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• [시리즈] 자연과학사 [2]

출판사 리뷰

출판사 서평 자연과학의 전 분야를 아우르는 과학사 연구의 결정판 『자연과학사』 2권은 근대, 현대 편으로 전자기학의 확립부터 원자핵에너지의 개발까지를 다룬다. 라부아지에에 의한 화학의 혁신, 갈바니전기?와 이와 관련된 여러 작용의 발견은 새로운 시대를 개막하기에 충분한 의의를 지닌다. 이 새로운 시대는 특히 화학 현상과 전기 현상의 관련이 인식된 이래, 물리학과 화학이 더욱더 긴밀하게 접촉되는 것이 하나의 특징이며, 이러한 접촉은 기초적인 수많은 중요한 발견을 낳았다. 근대 과학의 발전상을 한마디로 말하면, 자연은 하나의 통일된 법칙... 자연과학의 전 분야를 아우르는 과학사 연구의 결정판 『자연과학사』 2권은 근대, 현대 편으로 전자기학의 확립부터 원자핵에너지의 개발까지를 다룬다. 라부아지에에 의한 화학의 혁신, 갈바니전기와 이와 관련된 여러 작용의 발견은 새로운 시대를 개막하기에 충분한 의의를 지닌다. 이 새로운 시대는 특히 화학 현상과 전기 현상의 관련이 인식된 이래, 물리학과 화학이 더욱더 긴밀하게 접촉되는 것이 하나의 특징이며, 이러한 접촉은 기초적인 수많은 중요한 발견을 낳았다. 근대 과학의 발전상을 한마디로 말하면, 자연은 하나의 통일된 법칙으로 규율되고 있다는 것과, 그 법칙의 탐구 방법은 관측과 실험에서 얻은 사실들을 수학적 논리로 귀납하는 것이라는 인식을 실천했다는 점이다. 이와 더불어 천문학, 수학, 물리학, 화학도 상호 관련하에 발전하여 어느 정도 통일된 세계상을 그려냈으며 이에 상응한 기술의 발달을 가져왔다. 그러나 생물계만은 예외로 남아 우주 현상의 연쇄 안에 끼워 넣을 수가 없었다. 자연 현상을 하나의 통일된 것으로 파악하는 데 장애가 되어온 것은, 무엇보다 일반적으로 널리 퍼져 있던 광, 열, 전기와 자기 유체, 생명의 영기 등을 가리키는 ‘불가량 물질’이라는 개념 때문이었다. 19세기 중엽, 이러한 장애를 극복하려는 자연과학적 사고에 대한 일대 혁신이 일어났다. 하나는 에너지 원리의 수립이며, 다른 하나는 다윈의 진화론이다. 전자는 조용한 가운데 여러 분야의 과학자들에 의해 일관성 있게 발전된 종합적 과학 성과로서, 근대의 에너지 시대를 열었다. 후자는 과학적 발전이라기보다는 산업혁명으로 야기된 시대적 사회 사조였던 진보 사상을 뒷받침하고 부추김으로써 사회에 미친 영향이 막대하였다. 이런 이유로 대부분의 사가들은 19세기를 ‘진화론의 시대’라고 하며 과학 사가들도 다윈의 진화론을 과대평가하고 있다. 그러나 오늘의 시점에서 냉정히 살펴보면, 진보 사상은 시대적 사조의 소용돌이에 지나지 않았고, 다윈의 진화론이 과학 분야에 큰 자극을 준 것은 사실이나 과학의 발전에 기여한 직접적인 성과는 찾아볼 수 없다. 19세기의 근대 과학에서는 모든 분야에서 새로운 사실과 상호 관계들이 발견됨으로써 불가량 물질이라는 낡은 개념이 불식되어갔다. 또한 에너지 원리에 근거한 자연관이 싹트게 되었다. 우선 18세기에 이어 19세기 초까지 열역학 이론과 전자기학의 괄목할 발전이 있었고, 이와 상호 관련된 수학, 물리학, 화학 등 기초과학의 발전이 이루어졌다. 그리고 기타 과학들도 상호 관련을 이루며 발전하였고, 그 토대 위에 근대 과학의 일원적 법칙으로 통괄된 세계관이 형성되어갔다. 20세기에 들어서자 과학은 플랑크의 양자 이론과 아인슈타인의 상대성 원리에 기초하여 혁신적 발전을 이루게 되었으며, 인류는 이 혁신적 세계관에 입각한 새로운 문명을 개척하였다. 즉, 현대의 세계관은 더욱 보편성이 확대된 것이며, ‘통일장 이론’과 같이 그 보편성을 보다 확대한 하나의 통일된 세계관을 지향하고 있다. 이러한 통일된 세계관은 각종 물질의 합성과 생산기술, 전자공학, 원자력공학을 발전시켜 현대의 놀라운 물질문명을 창출하게 되었다. 과학기술의 발달로 인간 생활은 편리하게 되었고, 필요한 물질을 풍부하게 얻을 수 있게 되었다. 교통수단의 발달로 지구 전역이 일일생활권으로 축소되었으며, 전자공학의 발달로 시청각 정보들의 처리, 유통, 활용에 있어서는 하나의 동시적 세계를 이룬 놀라운 정보사회를 실현하였다. 마지막으로, 이런 문명에 필요한 에너지를 막대한 원자핵에너지로 공급하는 원자력 시대를 열게 되었다. 하지만 이러한 물질문명의 발달이 인간 생활을 행복하게 만들었다기보다는 안식이 없는 위기에 몰아넣고 있는 것이 현대 문명이 지닌 문제점이자 우리가 해결해야 할 긴박한 숙제이다.

앙페르의 정신과 지성의 가수 상태는 1년 이상이나 계속되고 있었는데, 때마침 루소의 [식물학에 관한 서한]이 손에 들어왔다. 그 저술의 맑고도 율조 좋은 문장은 마치 아침 햇빛이 새벽의 짙은 안개를 뚫고 들어가서 밤의 냉기에 시들어 있던 식물을 소생시키는 것과 같이 앙페르의 기력을 조금 되찾도록 해주었다. 같은 때에 우연히 펼친 책장에서 호라티우스의 [리키니우스 송가]의 시구가 그의 눈에 띄었다. 그전에 수학 논문을 읽기 위하여 라틴어 공부를 해두었으나, 이 시구는 이해할 수가 없었다. 그러나 그 아름다운 음조는 감촉할 수가 있었다. 이때부터 앙페르는 식물과 아우구스투스 시대의 시에 정열을 쏟기 시작했다. 그는 식물채집을 할 때에, 린네의 책과 함께 [라틴 시인 집성]이라는 시집도 들고 다녔다. 그의 머리가 다시 활동을 시작하자, 그의 마음은 갑자기 연애를 향하여 열리게 되었다. 좀처럼 쓰지 않는 앙페르도 ‘애기(Amour)’라고 이름한 일기장에 매일 자기감정의 성장을 기록했다. 그 일기장의 첫 쪽에 다음과 같은 말이 기록되어 있다. “어느 날 해가 진 후에, 나는 한적한 개울을 따라 산보하고 있을 때……” 이것은 1796년 8월 10일의 일이었다. 앙페르는 식물채집을 하고 있을 때, 넓은 들판에서 꽃을 따고 있는 사랑스러운 두 소녀를 보았다. 이 만남이 그의 운명을 결정했다.
(p.35~36)

패러데이는 철 고리(단철환)에 두 가닥 동선을 감았는데, 두 권선 상호간과 철심 사이는 절연했다. 그리고 B권선은 전류계에 연결하고, A권선을 전지에 접속했다 단절했다 하니, 전과 같이 B권선에 유도전류가 생길 뿐만 아니라 몇십 배나 강한 전류가 생기며, 접속 또는 단절된 상태로 두면 유도전류가 생기지 않는 것을 확인했다. 그리고 두터운 종이 원통 위에 두 동선을 감고, 종이 원통 안에 연철 막대기를 넣어보니 유도전류는 매우 강해지는 반면에 동 막대기를 넣어보니 그 작용은 강해지지 않았다. 이것은 권선의 전류와 그 속의 연철 막대기에 의해 강한 전자석이 되기 때문이라고 생각했다. 그래서 이 전자석과 같은 작용이 보통의 자석으로도 생기는가를 확인하기 위해, A권선에 전류를 흘렸다 끊었다 하는 대신에, 원통 축에 연철 막대기를 넣고 그 양단을 막대기 자석의 양극에 접속되게 하고, 그 막대기 자석의 양단을 접촉했다 떼었다 해보니 같은 현상이 나타났다. 그리고 더욱 간단하게 그 원통 속에 막대기 자석을 넣었다 뺐다 해보아도 같은 현상이 나타났다. 패러데이가 이러한 전자유도 현상을 발견함으로써, 그때까지 완전한 수수께끼로 남아 있던 현상들을 이해할 수 있게 되었다.
(p.147)

베크렐은 1901년에 퀴리 부부가 준 라듐을 밀봉한 관을 아무 생각 없이 주머니에 넣고 다녔는데, 14일째 날에 피부에 심한 화상을 입어 염증이 일어났다. 그는 이 뜻하지 않은 실험 결과를 1901년 6월에 [콩트 랑뒤]에 보고했다. 이것은 ‘베크렐의 화상’으로 유명하게 됐고, 에르 퀴리는 이 기회에 동물에 대한 라듐의 작용을 연구하여, 의학자들과 공동으로 라듐이 병적 세포도 파괴하는 것을 알게 되었다. 이것이 그 후의 ‘퀴리 요법’의 기원이 되었다.
라듐 발견에 성공하자 피에르 퀴리는 파리 대학 이학부의 교수가 됐고, 1904년 11월에 퀴리 부인도 정식으로 파리 대학 이학부 실험 주임에 임명돼서, 부부는 파리 대학에서 방사능 연구에 몰두했다. 1906년 4월 19일에 남편 피에르 퀴리는 마차에 깔려 사망하고 말았다. 퀴리 부인은 남편의 뒤를 이어받아 파리 대학 이학부 교수가 됐으며, 1911년도 노벨 화학상을 받았고, 1914년에 그녀를 위하여 ‘라듐연구소’가 설립되었다. 그리고 제1차 세계대전 중에 퀴리 부인은 방사선 치료반을 조직하여 부상병 치료에 분투했고, 전후는 라듐연구소에서 방사능 연구를 완성하는 한편 강의를 계속하다가, 수많은 명예를 안고 1934년 7월 4일 사망했다. 병인은 방사성물질에 의한 만성 백혈병이었다. 방사선 연구에 생명까지 바친 것이다.
(p.420)

목차
머리말
제1장 전자기학의 발전
1. 갈바니전원의 발전 2. 전기화학의 확립 3. 전자기의 역학적 기초 현상 연구 4. 전기역학의 확립―앙페르 5. 열전기의 발견
제2장 19세기로의 이행
1. 열역학의 기초 확립 2. 광학의 진보와 파동설 3. 화학과 물리학의 긴밀한 관계 4. 응용수학의 발전
제3장 19세기 전반의 기타 과학
1. 자연지리학의 확립 2. 화학과 물리학적 광물학 3. 식물의 자연적 분류 4. 식물생리학―물리학과 화학의 영향
제4장 에너지 시대의 기초
1. 천체역학 확립과 천문학 2. 물리학적 기초
제5장 근대 전기학의 성립
1. 패러데이의 생애 2. 패러데이의 업적 3. 전기학 이론의 발전
제6장 화학과 생리학 발전
1. 유기화학의 확립 2. 생리학의 확립 3. 세포의 기본 기관 인식
제7장 에너지 원리의 인식
1. 자연과학에서의 인식 2. 열과 일 상당량 정밀 측정 3. 영구기관 불가능 원리 4. 열역학 5. 기체운동론
제8장 근대적 생물 연구
1. 발효와 부패의 본체 2. 은화식물의 자웅 3. 물리화학적 생명 문제 연구 4. 물리화학적 동물 생리 연구
제9장 진화론
1. 변형에 의한 종의 발생 2. 다윈의 진화론 3. 지질학과 광물학
제10장 구조화학과 원소 분류
1. 탄소의 원자가 2. 구조화학 3. 화학원소의 분류
제11장 물리화학의 발전
1. 스펙트럼분석 2. 물리화학의 발전
제12장 현대 과학의 시작
1. 이론물리학과 응용물리학의 발전 2. 천체물리학과 천문학 발전
제13장 자연과학과 근대 문명
1. 화학공업의 영향 2. 전기공학 3. 근대 문명
제14장 현대 과학기술의 시초
1. 연구 수단의 발달 2. 현대 과학의 기초
제15장 새로운 세계상
1. 새로운 이론 전개 2. 플랑크의 양자론 3. 상대성 이론
제16장 현대 과학의 발전
1. 물리학 2. 화학 3. 생리학과 의학 4. 한국 현대 과학의 시작
제17장 전자공학
1. 전반기 전자공학 2. 후반기 전자공학 3. 통신공학 및 제어공학 4. 컴퓨터공학
제18장 원자력 개발의 기초
1. 원자물리학과 원자핵물리학의 기초 2. 원자의 구조 3. 원자핵반응과 핵 전환 4. 중성자물리학 5. 원자핵의 에너지와 구조 6. 핵분열
제19장 원자핵에너지의 개발
1. 핵분열 연쇄반응 2. 원자력발전 3. 원자력 이용과 안전 문제
2권의 끝맺음
참고 문헌
인명 찾아보기