이슬람에서 르네상스

세상에서 가장 재미있는 세계사 3 - 이슬람에서 르네상스까지
래리 고닉 글.그림, 이희재 옮김 / 궁리 / 2006년 5월

이슬람은 과연 어떻게 시작되었는가? 그 창시자는 마호메트로, 그 또한 가브리엘이란 천사로부터 신탁을 들은, 결국 그리스도교와는 같은 맥락의 종교라고 한다. 알라라고 부르는 신도 결국 하나님이라는 소리다. 하지만 그 과정은 좀 더 잔인했다고 볼 수 있다. 세력을 모은 마호메트 세력이 그를 반대하는 이들을 학살해가며 완성된 종교이기 때문이다. 

작가는 한때 유라시아 대륙을 제패했던 유목민의 제왕, 칭기즈 칸을 소개한다. 테무진이라 불렸던 그는 정말 대단하다는 소리를 들어 마땅하다. 몽골인들은 유럽인과는 성격이 달라서, 그들은 마을을 보면 필요한 만큼만 약탈하고 나머지는 전부 불을 지른다고 한다. 그렇게 무지막지하게 세상을 정복하려했던 원나라의 초대 왕의 이야기를 펼친다. 

한편 유대인에 대해서는 다른 사실을 알게 되었다. 유대인을 보통 고리대금업자에 돈만 있는 나쁜 사람들로 묘사했는데, 그 발단은 유대인에게 다른 일은 전혀 주지 않고, 그들을 먼저 고리 대금업자로 보고 돈을 빌리면서 그들에 대한 편견이 시작되었다고 한다. 게다가 이 유대인의 돈은 교황의 소유였기 때문에, 그들의 재산이라고 볼 수 없었다.

수학으로 풀어본 생활

수학동아 2010.9
수학동아 편집부 엮음 / 동아사이언스(잡지) / 2010년 8월

열쇠와 자물쇠는 지금 세상에서는 정말 없어선 안 될 도구이다. 모두가 부유하다면 모를까, 가난한 사람이 생겨나 이제는 남의 것을 도둑질해 돈을 버는 사람들이 생겨났기 때문이다. 우리나라도 옛날부터 전통 자물쇠가 존재해왔고, 서양에서도 열쇠는 권위의 상징이었다. 현대의 자물쇠는, 아마도 예전의 아날로그 방식을 벗어난 경우가 대다수일 것이다. 물론 해커가 있다면 큰 문제가 발생할 수 있다는 것이 단점이라 할 수 있다. 

달랑베르. 그의 이름은 거의 익숙하지 않지만, 그가 바로 수학, 과학의 모든 지식을 백과사전으로 편찬한 사람이었다고 한다. 어릴적에 버려졌던 그는 사실 매우 부유한 부모의 자식이었으나 어떤 정으로 가난한 양부모의 집에서 키워지고, 착한 양부모덕에 뛰어난 두각을 지닌 사람으로 자랄 수가 있었다. 그는 부유한 아버지의 후원으로 일류학교에서 교육을 받을 수가 있었고, 그는 그의 부모가 그를 위해 아무 조건 없이 키워줬던 것처럼 아무 조건 없이 그의 노력의 성과를 세상에 내놓았다. 

새로 알게 된 직업중에서 영화사진작가가 이 책에 등장했다. 유명한 영화를 보기까지는 스틸사진의 장면들을 보고서 선택을 하지 않는가? 소개된 유명한 사진 작가는 황금비를 이용해 구도를 정하면서 다양한 스틸 사진을 찍었다. 한 편의 영화가 만들어지기까지는 그 주인공 뿐만 아니라 주변의 다양한 직업을 가진 사람들에 의해 완성이 된다는 사실이 부각되었다.

수많은 화학자들, 화학사에 한 획을 긋다

상위 5%로 가는 화학교실 4 - 화학사
구자옥 외 지음 / 스콜라(위즈덤하우스) / 2008년 9월

화학자들은 정말 많고, 이들 중에서는 다양한 업적을 남긴 사람들이 있다. 우연으로 만들어진 발명품으로 돈방석에 앉은 사람이 있는가 하면, 잘못된 이론을 가지고 끝까지 밀고 나가다가 낭패를 보는 경우도 있었다. 하지만 이들의 연구가 있었기에, 지금의 화학이 완성될 수가 있었다. 

화학이 본격적으로 연구가 되기 시작한 때는 언제인가? 바로 사람들이 금을 만들어 부자가 되겠다는 일념으로 시작한 연금술 덕분이었다. 그들의 목표는 금 만들기, 무엇이든 녹이는 용액 만들기, 불로장생약 만들기 등이었다. 이들은 사원소설을 바탕으로 금을 만들려고 했지만 실패했고, 그들이 실험을 하면서 남긴 기록, 자료, 실험 기구등이 근대 화학의 바탕이 되었다. 

근대 화학에서의 유명한 이론을 하나 말하자면, 플로지스톤설이다. 과거 과학자들은 물질의 연소를 설명하기 위해서 무언가 특별한 것이 필요했고, 그래서 그들이 만들어낸 것이 플로지스톤설이다. 하지만 이 플로지스톤 설은 셜례, 프리스트리등에 의해 발견된 산소에 의해서 그 존재가 위험해졌다. 프리스트리는 플로지스톤 설 신봉자였는데, 이 산소의 발견으로 인해 여러 이상한 현상을 발견하면서 제 무덤 판 꼴이 된 셈이다. 결국 그는 산소를 디플로지스톤이라 말했지만, 라부아지에는 이 산소의 존재를 명확히 해명해내는데 몰두해 플로지스톤 설을 폐기시켰다. 

화학에서는 실수란 것이 참으로 중요한 의미를 가진다. 어떤 실수는 사람을 죽음에 이르게 하지만, 새로운 성분비를 이룬다는 것은 곧 새로운 물질의 생성을 뜻하는 것이기 때문이다. 실제로 많은 화학자들이 실수로 만들어낸 물질, 예를 들면 지금의 수많은 종류의 플라스틱들이 존재하여 우리 생활에 커다란 도움을 주고 있기 때문이다. 이는 곧 화학은, 예상을 통해 나오는 결과가 아니라 수많은 시행착오를 통해 나오는 결과물들이 참으로 값지다는 것을 알 수 있었다.

실생활에 응용된 화학

상위 5%로 가는 화학교실 3 - 응용 화학
구자옥 외 지음 / 스콜라(위즈덤하우스) / 2008년 7월

ΔG =  ΔH - TΔS. 깁스 에너지는 엔탈피와 온도, 엔타르피에 의해 결정된다는 식이다. ΔG가 0보다 작으면 자발적 반응, 크면 비자발적 반응이라 할 수 있다. 그러면 자발적 반응이란 무엇인가? 예를 들자면 얼음이 실온에 놔두면 얼음이 주변에 열을 방출해 더 꽁꽁 어는게 아니라 얼음이 열을 흡수하면서 수증기 또는 물이 되는 게 정상이다. 가만히 놔두면 자연스레 한 방향으로 흘러간다. 그것이 바로 자발적 반응이며, 우리는 이를 무질서해지려는 현상, 곧 엔트로피 현상이라고 부른다. 

그러면 왜 이렇게 무질서한 방향으로 흘러가려는 것일까? 경우의 수를 살펴보면, A라는 공간에 네 개의 분자가 있다고 가정하고, A바로 옆에 크기가 같은 B라는 공간이 생겨나 분자 네 개가 있을 수 있는 공간이 네 개로 늘어났다. 이들이 자유자재로 움직일 수 있을때, 이들은 아마 A, B를 2개씩 채웠을 째 가장 무질서하고 가장 경우의 수가 많은 경우다. 그렇기에 사물은 질서 없는 방향으로 나아가길 좋아한다. 하지만 우리 몸에서까지 그렇게 생각하면 안된다. 우리 몸을 이루는 매우 정교한 DNA는 질서의 극치를 다다른다. 그렇기에 우리 몸이 무질서했다면, 우리가 인간으로 살아갈 수 없었을 것이다. 

현재 배우고 있는 부분은 전기 분해 부분. 많이 들어본 말이지만, 그 원리는 잘 이해하지 못하고 있었다. 산소 분자와 수소 분자가 만나면 물이 된다. 이 물은 액체고, 산소 분자와 수소 분자는 기체니까 당연히 안정해지는 방향이다. 그러면서 안정해지니까 이들은 열을 방출한다. 앞에서는 분명이 사물은 무질서한 방향으로 흘러간다면서, 왜 당연하다는듯이 안정한 방향으로 흘러가냐고 묻는 사람이 있다. 예를 들자면, 우리는 방을 어지럽히기 좋아한다. 이것이 우리가 말하는 무질서도이다. 하지만 무질서한 것과, 에너지가 넘쳐나는 것이 같은 것일까? 에너지가 너무 많아서 불안한 상태가 되는 것은 화학상에서는 질서있는 것만 못하다. 그래서 수소 분자와 산소 분자가 만나 물이 되면, 그들이 가지고 있던 에너지를 모두 방출하고, 안정한 상태로 있으니 그만큼 에너지가 나오는데, 이 나온 에너지만큼 에너지를 가해주면 물이 다시 산소와 수소로 분해될 수 있는 것이다. 

화학은 현재 배우고 있는 것으로 알아보자면, 정말 흥미있는 학문이다. pH가 1에서 14까지 표시되어 있던 이유와, 지금껏 내가 알고 있던 다양한 반응의 과정을 식으로 나타낼 수 있다는 사실이 매우 신기할 따름이다.

화학반응과 실생황

화학반응, 매끄러운 충돌 ㅣ 선생님도 놀란 과학 뒤집기 13
최숙영 지음 / 도서출판성우 / 2002년 1월

현재 화학올림피아드 준비로 바쁜 와중에, 쉬는 셈 치고 이 책을 다시 한번 읽어보게 되었다. 아마 그때는 너무 어려서 어려운 내용이 너무 많았던 것 같다. 기억이 나지 않는 내용이 대다수였기 때문이다. 그때는 왜 이 재미있는 책을 잘 읽지 못했을까? 다행히도 개념이 쏙쏙 잘 이해되면서 읽을 수가 있었다. 

화학반응을 통해서 그간 우리가 궁금해했던 많은 것들을 설명해낼 수가 있다. 고대 연금술에 대해서는 많은 사람들이 알건 다 알고 있으리라 생각한다. 그도 그럴것이 값싼 금속으로 금을 만들어낸다는 허무맹랑한 생각을, 수많은 사람들이 믿고 있었다는 사실이 신기하기 때문이다. 하지만 이들이 이런 노력을 하게 된 배경에는 그들의 과학적 지식을 뒷받침했던 지식들이 숨어있다. 바로 당시에 유행했던 사원소설. 금의 원소 비율과 그 제조법만 안다면, 금을 만들어낼 수 있다는 것이다. 

실제로 이 연금술을 이용해 금을 만들었다는 사람들의 이야기가 전설처럼 전해지지만, 아무래도 그들은 그들조차도 속게 만든 화학의 새로운 반응에 의해 금을 만들었다고 믿었는지도 모른다. 한 사람은 수은을 이용하여 금을 만들었다고 하는데, 이들의 원자량이 매우 비슷하다보니 아마도 무게를 비슷하게 한 합금 또는 도금을 만들어낸 것이라고 보아야 할 것 같다. 

이 책에서 촉매의 중요성은 크게 강조된다. 촉매란 무엇인가? 보통 많이 들어본 말로, 어떤 반응이 빠르게 진행할 수 있도록 넣어주는 물질이라는 것이다. 예를 들어 인체의 몸에 있는 효소도 아주 중요한 촉매 중 하나로, 기질이라는 것이 존재해 자신이 필요한 것만 골라서 반응을 시킨다. 이로 인해 우리가 먹은 음식들이 잘게 잘게 분해되어 소화시킬 수 있는 것이다. 

이 촉매의 작용은 정확히 어떤 것인가? 우리가 산을 넘으려면 에너지가 필요하다. 물질도 마찬가지다. 다른 상태의 물질로 변하기 위해서는 이들에게 에너지가 필요한데, 이 에너지를 활성화에너지라고 한다. 활성화에너지가 크면 그만큼 물질이 다른 물질로 변하기가 힘든데, 이 촉매의 작용은 바로 활성화에너지를 작게 만들어주는 것이다. 이로 인해 반응이 빨라질 수가 있다. 

우리 주변에서 일어나는 과학이 이렇게까지 자세히 탐구되어 있는게 신기하다. 앞으로도 화학 공부를 열심히 해서, 노벨 화학상에 이름을 남기는 그런 대화학자가 되어보고 싶다.