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인류는 불을 이용한 순간부터 물질을 이해하기 시작해, 다양한 발견을 거듭하며 우리 삶을 풍요롭게 일구었습니다. 생활에 편리를 제공한 수많은 화학 기술부터 혁신을 가져온 위대한 발견까지, 모든 화학 기술은 어떻게 탄생했을까요? 이 책은 어려운 화학식이나 복잡한 이론이 없이도 인류사의 흐름과 함께한 화학의 역사를 재밌게 이해하도록 돕습니다.

복잡한 화학식 없이도, 어려운 이론을 모르고도
이해하는 화학

화학은 물질을 탐구하는 자연 과학의 한 분야이다. 불을 이용하면서부터 본격적으로 화학이 시작된 이래, 인류는 자연 속의 화학을 공부하고 연구하면서 다양한 물질의 구조와 성질을 알아냈다. 이를 바탕으로 새로운 물질을 발견하고, 때론 만들며, 지금 이 순간까지 발전은 계속되고 있다. 이런 과정에서 탄생한 각종 금속과 세라믹, 나일론 같은 합성 섬유, 폴리에틸렌과 같은 플라스틱류 등은 우리 생활을 더욱 편리하고 풍요롭게 바꾸었으며, 동시에 인체에 악영향을 끼치고, 환경 오염을 불러일으키기도 했다. 우리는 어떻게 이런 물질들을 알아내고, 제어했으며, 화학을 이용할 수 있는 고도의 기술을 갖게 됐을까?
《세상 모든 화학 이야기》는 선사 시대부터 현대에 이르기까지 인류의 역사와 함께해 온 화학과 화학의 역사를 동시에 들려주는 책이다. 화학이 어떻게 시작하고 발전해 오늘날까지 이어졌는지, 화학에 관한 각종 궁금증과 그 해답을 담고 있다.

인류사와 함께 보는 화학의 역사

우리 생활을 바꾼 화학은 어떤 것일까? 위대한 발견, 그것을 이끈 사람들, 그 결과 정리된 이론과 새롭게 탄생한 물질에 이르기까지 총망라한 역사를 살펴보는 것은 화학을 한층 쉽게 이해하고, 화학에 더 재미있게 다가가는 첫걸음일 것이다.
이 책은 시대순으로 구성한 여덟 개의 장으로 이루어졌다. 1장에서는 불의 발견부터 토기와 금속을 이용하게 된 흐름을, 2장에서는 도시와 상업의 발전으로 인한 철학의 등장 그리고 철학에서 비롯된 화학에의 호기심과 탐구를 살펴본다.
3장에서는 ‘현자의 돌’과 금 만들기로 유명한 연금술과 르네상스기의 화학을 다룬다. 화학의 발전과 연금술은 어떤 관계가 있는지, 근대 과학을 확립한 과학자들 역시 연금술에 큰 관심을 가졌다는 놀라운 사실도 알 수 있다. 누구보다도 현자의 돌을 만들고 싶었던 뉴턴의 일화를 통해 당시 사람들이 가진 호기심과 당대 화학 이론까지 만난다.
4장에서는 드디어 오늘날 우리에게 익숙한 화학의 이모저모가 등장한다. 진공과 압력의 연구, 연소, 이산화 탄소와 산소 등의 발견은 5장과 6장에서 원자설과 주기율표, 새로운 원소의 발견으로 이어진다. 라부아지에, 아보가드로, 돌턴, 패러데이 등 교과서에서 만나는 과학자들의 평범한 일화와 비범한 발견들을 통해 근대 화학의 진수를 엿본다.
7장과 8장에서는 현대 화학의 발전을 다룬다. 특히 노벨 물리학상과 화학상을 모두 받은 마리 퀴리의 연구 업적, 천재 아인슈타인의 기적의 논문들 그리고 동위 원소와 핵에너지, 광촉매와 풀러렌, 탄소 나노 튜브와 리튬 이온 전지 등 새로운 화학 기술까지, 현대 우리 생활을 지배하는 화학에는 어떤 것이 있는지 알 수 있다.

과학 교사가 들려주는 재밌는 화학사 이야기

저자 사마키 다케오는 수많은 과학책을 집필한 과학 교육 전문가이다. 쉽고 재미있게 읽을 수 있는 과학 강의로 좋은 반응을 얻고 있으며, 그의 저서는 우리나라에도 다수 소개되었다. 이 책 역시 화학의 역사와 인류사, 세계사를 접합해 누구나 흥미롭게 읽을 수 있도록 쉽고 간단명료하게 구성했다. 오랫동안 초등학생과 청소년은 물론, 성인까지 아우르며 강연했던 그의 과학 지식과 말솜씨가 이 책에 집약돼 있다고 해도 과언이 아니다.
인물과 역사를 아우르며 화학 물질과 기술, 과학 이론을 설명하는 이 책은 우리 생활을 좌우하는 화학을 향한 호기심을 키우고, 과학에의 궁금증을 불러일으킬 유용한 자양분이 될 것이다.

책을 시작하며 - 독자 여러분께

1. 불의 조종, 토기 제작, 금속 이용
불을 조종하는 동물, 인간
가마의 발명
금속의 이용

2. 고대 그리스 철학자는 생각했다
고대 그리스에 철학자 등장
‘만물의 근원은 물’이라고 주장한 탈레스
탈레스설을 확인한 얀 밥티스타 판 헬몬트의 실험
물, 불, 공기, 흙 4원소로 이루어졌다
원자론자 데모크리토스 “원자와 공허로 이루어졌다”
원자설을 싫어했던 다채로운 천재 아리스토텔레스

3. 연금술의 뿌리와 발전과 쇠퇴
알렉산드리아의 연금술
이슬람 세계에서 발전한 연금술
아라비아의 연금술사 자비르 이븐 하이얀
연금술 도구
현자의 돌 만들기에 몰두했던 르네상스기
의화학의 선구자 파라셀수스
뉴턴은 마지막 마술사?
연금술사의 생활

4. 진공과 기체의 발견
진공의 발견
토리첼리 실험 재현하기
파스칼과 게리케의 진공 및 압력 연구
가스에 이름을 붙여 준 얀 밥티스타 판 헬몬트
근대 화학의 시조 보일의 미립자론
연소는 플로지스톤이 날아가는 일?
이산화 탄소와 산소의 발견
인간을 혐오한 캐번디시
괴짜 화학자의 위대한 공적

5. 라부아지에의 화학 혁명과 돌턴의 원자설
플로지스톤설을 쓰러트린 라부아지에의 화학 혁명
플로지스톤설을 추방한 연소 이론의 확립
원소의 정의와 체계적인 명명
라부아지에가 단두대에 오른 이유
라부아지에의 화학 혁명을 이어 간 돌턴
기상 연구에서 원자설로
원자량을 구하다
프루스트와 베르톨레의 논쟁
원자량 발표 당시의 반응과 현대 과학에 세운 공로
아보가드로의 법칙과 분자의 개념
현재의 원소 기호를 고안한 베르셀리우스
베르셀리우스의 전기 화학적 이원론
돌턴의 색각 연구
현재의 원자량
산의 정체는 수소 이온

6. 새로운 원소 발견과 주기율표의 예언
험프리 데이비가 발견한 일곱 가지 원소
패러데이를 발굴한 데이비
패러데이의 대활약과 데이비의 질투
근대 전기 화학의 기초
발견 당시에는 금보다 비쌌던 알루미늄
분광기로 스펙트럼선을 비추면 나타나는 원소의 모습
원소를 정리하려는 시도
비활성 기체 원소의 발견
현재의 주기율표
금속 원소인 홑원소 물질의 특징
무기물로 인공적인 유기물을 만들다니!
유기 화학의 성립
‘생명의 작용’과는 거리가 먼 유기물
하버의 암모니아 합성
나일론의 발명

7. 인공 원소는 현대의 연금술일까?
엑스선과 우라늄 화합물에서 나오는 방사선의 발견
방사능 연구의 어머니 마리 퀴리
퀴리가의 영광과 비극
아인슈타인의 ‘기적의 해’ 논문들과 원자설
원자의 내부 구조를 밝혀내다
현재의 원자 모형과 동위 원소의 정의
안정 동위 원소와 방사성 동위 원소
방사능, 방사성 물질, 방사선
화학 반응 에너지와 비교해 현저히 큰 핵에너지
태양의 에너지원
인공 원소를 만드는 시도

8. 노벨상과 현대 화학 기술
다이너마이트와 노벨
노벨 평화상을 유언에 남긴 진짜 의도
광촉매의 발견과 응용
풀러렌과 탄소 나노 튜브의 발견
탄소 나노 튜브의 가능성
네오디뮴 자석의 발견
리튬 이온 전지의 발명

책을 마무리하며
참고 문헌

원자설은 ‘세상에 신과 같은 것이 존재할 리 없다’라고 주장하는 무신론의 근거가 되기 때문에, 종교를 중요시했던 지배자와 민중에게 외면당하며 불태워지거나 버려졌을 것으로 추측됩니다. 지금 우리가 데모크리토스에 대해서 알 수 있는 건 아이러니하게도 주로 원자설에 반대했던 철학자들이 그의 사상을 자기 책에 기록해 두었기 때문입니다.
_ 〈원자론자 데모크리토스 “원자와 공허로 이루어졌다”〉

당시 사람들에게 현자의 돌은 단순히 금속을 금으로 바꾸는 물질이 아니었습니다. 사람들은 현자의 돌에 광물과 금속 그리고 영적인 원소까지 모두 들어 있다고 믿었습니다. 따라서 광물은 물론, 인간과 동식물에도 작용할 수 있을 거라 여겼고 나아가 모든 생물의 병을 낫게 하고 건강을 유지하는 만능 약으로도 생각했습니다. 불로불사의 약으로까지 보았던 겁니다. 연금술사들이 불로불사의 약을 꾸준히 연구한 결과, 연금술은 약을 만드는 데도 쓰이게 되었습니다.
_ 〈현자의 돌 만들기에 몰두했던 르네상스기〉

데이비도 말년에는 “내가 이제껏 했던 발견 중에서 가장 훌륭한 발견은 패러데이였다.”라고 이야기했다고 합니다. 패러데이도 또한 데이비 사후, 그에게 최고의 찬사를 보냈습니다.
_ 〈근대 전기 화학의 기초〉

이렇게 당시 과학자들은 급성 방사능증의 존재를 알게 됐지만, 장시간에 걸친 피폭의 영향은 좀처럼 예상하지 못했습니다. 마리는 제1차 세계 대전(1914~1918) 때 엑스선 치료반을 조직해서 유럽 각지의 야전 병원을 순회했습니다. 그렇게 오랜 세월 방사성 물질을 가까이에서 다룬 결과 점차 몸이 좀먹혔고, 결국 방사능증으로 이 세상을 떠났습니다.
_ 〈퀴리가의 영광과 비극〉

노벨이 자기 발명품이 전쟁에 사용돼 세상에 ‘빚’을 지었다는 죄책감을 품고 노벨 평화상 등의 표창을 유언에 남겼다고 생각하는 사람이 많을 겁니다. 그러나 정작 노벨의 생각은 조금 달랐습니다. 아직 다이너마이트를 발명하기 이전에 노벨은 자신을 찾아온 평화 운동가 주트너(Bertha von Suttner)에게 이런 말을 했습니다.
_ 〈노벨 평화상을 유언에 남긴 진짜 의도〉