아인슈타인의 냉장고

아인슈타인의 냉장고 - 뜨거운 것과 차가운 것의 차이로 우주를 설명하다
폴 센 지음, 박병철 옮김 / 매일경제신문사 / 2021년 9월

 

【알베르트 아인슈타인】 (1879년~1955년 76세) 독일 유대인 가정에서 태어나 스위스 취리히 대학에서 물리학 박사 학위를 받았다. 어렸을 때부터 천재성을 보였다고 하는데, 12세에 미적분을 혼자 공부하고, 유클리드 기하학에 관심을 가졌다고 한다. 고등학교 시절에는 선생님들도 풀지 못하는 수학, 물리학에 심취하여 곤혹스럽게 했다고 한다. 독일이나 일본이나 한국이나 비슷한 게 있다면, 바로 주입식 교육이다. 100년 전 아인슈타인도 독일식 주입교육이 싫어서 스위스로 유학을 떠났다고 하니 말이다. 한국의 일본식 주입식 공교육만 아니었어도 지금까지 본인이 영어공부를 매일 할 이유가 없었을 것이다. 대학 시절 모습을 보면 자기가 좋아하는 수업 이외에는 출석하지도 않고, 마치 스티브 잡스의 행보처럼 엉뚱한 행동을 일삼는다. 교수의 추천서도 받지 못해, 물리학이 아닌 보험회사에 취업하고, 박봉에 과외를 하다 상사와 싸우고 해고당하고, 딸은 태어나고 아버지는 돌아가시고 총체적으로 난관에 부딪혔다고 한다. 실업자가 된 이후 동창생의 도움으로 특허청에 취직하게 되고, 이 계기를 통해 그의 논문들이 발표되기 시작한다. 천재는 자신의 노력이 아니라, 사회가 만들어 낸다는 대목이 다시금 생각나는 부분이다. 그 후 노벨상 등을 수상하며, 학자로서 입지를 굳히지만, 수학과 물리 이외에는 전혀 관심이 없고, 심지어 가족조차 돌보지 않았다. 인간적으로 보면 정말 최악의 아버지였고, 남편이었다. 그의 작은 아들은 평생 정신병원에, 큰아들은 그의 부고에도 아무런 감정도, 참석도 하지 않았다고 한다.

“그런데 왜 하필 냉장고였을까? 여기에는 그럴 만한 사연이 있다. 1926년에 베를린의 한 가정집에서 냉장고의 파이프를 타고 흐르던 유독가스가 새어 나와 어린아이를 포함한 여러 명이 사망했다. 이 사고는 베를린의 한 일간지를 통해 세상에 알려졌고, 비극적 뉴스를 접한 아인슈타인은 안전한 냉장고를 만들기로 마음먹었다고 한다.” [p11] 프롤로그의 이 부분에서는 전혀 이해할 수 없었다. 아인슈타인의 천재적인 업적은 알고 이해하지만, 자신의 자녀마저 열병에 죽게 내버려 둔 인간성을 가진 그가 이런 이유로 냉장고를 만들기로 했다는 것은 저자의 개인적인 생각인 것 같다.

【열역학】(熱力學, thermodynamics)은 물질의 상태 변화에 따라 발생하는 열과 일의 양을 열역학 법칙으로 정의되는 엔트로피 등의 변수들을 이용하여 분석하는 학문이다. 우리가 사용하는 가전제품, 통신장비, 자동차, 컴퓨터 어느 하나 열역학이 응용되지 않은 것이 없다. 컴퓨터 케이스 열어보면, CPU 위에 쿨러가 달린 것을 확인할 수 있다. CPU는 0과1의 계산을 위해서 엄청나게 빠른 속도로 움직이는 에너지의 결정체다. 쿨러가 고장이 나거나 과부하가 걸리면 100도를 넘기는 CPU도 생기기도 한다. CPU에서 발생하는 열을 잡을 수 있다면, 우리는 더욱 빠른 계산을 하는 컴퓨터를 사용할 수 있게 될 것이다. 반도체를 사용하는 모든 기계는 이 열이 발생하고, 이를 억제하기 위한 기술을 아직도 개발 중이다. 스마트폰을 더 작게, 더 빠르게, 더 오래가게 하는 것도 바로 이 열역학의 응용인 것이다.

『아인슈타인의 냉장고』 열역학 법칙으로 세계를 바꾼 13명의 과학자의 이야기를 실은 교양 과학서이다. 아인슈타인이 주 관심사로 등장한 것은, 상을 받은 것을 떠나서 1920~30년대 연구의 최전성기에 그가 참여했기 때문이다. 열은 기계를 움직이는 것에 필요한 것이다. 산업혁명과 증기기관의 발전에부터 기인했다고 볼 수 있겠다. 아직도 보일러라고 이름 붙는 우리의 난방장치, 아일랜드인 로버트 보일은 그 시작이라고 볼 수 있다. 그 후 수많은 학자에 의해 세대를 건너면서 연구되었고, 그중에서도 지대한 성과를 낸 인물들의 이야기가 적혀있다. 우리 생활에 기계가 없는 곳이 어디 있을까? 누군가는 인류를 철의 문명이라고도 말한다. 철을 불로 제련해서부터 기술의 역사가 시작되었고, 아직도 철의 역사를 이어가고 있으니 말이다. 아인슈타인이 왜 냉장고를 만들었는지를 안다는 것은 지난 300년 인류의 역사를 이해하는 것이 될 것이다.