방질로, 보통 33~36℃면 녹아요. 코코아 버터가 들어간 초콜릿은 상온에서는 고체 상태이지만 입에 들어가면 부드럽게 사르르 녹아요. 코코아 버터가 고체에서 액체로 바로 변하기 때문이에요. 녹는 온도 범위가 좁아서 일어나는 현상이랍니다. 초콜릿에 어떤 재료를 넣느냐에 따라 녹는 온도가 달라져요. 초코칩에 쓰는 초콜릿은 식물성 기름이나 분유가 주성분이어서 고온에서도 녹지 않아요.
(49쪽) 병뚜껑의 톱니가 21개인 이유. 탄산음료를 담은 병을 보관하기는 쉽지 않았어요. 뚜껑을 닫는 정도에 따라 상태가 달라졌어요. 헐겁게 닫으면 탄산이 빠져나가서 맛이 밍밍하고, 너무 꽉 닫으면 탄산의 압력이 세서 병이 깨졌어요. 기계 기술자 윌리엄 페인터는 김빠진 탄산음료를 먹고 배탈이 난 후 뚜껑을 개발하기로 마음먹었어요. 5년 동안 3000개에 이르는 병뚜껑을 만들었고, 1892년 결국 왕관처럼 생긴 병뚜껑을 완성했어요. 탄산을 적절하게 보관할 뿐만 아니라 탈 때 경쾌한 펑 하는 소리가 나서 인기를 끌었어요. 병뚜껑의 톱니는 21개예요. 21개보다 적으면 탄산이 빠져나가고, 많으면 깨질 우려가 있대요.
(113쪽) 복사의 기본 원리는 정전기예요. 복사는 어떤 물질에 빛을 쪼이면 빛을 받은 부분은 전기가 잘 통하고 받지 않은 부분은 전기가 통하지 않는 원리를 이용해요. 복사기 안에는 알루미늄 원통이 있어요. 유리판에 종이를 얹고 빛을 쪼이면 거울에 반사되어 원통에 비춰요. 빛이 닿은 부분은 정전기가 없어져요. 글씨가 있는 부분에만 정전기가 남아요. 원통 위에 탄소 가루(토너)를 뿌리면 정전기가 남은 곳에 가루가 붙어요. 뜨거운 롤러로 누르면 토너가 종이에 붙어서 떨어지지 않아요. 글씨가 종이에 남는 거예요.
(135쪽) 비누 거품이 생기는 이유. 거품은 고체나 액체에 공기가 섞여서 생겨요. 비누의 성분은 물과 기름에 둘 다 친해요. 달리 말하면 물과 친하고 친하지 않은 성질을 둘 다 가진 거예요. 성분을 이루는 작은 요소의 한쪽은 물과 친하고 다른 쪽은 물과 친하지 않아요. 물과 친한 쪽은 물과 맞닿으려고 하려고 하고, 친하지 않은 쪽은 물과 멀어지기 위해 공기 쪽으로 향하려고 해요. 물과 친하지 않은 쪽이 공기를 둘러싸면서 거품이 생겨요.
(147쪽) 이마를 향해 체온을 재는 이유. 코로나바이러스가 유행하면서 체온을 잴 일이 많아졌어요. 요즘에는 귓속에 넣을 필요도 없이 이마나 손목 쪽에 체온계를 향하고 버튼을 누르기만 하면 체온을 잴 수 있어요. 어떤 체온계는 화면을 바라보기만 해도 돼요. 비접촉식 체온계는 몸에서 방출되는 적외선을 센서로 감지해서 온도를 측정해요. 비접촉식 체온계는 주로 이마의 열을 재요. 이마 밑에는 측두동맥이 흐르는데, 몸의 체온 조절을 담당하는 뇌의 시상하부와 연결돼요. 체온에 가장 민감하게 반응하기 때문에 이마 온도를 재요. 우리가 열이 날 때 이마를 먼저 만져보는 이유도 측두동맥이 흘러서 그래요.
(150쪽) 엑스레이 사진에 뼈가 잘 보이는 이유. 넘어지거나 부딪혀서 뼈에 금이 가거나 부러지면 깁스를 해요. 깁스는 석고 가루를 굳혀서 단단하게 만든 붕대예요. 깁스를 하기 전에 엑스레이부터 찍고, 치료 과정 중에도 뼈가 제대로 붙는지 확인하기 위해 엑스레이 촬영을 꼭 하고 넘어가요. 엑스레이가 없었으면 뼈가 제대로 붙고 있는지 알기 힘들어서 갑갑할 거예요. 엑스레이 사진을 보면 유독 뼈만 하얗고 선명해요. 엑스레이가 잘 통과하면 어둡게, 덜 통과하면 밝게 나와요. 몸속 조직에 따라 엑스레이를 투과하는 양이 달라서 밝고 어두운 차이가 생겨요. 뼈는 엑스레이가 다른 조직보다 덜 통과해서 밝게 나온답니다.
(168쪽) 온도가 올라가면 셔틀콕이 날아가는 속도도 빨라지는 이유. 배드민턴은 온도의 영향을 많이 받아요. 셔틀콕은 공기 저항의 영향을 많이 받아요. 공기 저항은 온도에 따라 달라져요. 밀도는 어떤 물체를 이루는 요소의 빡빡한 정도를 가리키는데, 공기는 온도가 올라가면 밀도가 낮아져요. 공기를 이루는 분자가 활발하게 움직이면서 퍼져서 그래요. 온도가 올라가면 공기 저항도 작아져서 셔틀콕이 날아가는 속도도 빨라져요. 1℃ 올라가면 2~3cm 정도 더 나가요. 셔틀콕에는 번호가 적혀 있는데, 속도를 나타내요. 온도 변화에 따라 알맞은 셔틀콕을 골라 쓰라는 표시예요.