흐르는 것들의 역사

흐르는 것들의 역사 - ‘다빈치’부터 ‘타이타닉’까지 유체역학으로 바라본 인류사, 2022 한국공학한림원 추천도서
송현수 지음 / Mid(엠아이디) / 2022년 11월

  생소한 분야의 책이기도 하다. 관심있는 분들은 유명한 작가이기에 커피얼룩의 비밀, 이렇게 흘러가는 세상, 개와 고양이의 물마시는 법등의 책을 통하여 많이 접하신 분들도 있겠지만 과학의 원리를 통한 유체역학이라는 분야는 접해 볼 기회가 없었기에 남의 이야기로만 여겼는데 생활의 곳곳에 접목되어 있는 것이었다.

위키백과사전에 " 유체역학(Hydromechanics)은 기체나 액체와 관련된 모든 현상을 다루는 것을 유체역학이라고 한다. 유체 역학은 기체와 액체의 에너지와 힘의 영향을 다룬다. 고전 역학의 한 분야와 유체역학에서의 기체와 액체를 같은 물질(유체)로 취급하며 같은 방정식을 이용해 다룬다. 유체 역학은 수공학, 대기공학, 그리고 화학공학 연구에 응용된다."라고 나와 있습니다. 정의를 보면 유체역학이라는 것이 생소하지만 "흐르는 것들의 역사를 읽고"나서 유체역학은 생활의 곳곳에 원리를 이용하여 사용되고 발견되는 것이 유체역학 이었다.

부제인 "다빈치'부터 '타이타닉'까지 역사 속 숨은 유체의 과학"이라는 부제처럼 책에서는 로마시대의 치수사업의 수로, 다빈치의 유산, 라이트 형제의 비상, 타이타닉의 침몰, 보스턴의 당밀 홍수, 거대한 구조물 미국의 후버 댐 건설, 원자폭탄의 개발, 첼린저호 폭발사건, 도약 폭발 투하의 사건과 역사를 통하여 유체역학을 설명하고 있다.

사건이나 역사적 배경마다 그 속에 녹아 있는 과학의 원리를 알게 하고 덤으로 인류의 역사를 공부하게 하는 책이었다. 여러가지 중에서 타이타닉의 침몰과 거대한 구조물 미국의 후버댐, 첼린저호 폭발사건이 정말 재미있었고 많은 것을 얻을 수 있는 재료였다.

타이타닉호는 그 당시 가장 최첨단을 자랑하는 세계최대의 호와유람선이었다. 영화로도 개봉되어 공전의 히트를 친 영화고 배경음악도 정말 많은 사랑을 받았었다. 여러 가지 침몰의 원인이 있었지만 저자가 이야기하는 것은 그 당시 부족한 제련(Smelting)기술에서 원인을 찾고 있다. 거대한 초 호화유람선의 침몰 원인은 영화에서 처럼 빙산을 늦게 발견하여 충돌한 것이 아니라 팀 포엑 박사의 < 무엇이 타이타닉을 침몰시켰는가>라는 책의 내용처럼 "불량 리벳"이 주범이라고 주장한다. "타이타닉은 충돌로 침수되는 것을 국부적으로 차단하기 위해 수밀 구획(Wateright compartment) 으로 나누었으나 제 역할을 하지 못하였다."(90쪽) 를 원인으로 보고 있는데 정말 과학의 원리이지만 신뢰성이 가는 부분이다. 빙산의 일각이라는 낱말도 새롭게 알게 되었다. " 남극의 커다란 빙산도 예외 없이 전체의 22%만 물 밖으로 그 모습을 보여 주고 있어 빙산의 일각이라는 말이 탄생하였다.(92쪽) 아무런 생각없이 사용하던 말이지만 왜 그런지 새롭게 알게 되었다.

후버댐 건설에 관한 이야기도 흥미롭고 신선하였다. 미국의 공황을 이겨내게 한 국가 사업이었지만 그 속에 녹아 있는 과학이나 유체공학의 원리를 재미있었디. 높이가 221M라고 하니 상상이 가지 않는다. "후버댐 건설에 사용된 콘크리트는 미국 동부 유럽에서 서부 샌프란시스코까지 4,670km의 왕복 4차선 도로를 20cm 두께로 포장할 수 있는 양이다. 또한 약 6,000km에 달하는 중국의 만리장성의 바닥을 10cm 두께로 깔수 있는 양이기도 하다."(136쪽) 기존의 타설 방식이 아니고 소규모 블럭을 쌓는 방식으로 건설하고 분할 시공과 냉각공법도 최신 기술을 사용하여 공사기간이 5년이었다고 하니 정말 대단한 사업이기는 하다. 현대는 대규모 관광지이고 인근 지역에 상상할 수 없는 전기를 생산하고 있다는 것이다. 트랜스포머의 메카트론의 은닉장소이고 영화 샌 안드레아스에서 대지진의 발생하여 세계에서 가장 튼튼한 건물물로 여겨지는 후버댐이 무너지는 장면이 나온다고 하니 그 영화를 볼때는 아무 생각없이 보았는데 새로운 것을 알게되었다.

우주로 가기 위한 치열한 싸움을 벌이던 시절에 우주 왕복선 첼린저호는 우주에 대한 관심과 열기를 정말 느낄 수 있는 기회였지만 이륙 73초만에 폭발하고 인류의 꿈도 무산되고 탑승자 7명 전원이 사망하는 사건이 발생하였다. 사고가 발생하고 원인을 규명하기 위하여 많은 단체와 사람들이 연구를 하였다. "테트리스 증후군"에 대한 설명과 구 소련이

쏘아 올린 작은 공이라는 부제로 인공위성 스푸트니크의 충격에 우주에 대한 관심과 열기는 국가적인 숙제였다. 인공위성에 핵무기를 올려 목표지점에 투하 할 수 있다는 생각으로 공포와 인공위성 개발에 대한 노력을 정말 많이 한 시대였다. 첼린저호의 폭발 원인을 설명하는 과정에서 비행체의 추진원리를 설명하면서 추진력을 얻기 위한 과정을 설명한다. 인공위성을 쏘아 올릴 때 에너지 원을 아는 사람도 극히 드물기는 하다. 우주 왕복선 첼리저호의 폭발 원인이 그저 단순하게 사용된 고무 재질의 오링(O-ring)이라니 정말 황당하지만 무섭다고 생각되었다. 오링에 대한 설명도 자세하게 설명되어 있고 사용되는 용도와 역할등 설명을 읽어 보면 알 수 있기에 서평에서는 생략한다. "경제 발전의 모델인 오링 이론 (O-ring theory)은 첨단 기술을 바탕으로 한 제품일수록 작은 결함 하나로 인해 생산 과정 전체가 실패로 돌아갈 수 있음을 시사한다."(215쪽) 사고가 나기 전에 인간이 알 수 있으면 좋은데 사고를 반면교사로 삼아서 다시는 되풀이 되지 않았으면 하는 생각을 해본다.

사실 과학이라는 것을 생각해보면 길을 걷다가 지어진 원룸건물을 보고 있노라면 기둥 몇 개에 저렇게 높은 건물이 안전하게 서 있는 모습이나, 기차가 선로위를 달리는 모습, 버스나 트럭등 길이가 길고 중량이 나가는 철구조물이 바퀴 몇개로 안전하게 운행되는 것을 보면 신기하기도 하다. 사람의 능력은 지금도 새로운 것을 찾고 편리함을 추구하게 하여 준다. 인공위성은 지구상의 모든 과학 기술이 응집된 것이라고 생각하기에 작은 부속품 하나로 전체가 와해되는 사고가 다시는 일어 나지 않는 교훈을 되세겨야 할 것이다.

역사속에서 시대적 과학기술을 인류의 편리함과 교환하고 있기에 그 자리에서 묵묵히 역할을 하고 있는 그 분들에게 정말 존경심과 위대함을 느낄수 있다. 편리함에 익숙하여 안전함을 간과하기 쉽고, 발전과정에서 수많은 시행착오로 인하여 피해를 보는 사람들이 생길수도 있을 것이다. 누구나 안전하고 편리하게 과학 기술이 우리의 생활을 윤택하게 하였으면 좋겠다고 생각한다. 생소하지만 역사적 사건들 속에서 유체역학을 설명하여 관심을 가지게 해 주신 작가분에게 감사들 드리고 많은 분들이 유체공학의 기초를 접하는 기회가 되었으면 좋겠다.

< 이 리뷰는 출판사로 부터 책을 제공받아 지극히 개인적인 생각으로 작성한 것입니다.>