오늘날 우리가 배우는 과학 지식은 어떻게 만들어졌을까?
한 인간의 호기심이 세상의 비밀을 밝힌 ‘과학’이 되기까지
놀라움으로 가득한 과학의 역사
인류는 오랫동안 끊임없이 우주, 자연, 생명의 숨은 법칙을 찾아내기 위해 노력했다. 이 책은 자연의 비밀을 밝히기 위해 실마리를 찾아 나선 사람들의 이야기를 담고 있다. 과학자들은 자기가 살던 시대의 지식을 바탕으로 새로운 사실을 발견하고, 다른 이들은 미처 생각해내지 못한 번뜩이는 아이디어를 세상에 알려 인류의 삶을 바꾸었다.
《세상의 비밀을 밝힌 과학자들》은 자연과학이 탐구되기 시작한 고대부터 오늘날까지 과학의 역사를 담고 있다. 지동설을 주장한 갈릴레오 갈릴레이, 만유인력의 법칙을 밝혀낸 아이작 뉴턴, 근대 화학의 토대를 닦은 앙투안 라부아지에 등 교과서에서도 만나볼 수 있는 과학자들의 삶을 들여다보고, 그들이 주장한 이론을 풍부한 사진과 그림 자료로 이해하기 쉽게 설명했다. 《세상의 비밀을 밝힌 과학자들》은 질문을 던지고 맞닥뜨린 문제를 스스로 해결할 수 있는 힘을 기를 수 있게 도와준다.
익숙한 이름부터 조금은 낯선 이름까지,
과학을 공부한다면 꼭 만나보게 될 과학자들
《세상의 비밀을 밝힌 과학자들》에서는 총 12명의 과학자의 생애와 이론을 집중적으로 소개합니다. ‘지구가 태양을 중심으로 돈다’라는 지동설을 주장한 니콜라우스 코페르니쿠스, 만유인력의 법칙을 발견한 아이작 뉴턴, 원자와 전자를 비롯한 아주 작은 세상이 어떻게 움직이는지 연구하는 양자 역학의 기반을 다진 닐스 보어, DNA의 이중나선구조를 밝혀낸 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭…. 수많은 위대한 과학자 중에서도 과학사 전반을 살펴볼 수 있는 일부의 이야기를 선별했기 때문에 미처 소개하지 못한 훌륭한 과학자들이 많습니다. 이 책은 과학이라는 학문이 얼마나 흥미진진한지 알려줄 것이며, 자연스럽게 더 많은 이야기를 찾아 읽고 싶어지게 만들 것입니다.
이 책은 여러분이 과학 시간에 배우는 이론이 정립되기까지 어떤 시행착오를 거쳐서 ‘아름답게 다듬어진 온전한 형태의 지식’으로 거듭났는지 알려줍니다. 과학 이론을 이해하기 힘들고 어렵게 느껴지는 독자를 위해 사진과 그림을 곁들여 과학 이론을 차근차근 설명합니다. 또한 여러 자연 현상의 기본이 되는 ‘관성의 법칙’, ‘작용 반작용의 법칙’부터 아인슈타인의 ‘상대성 이론’과 닐스 보어의 ‘양자 역학’ 그리고 사건의 지평선에서 일어나는 현상을 설명하고자 했던 스티븐 호킹이 주장했던 ‘호킹 복사’까지 다루기 때문에 과학에 관심이 많은 독자에게도 흥미로운 내용이 가득합니다.
과학의 발전이라는 릴레이 경주의 바통을 이어받자!
먼 과거의 과학자들이 주장했던 이론 중에는 오늘날 우리에게는 엉뚱해 보이는 것들이 많이 있습니다. 예를 들어 오늘날 우리는 한번 만들어진 혈액이 몸속을 순환한다는 사실을 알고 있습니다. 이 혈액 순환론은 윌리엄 하비가 16세기에 주장한 것입니다. 이전에는 고대 그리스의 의학자이자 철학자였던 클라우디오스 갈레노스의 이론이 천여 년 이상 진리로 받아들여졌는데, 그는 신체가 혈액을 소모하며 간이 혈액을 만들어낸다고 생각했습니다.
현대 사람들이 더 똑똑한 것일까요? 아닙니다. 오늘날의 과학 지식은 인류가 오랜 역사를 거치며 쌓고 다듬어 온 것입니다. 과학자들은 생각하고, 관찰하고, 실험하여 근거를 찾아내서 저마다의 주장을 펼칩니다. 지금에 와서는 터무니없어 보이는 이론이라도, 그 시대의 지식을 바탕으로 보면 얼마나 기발하고 창의적이며 논리적인 주장이었는지 알 수 있습니다. 《세상의 비밀을 밝힌 과학자들》에서는 고대 자연철학자들부터 주요 과학자 12명의 생애와 주요 이론을 중심으로 과학이 어떻게 발전해왔는지 살펴봅니다. 기존 지식을 바탕으로 자신만의 언어로 새로운 지식을 구축하는 이들의 이야기는 우리가 살아가면서 맞닥뜨리는 여러 문제와 질문을 어떻게 해결하면 좋을지 영감을 줍니다.
과학의 발전은 릴레이 경주와 같습니다. 인류는 앞사람이 넘긴 지식을 이어받아 새로운 지식을 쌓습니다. 하늘에 떠오르는 해를 보고 ‘저 해는 어디에서 떠서 어디로 움직이는 것일까?’ 궁금해 했던 수만 년 전의 누군가가 전한 바통은 오늘날 우주의 다른 행성으로 날아가는 우주선이 되었습니다. 이제 여러분이 그 바통을 이어받을 차례입니다.
[감수의 글]
과학을 사랑하는 사람으로서, 그리고 학생들에게 과학을 가르치는 사람으로서, 우리에게 과학이 어떤 가치가 있을까 생각해왔습니다. 저에게 과학은 ‘세상을 바라보고 설명하는 눈’이라는 의미로 다가옵니다. 그래서 과학교육의 의미는 내용적인 개념뿐만 아니라 과학적으로 사고하는 방법을 익히는 데에도 있다고 생각합...니다.
학교에서는 주로 아름답게 다듬어진 온전한 형태의 지식을 배우고 그것을 바탕으로 문제를 해결하는 법을 익힙니다. 물론 그것은 아주 중요한 일입니다. 그러나 우리가 처음 맞닥뜨린 문제를 스스로 해결할 수 있는 힘을 기르려면, 과학 지식이 어떻게 만들어졌는지 과학의 역사와 과학자들의 삶을 들여다볼 필요가 있습니다. 이것이 바로 우리가 과학사를 알아야 하는 이유입니다.
이 책은 고대 과학자들을 비롯하여 과학과 인류의 발전에 중대한 영향을 미친 12명의 과학자들을 중심으로 이야기를 풀어나갑니다. 뉴턴과 아인슈타인처럼 여러분에게 친숙한 이름도 있고, 하비나 보어처럼 낯선 이름도 있을 것입니다.
교과서에 짧게 나오는 내용 하나하나를 이야기로 접하며, 중학교 과정뿐만 아니라 고등학교 과정까지의 배경지식을 쌓는 데 도움이 될 것입니다. 이 책을 읽은 뒤, 여러분이 과학자들의 삶을 보다 가까이 느끼고 과학이 생각보다 변화무쌍한 인간적인 학문임을 느낄 수 있었으면 좋겠습니다. 그리고 여러분 자신도 호기심 어린 시선으로 세상을 바라보고, 나아가 세상의 비밀을 밝힐 수 있는 과학자로 자라나길 바랍니다.
- 조제인 (성남 불곡고등학교 과학 교사)
감수의 글
이야기를 시작하며
한눈에 보는 과학사
1장 고대 과학자들과 자연철학자들의 탄생
도움닫기 | 과학이라는 말은 어디서 나왔을까?
2장 니콜라우스 코페르니쿠스 - 태양을 중심으로 지구가 돈다
도움닫기 | 인류는 왜 하늘을 올려보았을까?
3장 갈릴레오 갈릴레이 - 근대 물리학의 아버지, 권위에 도전하다
도움닫기| 종교와 과학은 왜 갈등했을까?
4장 윌리엄 하비 - 혈액은 순환한다
도움닫기 | 어떻게 사람의 몸속을 연구했을까?
5장 아이작 뉴턴 - 진리의 바다를 노닐던 소년
도움닫기 | 수학도 과학일까?
6장 앙투안 라부아지에 - 근대 화학의 토대를 닦다
도움닫기 | 금과 현자의 돌을 만들려는 과학자들이 있었다고?
7장 제임스 와트 = 산업 혁명의 등뼈를 만들다
도움닫기 | 과학과 기술은 어떤 관계일까?
8장 찰스 다윈 - 진화의 비밀을 이야기하다
도움닫기 | 진화론을 가르쳐서 벌금을 냈다고?
9장 알베르트 아인슈타인 - 뉴턴을 넘어선 새로운 논리를 펼치다
도움닫기 | 전쟁으로 과학이 발전했다고?
10장 닐스 보어 - 양자 역학의 토대를 놓다
도움닫기 | 방 안의 고양이는 죽었을까 살았을까?
11장 제임스 왓슨 그리고 프랜시스 크릭 - DNA ...이중 나선 구조를 발견하다
도움닫기 | 유전이 더 중요할까, 환경이 더 중요할까?
12장 스티븐 호킹 - 블랙홀과 우주의 탄생을 이야기하다
도움닫기 | 모든 힘을 한 번에 설명할 수 있는 이론이 존재할까?
이야기를 마치며
기원전 600년경 그리스의 식민도시 밀레토스에서 자연을 탐구해서 세상을 이해하려는 사람들이 나타났다. 이들을 ‘자연철학자(natural philosopher)’라고 부른다. 자연철학자는 모든 자연 현상에는 질서와 법칙이 있으며, 인간이 합리적으로 사고하면 이 질서를 발견하고 자연의 비밀을 풀 수 있다고 믿었다. (16쪽)
코페르니쿠스는 ‘지구는 태양을 중심으로 돈다’라는 지동설(태양중심설)을 주장했다. 지금은 지동설이 상식으로 받아들여지지만 당시에는 신과 우주와 인간의 관계를 모두 뒤집어버릴 만한 이론이었다. (44쪽)
갈릴레오 갈릴레이는 ‘수학’이라는 언어를 익혀야 이 세상을 이해할 수 있다고 믿었다. 그는 사물의 법칙을 실험으로 검증하고, 수학으로 풀어내는 근대 과학의 시작을 알렸다. (77쪽)
하비는 ‘혈액이 소모된다’는 갈레노스의 주장이 잘못되었다고 생각했다. 대신 ‘한번 만들어진 혈액이 계속 몸속을 순환한다’고 생각했다. (87쪽)
1663년, 케임브리지 대학의 학생 아이작 뉴턴은 작은 노트에 이렇게 썼다. “사물의 원래 성질을 알려면 사물들이 어떻게 서로 작용하는지를 알아보는 것이 믿을 만하고 바른 방법이다.” (101쪽)
라부아지에는 물질의 연소 실험을 하면서 플로지스톤 이론에 의문을 가지기 시작했다. 그는 금속이 연소할 때 공기 중의 산소와 결합한다고 생각했다. (134쪽)
와트의 증기 기관은 철광 산업 발전에도 크게 이바지했다. 광산에서 물을 쉽게 퍼내 더 많은 광석을 캘 수 있게 된 것은 시작에 불과했다. (158쪽)
배가 출발할 때 다윈은 그저 여행과 자연 탐구를 좋아하는 젊은이였지만, 이 여행은 그의 삶은 물론 과학, 종교, 철학, 문학, 예술 등 인간 사회의 모든 분야에 큰 변화를 가져왔다. (167쪽)
일반 상대성 이론이 1919년 에딩턴의 개기 일식 관측으로 증명된 후 아인슈타인은 뉴턴의 물리학을 넘어뜨린 사람으로 전 세계에 이름을 떨쳤다. (198쪽)
아인슈타인은 결국 끝끝내 받아들이지 않았지만 원자, 전자, 양성자, 중성자 등 아주 작은 세상이 어떻게 움직이는지 연구하는 ‘양자 역학’은 현대 물리학의 기둥이 되었고, 닐스 보어는 이 기둥의 기반이었다. (222쪽)
1953년 2월 28일 점심을 먹는 사람들로 붐비던 가게에 흥분해서 뛰어 들어온 프랜시스 크릭은 가장 큰 목소리로 이렇게 외쳤다. “우리가 생명의 비밀을 발견했다!” (249쪽)
비록 몸은 점점 쇠약해져서 나중에는 움직이고 말하기도 어려워졌지만, 호킹은 우주의 기원, 진화, 운명을 다루는 학문인 ‘우주론’을 끝까지 탐구했다. (270쪽)
박민규 [저]
서울대학교 심리학과를 졸업하고 동대학원에서 지각심리로 박사학위를 받았다. 사람들의 마음을 사로잡는 새로운 서비스를 개발하기 위해 오랫동안 노력했다. 현재 우리 생활에 커다란 영향을 미치는 여러 생각과 물건들의 역사에 관심을 갖고 청소년을 위한 글을 쓰는 데 집중하고 있다. 지은 책으로는 《세상을 발칵 뒤집어 놓은 IT의 역사》와 《마음의 비밀을 밝혀라》가 있고, 〈미래를 여는 경이로운 직업의 역사〉 시리즈를 집필하고 있다.
조제인 [저]
한국교원대학교 화학교육과를 졸업하고 서울대학교 대학원에서 화학교육과 석사학위를 받았다. 현재 불곡고등학교에서 아이들을 가르친다.
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