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《재밌어서 밤새읽는 화학 이야기》 저자가 세계사로 돌아왔다!
역사로 읽는 세상에서 가장 흥미로운 화학책

‘화학’이라 부를 만한 인류 최초의 경험은 무엇이었을까? 바로 불의 발견이다. 불은 ‘연소’라는 화학반응에 따르는 격렬한 현상이다. 불은 조리와 난방뿐만 아니라, 점차 벽돌을 굽거나 광석에서 금속을 뽑아내는 정련, 금속 가공에도 사용되었다. 특히 제련 기술의 발전은, 철이라는 새로운 금속을 사용할 수 있게 해주었다. 이는 지금도 철기 문명의 연장선에 있다고 볼 수 있을 정도로 인류의 문명을 유지하는 가장 중요한 물질이자 재료다. 철을 만드는 기술을 먼저 터득한 국가와 민족이 그러지 못한 국가와 민족을 굴복시킨 사례는 세계사에 수없이 등장한다.
이처럼 인류는 화학적 지식을 발판삼아 도구, 불(에너지), 옷, 집, 건물, 도로, 다리, 철도, 배, 자전거 등을 만들고, 농업과 공업의 힘을 빌려 전 세계로 뻗어나갔다. ‘화학’이라는 학문의 진보와 성과가 가져다준 물질과 재료는 인류 문명의 토대가 되었다. 더 나아가 인류는 자연에 존재하지 않는 물질마저도 화학지식과 기술로 창조해냈다.
《이토록 재밌는 화학 이야기》는 화학과 세계사의 만남이라 할 수 있는 책으로, ‘화학’이라는 학문의 진보와 화학의 성과가 인간의 역사에 얼마나 영향을 미쳐왔는지, 그 빛과 어둠을 모두 소개한다. 장 별로 살펴보면 제1장부터 제3장까지는 예술, 사상, 학문이 눈부시게 꽃을 피운 고대 그리스 시대에 자연과학과 화학이 어떻게 등장했는지 소개하며, 화학의 기본 개념과 원자론, 원소, 주기율표 등이 등장한 배경을 여러 천재 화학자들의 이야기와 함께 엮어 설명한다.
제4장부터 제18장까지는 불, 음식, 알코올, 세라믹스, 유리, 금속, 금과 은, 염료, 신약 개발, 마약, 폭약, 화학무기, 핵무기에 이르기까지, 화학이 만들어낸 놀라운 세계사 속으로 우리를 안내한다.

세계사를 넘나들며 읽는
화학의 발자취

저자는 세계사를 넘나들며 인류의 역사에 지대한 영향을 끼친 화학의 발자취를 따라간다. 선사시대에는 불로 구워 만드는 토기가 발명되면서 음식을 조리하고 영양이 풍부한 국물도 섭취할 수 있게 되었다. 이른바 ‘요리 혁명’이 이루어지면서 정착 생활이 시작되었고, 곡물을 중심으로 한 농업 혁명으로 이어졌다. 요리 혁명과 농업 혁명 모두 토기 없이는 불가능했다. 책에서는 토기에서 시작해 가마의 발명, 중국 도자기, 시멘트, 세라믹스, 유리로 이어지는 화학의 진보가 펼쳐진다.
대항해 시대가 가능했던 이유를 화학에서 찾는다면 맥주와 증류주의 발명을 꼽을 수 있다. 맥주는 이미 기원전 4000년경 메소포타미아 지역에서 발견된 토기에 맥주를 빨대로 마시는 모습이 있을 정도로 제조법이 오래되었다. 맥주를 만드는 효모인 사카로미세스 세레비시아는 포도당을 먹고 알코올과 이산화탄소로 바꾼다. 사카로미세스는 그리스어로 ‘설탕과 균’, 세레비시아는 라틴어로 ‘맥주’라는 뜻이다. 대항해 시대에는 맥주가 상하기 쉬운 물 대신 음료용으로 사용되었고, 미국 대륙으로 도항한 메이플라워호에는 400배럴 정도의 맥주가 실려 있었다.
증류주를 만드는 기술은 중세의 화학자라 할 수 있는 연금술사들에 의해 확립되었다. 12세기경 ‘성스러운 물’이라 불린, 곡물을 원료로 한 증류주 ‘위스키’가 아일랜드에서 처음 만들어졌다. 대항해 시대 초반에는 원래 배에 와인과 맥주를 싣고 다녔지만 나중에는 증류주가 그 자리를 대신했다. 자리를 넓게 차지하지 않으면서 예전보다 더 많은 알코올을 실을 수 있고, 상하지 않으면서 장기간 보존할 수 있게 되었다. 특히 값싸고 도수가 센 증류주(럼주)가 인기를 얻었다.
독일의 철혈 재상 비스마크르가 통일 국가를 만드는데도 화학이 한몫을 했다. 프랑스와의 전쟁에서 프랑스의 청동제 대포에 맞서 강철제 대포를 사용해 승기를 잡을 수 있었다. 영국의 헨리 베서머가 1856에 발명한 전로법을 통해 단단하면서도 점성이 있는 강철의 양산이 가능해졌고, 독일의 무기상 알프레트 크루프가 발 빠르게 열과 압력에 강한 강철제 대포를 만든 것이다. 이후 무기 제작에 필요한 강철의 생산은 세계대전에까지 영향을 미치게 된다.

인류를 움직인 ‘원자’와 ‘분자’ 이야기
화학이 끼친 빛과 어둠까지 살피다

1972년 6월 8일 베트남전쟁이 한 창 격해졌을 때, 한 장의 사진이 AP 통신을 통해 전 세계로 전송되었다. ‘네이팜탄 폭격으로부터 도망치는 남베트남 소녀의 사진’이었다. 이 사진은 베트남 반전 운동에 불씨를 붙여 베트남전쟁의 종결을 앞당겼다.
네이팜탄은 나프타(조제 가솔린)에 알루미늄과 지방산으로 이루어진 염을 추가해 끈끈한 겔 형태로 만든 것이다. 미군은 베트남전쟁에서 점도가 낮고 연소 시간이 긴 ‘네이팜 B(특수 소이탄용 연소제)를 40만 톤이나 항공기에서 투하했다. 이 물질은 온갖 물체에 달라붙은 채로 900~1300도에 달하는 고열로 장시간 계속 탄다. 피부에 닿는 순간 감각신경 말단까지 파고들어 모조리 태워버린다. 이처럼 화학이 만들어낸 물질이 인류에게 긍정적인 영향을 끼친 것만은 아니었다.
노벨이 니트로글리센을 활용해 만든 다이너마이트는 산업 발전에 크게 이바지했지만 사람을 목숨을 앗아가기도 했다. 니트로글리센은 19세기 이탈리아 화학자 아스카니오 소브레로가 발명한 것으로, 충격을 가하거나 열을 가하면 크게 폭발했다. 반면에 혈관 확장 효과가 있어 협십증 환자를 위한 약으로도 사용된다. 또한 1907년 암모니아로 질산을 만들 수 있는 하버-보슈법의 성공은 화학 연구의 큰 성과였지만, 비료와 함께 강력한 폭약을 만들 수 있는 주요한 물질의 대량생산도 가능하게 했다.
그밖에 진통제도 될 수 있는 마약, 원자력도 핵무기도 될 수 있는 핵분열의 발견, 꿈의 화화물질로 불렸던 DDT의 생태계 파괴, 플라스틱 폐기물 문제 등 화학이 지닌 양면성을 보여주는 대표적인 사례들도 소개한다. 이와 같이 화학이 인류에게 영향을 끼친 어두운 면도 두루 살펴볼 수 있다.
물론, 역사적 내용과 함께 화학적 지식도 빠짐없이 들어있다. 저자의 친절한 문장과 함께 도해 및 일러스트를 사용하면서, 화학의 기본개념과 화학자들의 생각을 독자에게 쉽고 부드럽게 전달해준다. 흥미롭고 놀라운 세계사와의 만남을 통해 어렵게 보였던 화학이 우리 일상에 더 가깝고 친근하게 느껴질 것이다.

이케가야 유지(도쿄대 교수, 뇌과학자)
“이렇게 재미있는 화학책은 처음이다.
스케일이 장대하지만 친숙하고 현실적이면서 신비롭다.
누구라도 인문학과 과학이 융합된 ‘화학’의 매력에 푹 빠지게 될 것이다.”

들어가는 말

제1장 물질은 무엇으로 이루어졌을까?
제2장 데모크리토스도 아인슈타인도 원자에 주목했다
제3장 만물을 만들어내는 원소와 주기율표
제4장 불의 발견과 에너지 혁명
제5장 세상에서 가장 무서운 화학물질
제6장 카레라이스로 보는 음식의 역사
제7장 역사를 바꾼 맥주, 와인, 증류주
제8장 토기에서 ‘세라믹스’로
제9장 유리가 바꿔놓은 도시 풍경
제10장 금속이 낳은 철기 문명
제11장 금은에 대한 욕망이 세계화를 이끌다
제12장 아름답게 물들이다
제13장 의학혁명과 합성염료
제14장 마약과 각성제와 담배
제15장 석유 문명
제16장 꿈의 물질의 반전
제17장 인류가 화학을 원하다
제18장 화학무기와 핵무기

나오는 말

참고문헌
찾아보기

화학 기술 중에 연금술이라는 것이 있다. 광석에서 금속을 추출하거나 합금을 만드는 기술에서 생겨났다. 화학 변화를 신비롭게 바라보았던 고대 사회에 납과 같은 비금속을 변성시켜 금으로 만들 수 있지 않을까 진지하게 고민한 사람들이 있었다. 그들 덕분에 연금술은 고대부터 17세기까지 2,000년 가까이 꽃을 피웠다.
_4원소설과 연금술, 27p

토리첼리는 1643년 물기둥 대신 같은 부피에서 물보다 13.6배 무거운 수은을 사용해 실험을 했다. 한쪽이 막힌 유리관에 수은을 가득 넣고 뚫린 쪽 끝을 잘 막은 뒤, 막힌 쪽이 위를 향하게 수은 용기 안에 연직으로 세우고 막았던 아래쪽 입구를 열었다. 그러자 유리관의 수은 기둥이 단번에 액면에서 76cm로 낮아졌다. 이는 1대기압으로 지탱할 수 있는 정도가 수은의 경우에 76cm라는 것을 보여준다.
_진공은 존재할까?, 30p

그러던 중 “콜레라는 미아즈마 때문에 걸리는 것이 아니라 물에 포함된 무엇 때문”이라는 것을 마취학자인 존 스노(John Snow, 1813~1858)가 1855년 명확히 증명했다. 1850년경 런던에서 콜레라가 유행했을 때, 그는 수도를 공급하는 회사에 따라 콜레라로 인한 사망률이 다르다는 것을 발견했다. 오염된 수돗물(취수구가 하류에 있었음)을 마신 가정에서는 콜레라 사망률이 높았기 때문이다. 미아즈마 이론으로는 이런 점을 설명할 수 없다.
_콜레라는 왜 유행하게 되었나?, 97p

어느 날 케쿨레는 뱀이 자기 꼬리를 물어 고리를 만드는 꿈을 꾸고 벤젠의 탄소 원자 6개가 고리 형태를 이루는 모습을 떠올렸다. 그는 벤젠의 구조를 6개의 탄소 원자가 정육각형으로 나열되어 이중결합과 단일결합이 번갈아 존재하는 것으로 나타냈다. 그가 건축학도였기에 유기물의 탄소 골격 구조를 시각화하는 능력이 뛰어났던 것인지도 모르겠다. 건축학에서 화학으로 전환한 케쿨레가 남들이 보기에는 멀리 돌아가는 것처럼 보였겠지만, 경험이란 생각지도 못한 곳에서 도움이 될 때가 있다.
_케쿨레의 벤젠 구조 규명, 222p

1941년 메스암페타민은 필로폰이라는 상품명으로 판매되었다. 체력을 강화하고 권태감과 졸음을 없애주며 작업 능률을 높여준다는 효과를 강조했다. 우스갯소리로 필로폰의 어원이 ‘피로’를 ‘퐁’ 날려준다는 의미에서 왔다고들 하는데, 사실은 그리스어 ‘필로포누스(philoponus, 노동을 사랑하다)’에서 왔다. 인간을 각성시켜 정신이 번쩍 들게 만드는 약이라는 의미로 ‘각성제’라는 이름이 붙여졌다.
_중독자를 늘린 필로폰, 250