세상을 이해하기 위한 최소한의 화학_지상의책/100가지 물질로 읽는 생명과 우주

세상을 이해하기 위한 최소한의 화학 - 100개의 물질로 읽는 생명과 우주, 인류의 미래
김성수 지음 / 지상의책(갈매나무) / 2026년 1월

[ 블로거 인디캣님의 소개로 출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다. ]

안녕하세요, 지이니입니다! 오늘은 제가 최근에 읽은 정말 흥미로운 과학 교양서 한 권을 소개해 드리려고 해요.

화학이라고 하면 왠지 어렵고 딱딱할 것 같지만, 우리가 사는 세상을 구성하는 100가지 물질을 통해 이야기를 들려주는 이 책은 정말 술술 읽히더라고요. 제가 인상 깊게 읽었던 본문 사진들과 함께 리뷰 시작해 보겠습니다.

저자소개_김성수 서울대 화학부 박사

저자는 우리가 마주하는 모든 사물과 현상 뒤에 '화학'이 있다는 사실을 강조합니다. 단순히 지식을 전달하는 데 그치지 않고, 화학이라는 창을 통해 세상의 깊이와 넓이를 더할 수 있도록 돕는 것을 목표로 합니다.

『세상을 이해하기 위한 최소한의 화학』은 단순히 화학 지식을 나열하는 책이 아니라, '우주-지구-생명-문명'이라는 거대한 흐름을 화학이라는 열쇠로 풀어낸 일종의 빅 히스토리 가이드북입니다.

우주 탄생(빅뱅)과 함께 생겨난 수소부터 별의 내부에서 만들어진 철까지, 원소의 기원을 다룹니다. 지구의 핵, 지각, 바다를 구성하는 물질들을 통해 우리가 발 딛고 있는 세계의 화학적 토대를 설명합니다.

광합성의 필수 색소인 엽록소, 그리고 식물 세포벽의 셀룰로스등을 다룹니다. 생명체의 에너지원인 생명 정보를 담은 DNA 등, '생명 현상이란 결국 정교한 화학 반응의 집합'임을 보여주고 있어요.

구리, 청동, 철 등 금속의 발견과 제련 기술이 어떻게 인류 문명의 시대를 구분했는지 설명합니다. 합금의 과학(강도와 취성)을 통해 에밀레종 같은 역사적 유물을 새로운 시각으로 바라보게 됩니다.

플라스틱, 반도체, 리튬 이온 전지 등 오늘날 우리 삶을 지탱하는 현대적 물질들을 다루고 있고 석유 화학부터 첨단 IT 기기까지 화학이 현대 문명을 어떻게 가속화했는지 보여줍니다.

인류가 직면한 과제들을 화학적으로 진단합니다. 결국 인간과 자연이 어떻게 물질적으로 연결되어 소통하며 공존해야 하는지를 다루며 마무리합니다.

책 내용중 제가 인상깊게 읽은 부분을 소개해드릴까 해요.

화학의 관점에서 세상의 기원을 따라가면 그 끝에는 항상 수소 원자가 있습니다. 저자는 인류 역사나 생명의 근원을 묻는 질문에 대해 "수소 원자가 먼저였다"고 단언합니다. 빅뱅 직후 탄생한 가장 가볍고 단순한 이 원소는 우주 전체 원자의 약 90%를 차지하는 주인공입니다.

만약 우주에 열역학 법칙이나 화학 반응의 원리가 없었다면, 세상은 그저 수소 원자로만 가득한 단조로운 공간이었을 것입니다. 하지만 수소는 핵융합을 통해 헬륨이 되고, 별의 탄생과 죽음을 거치며 탄소, 산소, 철 등 우리 몸을 구성하는 다양한 원소들로 진화했습니다.

결국 우리 인간도, 우리가 사용하는 도구들도 그 뿌리를 거슬러 올라가면 우주 초기 수소 원자에서 시작된 셈입니다. 저자는 수소로부터 시작된 이 거대한 변화의 흐름을 통해, 세상 모든 존재가 화학물질을 매개로 서로 긴밀하게 연결되어 소통하며 역동적인 균형 속에 공존하고 있음을 일깨워 줍니다.

이 책에서 철(Fe)은 우주와 지구, 그리고 인류 문명을 잇는 가장 중요한 원소 중 하나로 다뤄집니다. 저자는 철을 '별의 내부에서 핵융합을 통해 만들어지는 마지막 원소'로 설명합니다. 별은 수소에서 시작해 점점 더 무거운 원소를 만들어내는데, 그 과정의 종착역이 바로 가장 안정적인 구조를 가진 철입니다. 철보다 무거운 원소들은 오직 초신성 폭발이라는 거대한 사건을 통해서만 탄생할 수 있습니다.

지구라는 행성에서도 철의 존재감은 압도적입니다. 지구 중량의 약 35%를 차지하는 철은 특히 지구의 중심부인 핵(Core)에 집중되어 있습니다. 액체 상태의 외핵에서 일어나는 철의 대류 현상은 강력한 지구 자기장을 형성하며, 이는 태양풍으로부터 지구의 생명체를 보호하는 거대한 방어막 역할을 합니다.

인류 문명사에서 철의 등장은 도구의 혁명을 가져왔습니다. 청동기 시대를 넘어 철기 시대로 접어들며 인류는 더 단단하고 날카로운 도구를 갖게 되었고, 이는 농업 생산량의 증대와 국가의 탄생으로 이어졌습니다. 결국 철은 우주의 탄생부터 지구의 안전, 그리고 현대 문명의 뼈대를 이루는 필수불가결한 원소인 셈입니다.

이 책은 지구의 내부 구조를 단순한 층 쌓기가 아닌, 생명 존재를 가능케 하는 역동적인 화학 반응의 장으로 묘사합니다. 지구 중심부에는 철과 니켈로 구성된 핵이 존재하는데, 그중 외핵은 약 4,000℃이상의 엄청난 고온 때문에 액체 상태로 존재합니다. 이 액체 상태의 금속들이 끊임없이 움직이는 '대류 현상'이야말로 지구가 살아있는 행성임을 증명하는 핵심입니다.

화학적으로 액체 금속인 외핵의 회전과 대류는 거대한 발전기처럼 작동하여 강력한 지구 자기장을 형성합니다. 이 자기장은 태양에서 날아오는 치명적인 방사선과 고에너지 입자인 태양풍을 막아주는 보호막 역할을 합니다. 만약 외핵이 굳어 대류가 멈췄다면 지구 자기장은 사라졌을 것이고, 대기층은 파괴되어 지구는 화성처럼 생명체가 살 수 없는 황폐한 행성이 되었을 것입니다.

결국 외핵은 단순히 지구 깊숙한 곳의 뜨거운 쇳물 층이 아니라, 지구상의 모든 생명이 안전하게 소통하고 공존할 수 있도록 울타리를 쳐주는 '보이지 않는 방패'역을 하고 있다고 하네요. 저자는 이러한 외핵의 활동을 통해 우리를 둘러싼 거대한 화학적 시스템이 어떻게 생명을 지탱하고 있는지 깊이 있게 통찰합니다.

인류의 의생활을 혁신한 생물 고분자, 셀룰로스

이 책에서 셀룰로스는 단순한 식물의 구성 성분을 넘어 인류 문명과 경제사를 뒤바꾼 결정적인 물질로 다뤄집니다. 셀룰로스는 식물이 광합성을 통해 만들어낸 포도당들이 마치 사슬처럼 길게 연결되어 형성된 '선형 고분자'로서 이 사슬들이 수소결합을 통해 서로 단단히 묶이면서 식물 세포벽을 지탱하는 아주 강력한 섬유 구조를 만들어냅니다.

저자는 셀룰로스가 인류의 의생활에 가져온 혁신에 주목합니다. 청동기 시대의 대표 유물인 '가락바퀴'는 인류가 이미 아주 오래전부터 식물에서 셀룰로스 섬유를 뽑아 실을 만들었음을 증명하는 산증인입니다. 이렇게 만들어진 면섬유와 마섬유는 동서고금을 막론하고 인류의 옷감을 책임져 왔습니다.

더 나아가, 셀룰로스는 근대 문명의 문을 연 산업혁명의 핵심 동력이기도 했다고합니다. 면섬유를 꼬아 대량으로 옷감을 짜내는 방적기의 출현은 인류 역사를 통째로 바꾸어 놓았습니다. 결국 셀룰로스는 식물의 생존을 돕는 기초 물질이자, 인류의 생존과 번영을 견인해 온 가장 중요한 생물 고분자인 셈입니다.

문명의 시대를 구분한 합금의 미학, 청동

이 책은 인류 문명의 획기적인 전환점인 청동을 단순한 도구가 아닌 ‘화학적 합금 기술’의 관점에서 조명합니다. 청동은 구리에 주석을 섞어 만든 금속으로, 순수한 구리보다 훨씬 단단하고 강한 성질을 가집니다. 덕분에 인류는 변형이 적고 내구성이 뛰어난 도구를 제작하여 농경과 전쟁의 양상을 완전히 바꾸어 놓을 수 있었습니다.

화학적으로 청동의 핵심은 ‘함유량의 조절에 있습니다. 주석을 섞으면 재료의 강도와 강성이 높아져 제 기능을 오래 유지하게 되지만, 과유불급이라는 말처럼 주석 함량이 너무 높으면 유리처럼 쉽게 깨지는 성질인 ‘취성’이 강해집니다. 고대인들이 용도에 맞춰 이 비율을 정교하게 조절했다는 사실은 당시 화학 지식이 상당했음을 보여줍니다.

또한, 청동은 역사의 수수께끼를 푸는 열쇠가 되기도 합니다. 에밀레종(성덕대왕신종)의 성분 분석을 통해 ‘아기를 넣었다’는 설화의 과학적 허구를 밝혀내거나, 유물 속 아연 함량을 비교해 한반도 청동기 문화의 유입 경로를 추적하는 등, 청동은 시대를 뛰어넘어 인류의 기술과 교역의 역사를 증명하는 산증인 역할을 하고 있습니다.

저자는 책을 마무리하며 화학을 단순히 '물질을 분석하는 학문'이 아니라, '존재 사이의 관계와 소통을 읽어내는 언어'로 정의합니다. 세상의 시작인 수소 원자부터 별의 폭발이 남긴 철, 그리고 생명의 근간이 된 셀룰로스에 이르기까지, 이 책에서 다룬 모든 물질은 우주적 평형을 이루며 유기적으로 연결되어 있습니다.

우리는 흔히 인간이 지성을 통해 새로운 물질을 창조하며 자연을 정복해 왔다고 착각하지만, 저자는 우리 몸을 구성하는 원소조차 과거 수명을 다한 별이 내뱉은 '별의 먼지'라는 점을 상기시킵니다. 즉, 인간은 홀로 존재하는 것이 아니라 우주와 지구라는 거대한 화학적 시스템에 빚을 지고 공존하는 존재라는 것입니다.

결국 화학이란 역동적인 균형을 유지하려는 물질들의 변화입니다. 저자는 이러한 화학적 원리를 이해하는 것이야말로 기후 위기와 에너지 문제 등 인류가 직면한 과제를 해결하고, 지속 가능한 미래로 나아가는 '최소한의 지표'가 된다고 강조합니다. "세상의 모든 존재는 서로 연결되어 소통하고 있다"는 마지막 메시지는 과학적 사실을 넘어 깊은 울림을 줍니다.

지이니가 이 책을 강력 추천하는 이유!

1. 과학과 인문의 경계가 허물어지는 마법

단순히 원소 주기율표를 외우는 화학책이 아니어서 좋았어요. 청동기 시대의 유물부터 우주의 탄생까지, 화학이라는 안경을 쓰면 물질의 역사가 얼마나 흥미롭게 느껴지는지 경험할 수 있었답니다. 지루할 틈 없는 '물질의 일대기'가 펼쳐지는 멋진 책이네요.

2. 세상을 보는 시야가 '확' 넓어지는 기분

"우리는 별의 먼지에서 왔다"는 낭만적인 사실을 과학적으로 증명해 주고 있어요. 주변의 모든 사물이 새롭게 보이기 시작하는 마법이 생깁니다.

3. '최소한'의 지식으로 '최대한'의 통찰을!

복잡한 수식이나 어려운 화학 반응식 때문에 포기할 필요가 없이 저자가 들려주는 100가지 물질 이야기를 따라가다 보면, 화학적 호기심을 충족할 수 있는 책입니다.

이런 분들이 읽으면 정말 좋아요!

과학이 두려운 문과생분들께 추천하는 책 입니다. 수식보다 이야기로 풀어나가는 화학의 매력에 푹 빠지실 수 있어요. 그리고 호기심 많은 학생과 학부모분들이 읽으시면 좋은 책인데요. 교과서 속 지식이 어떻게 현실 세계와 연결되는지 보여주는 최고의 가이드북 이랍니다. 제가 생각했을 때 교과 독후활동으로 정말 좋은 책이라는 생각이 들었습니다. 저도 아이에게 교과 독후활동서로 이 책을 꼭 읽게할 생각입니다. 또한 세상을 깊이 있게 이해하고 싶은 분들께 추천하고 싶네요. "우리는 모두 연결된 존재"라는 저자의 철학적 울림을 느끼실 수 있게됩니다.

소개영상참고