뉘른베르크 전범 재판 전날 밤 건강진단에서 의사들은 나치 지도자 헤르만 괴링의 손톱과 발톱이 새빨갛게 물든 것을 발견했다. 진통제 디히드로코데인을 하루에 백 알 넘게복용하다 중독된 것이었다. 작가 윌리엄 버로스가 묘사했듯 이 약물은 자극성은 코카인만큼 약하지만 효능은 코데인의 두 배로 헤로인과 맞먹기에 미국 의사들은 괴링을 법정에 세우기 전에 의존증부터 치료해야겠다고 생각했다. 쉬운 일은 아니었다. 연합군에 체포될 당시 괴링이 가지고 있던여행 가방에는 2만 회 넘게 투약할 수 있는 디히드로코데인이 들어 있었다. 제2차세계대전 막바지 독일에 남아 있던 생산분의 사실상 전부였다. 그의 중독은 이례적인 일이 아니었다. - P10
나치가 강제 수용소에서 사용한 독가스의 전신인 치클론A는 수십 년 전 캘리포니아 오렌지에 살충제로 뿌려졌으며멕시코인 수만 명이 미국에 밀입국하려고 몰래 탑승한 기차의 이를 구제하는 데 쓰였다. 객차의 나무판은 고운 파란색으로 물들었는데, 오늘날까지도 아우슈비츠의 벽돌에서볼 수 있는 바로 그 색깔이다. 여기서 알 수 있듯 시안화물의진짜 기원은 1782년에 최초의 현대적 합성 안료 프러시안블루에서 분리된 부산물이다. - P16
18세기 스위스의 안료 염료 제조업자 요한 야코프 디스바흐가 프러시안블루를 발견할 때까지는 이 발견은 우연의 산물이었다. 디스바흐의 목표는 코치닐깍지벌레 암컷 수백만 마리를 쌓아 만들던 루비레드를 재현하는 것이었다. 코치닐깍지벌레는 멕시코, 중앙아메리카, 남아메리카의 노팔선인장에 기생하는 작은 벌레로, 하도 연약해서 누에보다도 세심하게 보살펴야 한다. 바람, 비, 서리를맞으면 보송보송한 흰색 몸통이 쉽게 상할 수 있으며 걸핏하면 쥐, 새, 털애벌레에게 잡아먹히기 때문이다. 이 벌레의 진홍색 피는 금은과 더불어 스페인 정복자들이 아메리카인에게서 약탈한 최고의 보물 중 하나였으며 이 덕분에 스페인왕실은 카민(붉은 색소) 안료를 수 세기 동안 독점할 수 있었다. - P17
이 색깔이 어찌나 아름답던지 디스바흐는 흐스드이리트(하늘의 원래 색깔), 즉 이집트인들이 신의 피부를 치장할 때 쓴 전설의 파란색을 발견했다고 생각했다. 흐스드이리트의 제법은 신성한 언약으로서 이집트 사제들의 삼엄한 감시 속에 수 세기 동안 전수되었으나 그리스인 도둑에게 도난당한 뒤 로마 제국의 몰락 이후 영영 잊혔다. 디스바흐가 새로운 색깔을 ‘프러시안블루’로 명명한 것은 고대의 영광을 능가할 제국과 자신의 우연한 발견 사이에 끈끈하고 꾸준한 연관성을 부여하기 위해서였다. 훗날 독일 제국이 몰락하리라는 것은 그보다 훨씬 유능한사람, 어쩌면 예지력의 저주를 받은 사람이 아니고서는 상상조차 할 수 없었을 테니 말이다. - P18
프러시안블루를 사용한 최초의 대화가는 1709년 네덜란드의 피터르 판데르베르프였다. 그의 <그리스도의 매장>에서 지평선을 가린 구름 아래로 성모 마리아의 얼굴에 그림자를 드리우고 은은하게 빛나는 파란색 장옷은 메시아의 벌거벗은 시신을 둘러싼 제자들의 수심을 상징한다. 예수의 피부는 어찌나 창백한지 마치 쇠못에 벌어진 상처를 입술로 소독하려는 듯 무릎 꿇고서 그의 손등에 입맞추는 여인의 얼굴이 비칠 정도다. - P20
디펠의 영약에 들어던 성분에서 탄생한 파란색은 결국 반 고흐의 <별이 빛나는 밤>, 호쿠사이의 <가나가와의 파도 아래>에서 뿐 아니라 마치이 색깔의 화학 구조에 들어 있는 무언가가 폭력을 유발하기라도 하는 듯 프로이센군의 제복에서도 빛난다. 그 무언가는 저 연금술사의 실험에서 이어져내려온 과오, 그늘, 실존적 얼룩이었다. 이 실험들에서 그는 동물을 산 채로 해부하고 조각조각 이어 붙여 끔찍한 키메라로 만들어서는 전기 자극을가해 되살리려 했다. 이 괴물은 메리 셸리에게 걸작 『프랑켄슈타인: 현대의 프로메테우스』의 영감을 선사했다. 소설에서 그녀는 인간의 모든 능력 중에서 가장 위험한 능력인 과학을 맹목적으로 발전시키는 것이 얼마나 위험한가를 경고했다. - P23
비소가 신체 조직의 가장 은밀한 곳에 숨어들어 몇 년에 걸쳐 쌓이는 끈질긴 암살자인데 반해 시안화물은 일시에 당신의 숨을 멎게 한다. 시안화물 농도가 충분히 높아지면 경동맥 소체의 수용체가 한꺼번에 자극되어 호흡을 중단시키는 반사가 일어난다. 빈맥, 무호흡, 경련, 심혈관 허탈에 앞서 나타나는 이 증상을 의학 문헌에서는 ‘헐떡거림‘이라고 부른다. 시안화물은 속효성 덕에 수많은 암살자에게 사랑받았다. - P26
이프르 공격을 감독한 인물은 이 새로운 전쟁 수단의 아버지인 유대인 화학자 프리츠 하버였다. 하버는 천재였으며,
이프르에서 죽은 병사 5000명의 피부를 검게 물들인 복잡한 분자 반응을 이해할 수 있는, 아마도 유일한 사람이었다.
그는 임무 성공으로 전쟁부 화학 부서의 책임자로 승진했으며 카이저 빌헬름 2세와 만찬하는 영광을 누렸다. 하지만 베를린으로 돌아왔을 때 그를 기다린 것은 아내의 분노였다.
독일의 대학교에서 화학 박사 학위를 받은 최초의 여성인 클라라 이머바르는 실험실에서 가스가 동물에게 어떤 영향을미치는지 보았을 뿐 아니라, 현장 시험중에 바람 방향이 갑자기 바뀌는 바람에 하마터면 남편을 잃을 뻔했다. - P33
1907년 하버는 식물생장에 필요한 주요 영양소인 질소를 사상 최초로 공기 중에서 직접 채취했다. 이렇게 하루하루, 그는 20세기 초에 전례 없는 세계 대기근을 몰고 올 뻔한비료 부족 사태와 맞섰다. 하버가 아니었다면 구아노와 초석같은 천연 비료에 의존하여 농사짓던 수억 명이 영양 결핍으로 사망했을 것이다. 과거 수백 년간 유럽의 끝없는 굶주림을 해결하고자 영국인 무리가 이집트까지 진출했는데, 그들이 고대 파라오의 무덤을 약탈한 것은 황금이나 보석, 유물을 찾기 위해서가 아니라 파라오가 죽은 뒤에도 그들을 섬기기위해 순장된) 노예 수천 명의 뼈에서 질소를 채취하기 위해서였다. 한편 영국인 도굴꾼들은 유럽 대륙에 매장된 유해를 싹쓸이했다. - P36
하버가 실험실에서 이룬 성과를 바탕으로 독일의 화학 대기업 바스프의 수석 공학자 카를 보슈는5만여 명의 노동자가 일하는 소도시 규모의 공장에서 수백톤의 질소를 생산할 수 있는 산업 공정을 발전시켰다. 하버·보슈법은 20세기의 가장 중요한 화학적 발견이다. 가용 질소의 양이 두 배로 증가하자 인구 폭발이 일어났으며 16억 명이던 전 세계 인구는 100년도 지나지 않아 70억 명으로 늘었다. 오늘날 우리 몸속 질소 원자의 약 50퍼센트는 인공적으로 합성된 것이며 세계 인구의 절반 이상은 하버가 발명한질소 비료로 재배된 작물을 먹고 산다. (당시 언론의 표현을 빌리자면) "공기에서 빵을 끄집어낸 사람이 아니었다면 현대 세계는 존재할 수 없었을 것이다. 하지만 그의 기적적 발견의원래 목표는 굶주린 대중을 먹이는 것이 아니라 제1차세계대전에서 영국 해군에 의해 칠레산 질산염의 운송이 차단된다 하더라도 화약과 폭약을 제조할 수 있도록 원재료를 공급하는 것이었다. 하버의 질소 덕에 유럽의 분쟁은 2년을 더끌었으며 양측에서 수백만의 사상자가 더 발생했다. - P37
독일에서 반유대주의가 여전히 기승을 부리고 있었기에그는 카이저 빌헬름 물리화학·전기화학연구소 소장 업무를피난처로 삼았다. 하버와 그의 연구진은 이 학문적 오아시스에서 잠시나마 보호받으며 새로운 성분들을 많이 발견했다.
그중 하나는 시안화물을 이용한 살충훈증제였는데, 어찌나 독하던지 ‘사이클론‘을 뜻하는 독일어 단어 ‘치클론‘으로 명명되었다. 함부르크와 뉴욕을 오가는 선박에서 이를 구제하려고 처음 치클론을 사용한 곤충학자들은 엄청난 효과에 어안이 벙벙했다. 그들은 하버에게 직접 편지를 보내 "극히 말끔한 해충 구제"에 찬사를 보냈다. 이 새로운 성공 덕에 하버는 해충방제위원장으로 승진하여 해군 잠수함의 빈대와 벼룩, 육군 막사의 쥐와 바퀴벌레를 박멸하는 사업을 지휘했다. - P40
프리츠 하버가 죽을 때 지니고 있던 몇 안 되는 소지품 중에는 아내에게 쓴 편지가 있었다. 편지에서 그는 견딜 수 없는 죄책감을 느낀다고 고백했다. 무수한 사람들의 죽음에 직간접적으로 관여했기 때문이 아니라 공기 중에서 질소를 뽑아내는 자신의 방법이 지구의 자연적 평형을 무지막지하게 교란하는 바람에 인류가 아니라 식물이 세계를 차지할까봐 두려웠기 때문이었다. 단 몇십년 동안이라도 인구가 산업시대이전으로 감소한다면 인류가 공급한 잉여 영양소 덕에 식물이 무한히 증식하여 지구에 두루 퍼지고 땅을 완전히 뒤덮어 모든 생명을 끔찍한 초록 아래 질식시킬 테니까. - P42
베를린 자택에서 차를 마시던 알베르트 아인슈타인에게배달된 봉투는 1915년 12월 22일 제1차세계대전 참호에서 발송된 것이었다.
봉투는 화염에 휩싸인 대륙을 가로질렀다. 구겨지고 얼룩지고 흙이 묻었으며 한쪽 가장자리가 완전히 뜯겨져나갔다.
발신인 이름은 커다란 핏자국에 가려 보이지 않았다. 아인슈타인은 장갑을 끼고서 나이프로 봉투를 개봉했다. 안에 들어 있는 것은 진정한 천재의 마지막 불꽃을 담은 편지였다.
편지를 쓴 사람은 천문학자이자 물리학자이자 수학자이자독일군 중위 카를 슈바르츠실트였다. - P45
념한 지 오래였다. 슈바르츠실트가 박격포 포성과 독가스 구름 사이에서 해를 구했다는 것은 그야말로 기적이었다. "이렇게 단순한 공식으로 문제를 풀 수 있는 사람이 있으리라고는 예상하지 못했는걸!" 그는 마음을 추스리자마자 슈바르츠실트에게 답장을 보내 그의 결과를 학회에 제출하겠노라약속했다. 자신이 죽은 사람에게 편지를 보내고 있다는 사실은 알지 못했다. - P47
슈바르츠실트가 쓴 풀이법은 간단했다. 그는 회전하지 않고 전하가 없는 완벽한 구형의 이상적 항성을 가정한 다음아인슈타인의 방정식을 대입하여 질량이 어떻게 (마치 침대에내려놓은 포탄이 매트리스를 휘게 하는 것과 비슷하게 공간의 형태를 바꾸는지 계산했다.
그의 수치가 어찌나 정확했던지 오늘날까지도 항성의 경로, 행성의 궤도, 중력이 큰 천체 근처를 지나는 광선의 힘등을 추적하는 데 그의 공식이 쓰인다.
하지만 슈바르츠실트의 결과에는 무척이나 기묘한 무언가가 있었다. - P47
일반적인 항성의 경우는 아무 문제가 없었다. 공간은 아인슈타인의 예측대로 완만하게 휘어졌으며 항성 본체는 마치 해먹에 누운 두 아이처럼 함몰부 중앙에 떠 있었다. 문제는 거성이 연료를 다 써버려 붕괴하기 시작할 때처럼 너무 큰질량이 매우 작은 면적에 집중될 때 일어났다. 슈바르츠실트의 계산에 따르면 그런 경우에는 시공간이 단지 휘어지는 것이 아니라 찢어진다. 항성이 짜부라들어 밀도가 계속 커지다보면 중력이 너무 세지는 바람에 공간이 무한히 휘어져 스스로를 감싸고 만다. 그 결과는 우주의 나머지 부분과 영영 단절되어 빠져나갈 수 없는 심연이다.
사람들은 이를 슈바르츠실트 특이점이라고 불렀다. - P48
그의 상상력은 자신이 발견한 결과에 매혹되었다. 만에 하나 특이점이 존재한다면 그것은 우주의 종말까지 지속될 것임을 두려운 마음으로 깨달았다. 이상적 조건이 갖춰지면 그 항성은 영생하는 천체가 되어 커지지도 작아지지도 않으면서 영영 그대로 머물러 있을 터였다.
그것은 여느 천체와 달리 어떤 변화에도 영향을 받지 않았으며 이중으로 탈출이 불가능했다. 특이점은 기묘한 기하학적 공간을 만들어내 시간의 양끝에 자리잡았다. 특이점으로부터 가장 먼 과거로 달아나거나 가장 먼 미래로 탈출하더라도 다시 한번 특이점을 마주칠 뿐이었다. 슈바르츠실트는자신의 발견을 아인슈타인에게 알리기로 한 바로 그날 러시아에서 아내에게 보낸 마지막 편지에서 자신의 내부에서 자라기 시작한 이상한 것에 대해 불평한다. "뭐라고 불러야 할지, 뭐라고 정의해야 할지 모르겠지만, 억누를 수 없는 힘으로 나의 모든 생각에 어둠을 드리워 그건 형태나 차원이 없는 공허, 볼 순 없지만 온 영혼으로 느낄 수 있는 그림자야"
얼마 지나지 않아 그림자는 그의 몸을 침범했다. - P50
기현상은 특이점의 내부에 국한되지 않았다.
특이점 주변에는 한계가 존재했는데, 이 장벽은 돌아올 수 없는 지점을의미했다. 이 선을 넘으면 행성 전체로부터 작디작은 아원자입자에 이르기까지 모든 물체가 영영 사로잡힐 것이다. 마치바닥 없는 구덩이에 떨어진 것처럼 우주에서 사라질 것이다.
수십 년 뒤 이 한계는 슈바르츠실트 반지름으로 명명되었다. - P69
슈바르츠실트에 따르면 질량의 밀도가 가장 높아질 때 무엇보다 두려운 것은 공간의 형태가 달라진다거나 시간에 기묘한 영향을 미친다거나 하는 것이 아니었다. 진짜 두려운 것은 특이점이 맹점이며 기본적으로 불가지라는 사실이라고 그는 말했다. 빛은 특이점에서 결코 탈출할 수 없으므로우리의 눈은 특이점을 볼 수 없다. 우리의 정신 또한 특이점을 이해할 수 없다. 특이점에서는 일반상대성 법칙이 여지없이 무너지기 때문이다. 물리학은 아무 의미도 없어진다. - P71
1939년 9월 1일, 나치의 탱크들이 폴란드 국경을 넘은 바로 그날 로버트 오펜하이머와 하틀랜드 스나이더는 피지컬리뷰』 제56권에 논문을 발표했다. 논문에서 미국의 두 물리학자는 의심할 여지 없는 입증을 제시했다. "모든 열핵 에너지원이 소진되면 충분히 무거워진 항성은 붕괴할 것이다. 분열이나 회전, 복사 때문에 질량이 감소하지 않는다면 이 수축은 무한히 계속될 것이다." 그러면 슈바르츠실트가 예언한대로 공간을 종잇장처럼 구기고 시간을 촛불처럼 끌 수 있는 블랙홀이 형성되며, 이것은 어떤 자연법칙이나 물리적 힘으로도막을 수 없다. - P74
‘a+b=c‘ 추론은 수학의 뿌리에 가닿는다. 그것은 정수의덧셈 성질과 곱셈 성질 사이에 심오한 뜻밖의 관계가 있다는 주장이다. 만일 증명된다면 이 추론은 수많은 해묵은 난제를 마치 마법처럼 해결할 수 있는 막강한 연장이 될 것이다. - P81
1958년부터 1973년 사이에 알렉산더 그로텐디크는 거석상처럼 수학자들 위에 우뚝 서서, 자기 세대의 가장 명석한 수학자들로 하여금 각자의 연구 과제와 야심을 내려놓고 모든 수학적 대상을 떠받치는 구조를 밝혀내는 자신의 급진적인 탐사에 동참하도록 이끌었다. - P85
유능한 권투 선수였고 베토벤의 후기 4중주곡과 바흐에 열광했으며 자연을 사랑했고 "태양과 생명으로 가득한 자그맣고 나이 많은 올리브나무"를 존경했지만, 수학을 비롯한이 세상 무엇보다 더 몰두한 것은 글쓰기였다. 그의 글은 광기의 경계에 놓여 있었다. 그가 어찌나 열정적으로 썼던지원고 여기저기에 연필심이 종이를 뚫은 자국이 남았다. 계산을 할 때면 공책에 방정식을 쓴 다음 거듭거듭 겹쳐 썼는데,
급기야 각각의 기호가 하도 굵어져서 알아보지 못할 지경이 되었다. 그는 흑연을 종이에 긁는 신체적 쾌감에 사로잡혔다. - P90
수학의 통일이라는 꿈을 추구한 것은 가장 야심찬 정신의 소유자들뿐이었다. 데카르트는 기하학적 형태를 방정식으로 기술할 수 있음을 처음으로 밝혀낸 사람 중 하나다.
x+y=1이라고 쓰는 것은 완전한 원을 묘사하는 것과 똑같다. 이 기초적 방정식의 모든 가능한 해는 평면에 그린 원을나타낸다. 하지만 실수와 데카르트 평면뿐 아니라 복소수라는 기이한 공간까지 고려하면 마치 살아 있는 생물이 시간의 흐름에 따라 성장하고 진화하는 것처럼 다양한 크기의움직이는 원들이 생겨난다. 그로텐디크의 탁월한 점 중 하나는 모든 대수 방정식 이면에 더 거대한 무언가가 숨어 있음을 간파했다는 것이다. 그는 이것을 스킴이라고 불렀다. 그가보기에 방정식에 대한 각각의 해, 각각의 형태는 그림자에불과했다. "밤중에 회전하는 등댓불에 비친 암석 해안의 윤곽처럼" 일반 스킴으로부터 투영된 환각적 영상에 지나지 않는다는 것이다. - P92
"나를 고무하는 것은 야심이나 권력욕이 아니다. 거대하면서도 매우 섬세한 것을 예리하게 지각하는 것이다." 그로텐디크는 추상화의 한계를 계속해서 밀어붙였다. 그는 새 영토를 정복하기 무섭게 그 경계를 확장할 준비를 했다. 그의 탐구에서 정점은 모티브라는 관념이었다. 이것은 수학적 대상에 대해 상상할 수 있는 모든 형태에 빛을 비출 수 있는 광선이었다. 그는 수학적 우주의 핵심에 자리잡은 이 기이한 실체를 ‘심장의 심장‘이라고 불렀다. 이것에 대해 우리는 희미하디 희미한 미광 말고는 아는 것이 없다. - P95
1926년 7월 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거는 인간 정신이 이제껏 만들어낸 방정식 중 가장 기이하고 막강한것 중 하나를 발표하려고 뮌헨에 갔다.
그는 원자의 내부에서 일어나는 현상을 기술하는 간단한 방법을 발견하여 하룻밤 새 세계적 슈퍼스타가 되어 있었다.
공기와 물에서 파동의 움직임을 예측할 때와 비슷한 공식을 이용하여, 슈뢰딩거는 불가능해 보이는 것을 성취했다. 양자세계의 혼돈을 다스림으로써 핵 주위를 도는 전자의 궤도를 너무나 우아하고 정묘하고 기이하여 어떤 사람들은 망설임 없이 "초월적"이라고 부른 방정식으로 규명한 것이다. - P117
두 이론은 더 다를 수 없을 만큼 달랐다. 슈뢰딩거는 방정하나로 현대 화학과 물리학을 사실상 모조리 기술할 수있었던 데 반해 하이젠베르크의 개념과 공식은 유난히 추상적이었고 철학적으로 혁명적이었으며 지독히 복잡하여 한줌의 물리학자들 말고는 아무도 이해할 수 없었는데, 심지어그들도 가장 간단한 문제를 풀 때조차 두통을 앓았다. - P119
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