[리뷰] 양초 한 자루에 담긴 화학 이야기 : 이전 세대가 다음 세대에게...

양초 한 자루에 담긴 화학이야기 - 과학고전시리즈 3
마이클 패러데이 / 서해문집 / 1998년 2월

연소 물질이 어떻게 공급되는가, 어떻게 하여 연소 현상이 일어나는 곳으로 운반되는가, 연소가 일어나는 곳에는 공기가 어떻게 규칙적으로 공급되는가, 이 모든 것을 자세히 알 수 있습니다. 특히 천연의 양초라고 이름지을 수 있는 이 작은 나뭇조각으로부터 어떻게 하여 열과 빛이 생성되는지를 알 수 있습니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p15

마이클 패러데이(Michael Faraday, 1791~1867)의 <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>는 청소년을 대상으로 한 대중강연집이다. 제목처럼 패러데이는 당시 흔하게 볼 수 있는 양초로부터 연소, 화합물, 원소, 수소와 산소, 고체, 액체 등의 상태 등에 대한 논의를 펼친다.

탄소가 연소하면 일정한 물질이 생긴다는 것, 숯이나 그을음은 그 일부라는 것을 생각하면 잘 이해할 수 있을 것입니다. 또 숯을 다시 더 연소시키면 다른 물질로 되는데, 이제 이 물질이 무엇인지 조사하고 싶을 것입니다. 연소될 때는 어떤 물질이 날아가 버린다는 것을 이미 설명했는데, 그렇다면 얼마만큼의 물질이 공기 중으로 날아갔는지를 조사해야겠습니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p60

책은 양초를 통해 18세기까지 알려진 화학 내용을 설명하기에 오늘날의 관점에서 본다면, 기초적이며 당연한 내용을 담고 있기에 화학에 대한 깊은 지식없이도 쉽게 읽을 수 있다. 그렇다고 해서 <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>가 오늘날의 관점에서 무가치한 책이라 생각되지 않는다.

물은 두 가지 원소로 구성되어 있습니다. 그 중의 하나는 이미 양초의 경우에서 보았고, 또 다른 하나는 어디에나 있습니다. 온도가 영하로 내려가면 물은 얼음으로 존재하다가, 온도가 높아지면 다시금 물이 됩니다. 그러다 다시 충분히 가열하면 증기로 변합니다. 지금 우리 앞에 있는 물은 밀도가 가장 큰 상태에 있습니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p69

본문의 진행은 강연자인 패러데이가 직접 청소년들의 눈 앞에서 실험을 하면서 진행한다. 단순히 결과만을 설명하는 것이 아니라 과정을 보여주기에 실험 중간 중간 예상치 못한 사고도 발생한다. 사고의 위험에도 불구하고 패러데이는 직접 실험을 수행하며 아이들에게 위험한 실험은 현장에서만 확인하라고 당부하며 보다 생생한 실험을 전달하기 위해 노력한다.

이 두 장의 백금판(白金板)이 전지의 두 극입니다. 이것을 양 극으로 삼습니다. 그리고 아까 종이 위에서 한 것과 마찬가지로 이것을 그 산의 용액에 접촉시킵니다. 전지의 두 극을 접촉시키기만 하면 용액이 종이 위에 있든 병 속에 있든 조금도 변하지 않습니다(p92)... 전지의 힘을 작용시켜 용액 속에 넣으면 순식간에 구리처럼 변화합니다. 이에 반하여 이쪽의 백금판은 완전히 깨끗합니다. 구리로 변한 백금판과 깨끗한 것을 장소를 바꿔 보면 구리가 오른쪽에서 왼쪽으로 이동합니다. 즉 이동함에 따라 구리로 되어 있던 표면이 깨끗해지고 깨끗했던 표면이 이번에는 구리로 뒤덮여 있습니다. 즉 앞에서 용액 속에 있던 구리가 이렇게 하여 전지의 작용에 의해 여기에 나타난 것입니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p93

이와 함께 패러데이는 자신의 강의를 단순히 실험에만 한정짓지 않는다. 한 걸음 더 나아가 공기가 여러 원소로 구성되어 있다는 사실이 갖는 의미에 대해서도 생각할 수 있도록 아이들을 이끈다. 또한, 독자들은 과학적 지식에서 삶의 지혜로 변화시키는 과정을 본문에서 확인할 수 있다.

우리들 육체의 내부에서도 살아 있는 생물의 연소 현상이 일어나고 있습니다. 이것은 양초의 연소와 조금도 다를 바가 없습니다. 저는 여러분에게 이것을 확실하게 설명하고자 합니다. 이렇게 하여 인간의 생명을 양초에 비유하는 것은 결코 시적(詩的)인 의미에서만은 아니라는 것을 여러분이 알 수 있기를 바랍니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p148

이와 같이 <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>는 가난한 대장장이의 아들로 태어나 초등학교도 졸업하지 못한 패러데이의 다음 세대에 대한 사랑의 표현이라 생각된다. 마침 얼마 전 미야자키 하야오(宮? 駿, 1941~ )의 <그대들은 어떻게 살 것인가>가 개봉했다. 아직 보지 못했지만, 은퇴를 번복하면서까지 자신의 이야기를 꺼내든 작가는 어떤 이야기를 하고 싶었던 것일까를 생각하며 리뷰를 갈무리한다..

단 1회의 호흡으로 공기는 이와 같이 변질되어 버렸으므로 한 번 더 호흡할 필요도 없습니다. 따라서 인구가 밀집되어 있는 곳이나 특히 빈민가 같은 곳은 주거지로서 부적당하다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 곳에서는 충분한 환기법(換氣法)이 실시되지 않고 있으므로 신선한 공기가 조금도 공급되지 않고, 따라서 한 번 사용한 공기를 다시 몇 번이고 호습하게 되는 것입니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p151

모든 생물, 즉 동물과 식물은 서로 도움이 되는 작용을 하고 있습니다. 지구상에서 생장하고 있는 모든 초목은 우리가 공기 속으로 뿜어 내보낸 탄산가스를 잎으로 빨아들여 성장하고 번성합니다. 우리가 필요로 하는 깨끗한 공기를 식물에게 주어 보십시오. 시들어 버립니다. 탄산가스를 주어 보십시오. 그러면 잘 자랄 것입니다. 이 나뭇조각이 탄소를 포함하고 있는 것은 모든 식물과 마찬가지로 대기의 덕분입니다. 즉 우리들에게는 유해한 탄산가스를 대기가 이것이 필요한 다른 장소로 운반해 가는 것입니다... 이러한 작용의 원인은 모든 화학 변화를 일으키게 하는 힘, 즉 화학 결합력입니다. 우리가 호흡할 때 우리들의 내부에서도 화학 결합력이 작용합니다. 이것은 양초의 연소 때 불꽃 속에서 작용하는 것과 같습니다. _ 마이클 패러데이, <양초 한 자루에 담긴 화학 이야기>, p158