위대한 과학적 발견은 어떻게 가능했을까?
평범한 일상을 다른 눈으로 보게 하는 책

이 책은 과학적 발견 및 발명들이 어떻게 이루어지게 되었는지 에피소드 위주의 과학사를 다루고 있다. 과학사 중에서 흥미 있을 만한 에피소드들을 모아 의학과 생물에 관한 에피소드, 농업과 기술에 관한 에피소드, 물리에 관한 에피소드 등 분야별로 나누어 소개하였다. 미생물학의 아버지 파스퇴르는 “관찰 분야에서 기회는 준비된 사람에게만 베풀어진다”고 하였다. 이처럼 과학적 발명 및 발견들은 우연히 이루어진 경우도 있겠지만 실은 수많은 과학자들의 실패와 도전을 바탕으로 결실이 맺어진 것이다. 마취, 백신, 전기, 증기기관 등 과학의 역사에 큰 획을 그은 업적과 관련된 뒷이야기를 통해 읽는 이에게 과학에 대한 호기심을 불러일으킨다.


위대한 과학적 발견은 어떻게 가능했을까?
평범한 일상을 다른 눈으로 보게 하는 책

실패와 도전이 만들어낸 위대한 과학적 업적
그 배경을 알면 과학이 더 재밌어진다!

오늘날은 웬만한 과학적 이론들이 이미 밝혀진 상태이고, 하루가 다르게 기술의 발전이 이루어져서 1~2년만 지나면 낡은 기술이 되어버리는 시대이다. 그러나 과학 기술의 비약적 발전은 하루아침에 이루어진 것이 아니다. 수많은 과학자들이 관찰을 통해 과학 이론을 정립해 나가고, 후대의 과학자들이 그것을 더욱 발전시켜 나갔기에 많은 질병을 정복할 수 있었고, 초고층 빌딩을 세우고, 빠르게 사람을 수송할 수 있는 기술이 탄생할 수 있었다.
《에피소드로 읽는 과학사》는 과학의 역사를 단순하게 나열하기 보다는 과학자가 겪었던 생활 속 이야기를 중심으로 엮였다. 의학, 생물학, 물리학, 화학 등 여러 과학 분야의 숨은 이야기들을 통해 과학의 역사를 흥미롭게 살펴볼 수 있다. 앞서간 과학자들은 당대 사람들에게 비난을 받는 경우가 흔히 있었다. 탄저병의 백신을 개발하여 미생물학 분야에 큰 공헌을 한 루이 파스퇴르는 공개된 장소에서 실험을 통해 백신의 효과를 증명해 보라는 도전을 받았다. 그는 그 도전을 받아들여 공개 실험에 응했고, 자신이 개발한 백신을 맞은 양 25마리와 백신을 맞지 않은 상태의 다른 양 25마리에게 탄저균을 주입하였다. 시일이 지나 나타난 결과는 대성공이었다. 수많은 농업인, 의사, 수의사 및 신문기자들이 지켜보는 공개 실험에서 백신을 접종한 면양은 모두 살아 있고, 백신을 맞지 않은 면양은 탄저병으로 죽어 있는 결과를 보여 주었다. 그리고 진화론을 발표한 다윈의 경우도 종교상의 이유로 많은 사람들의 반대를 겪으며 과학계에 큰 논쟁을 불러일으켰다. 백신이나 진화론 모두 현대의 과학 교과서에 당당히 수록되어 있지만 그 이론들이 첫발을 내딛는 데에는 모두 고난이 있었다. 이처럼 실패나 비난에 굴하지 않은 많은 과학자들이 이룩한 업적이 현대 과학 기술의 밑바탕이 되어 우리는 많은 혜택을 받고 있다.
이 책은 청소년들에게 과학적 배경지식을 아는 즐거움과 함께 도전 정신과 창의력을 길러줄 수 있는 내용을 담았다. 많은 청소년들이 이 책을 통해 과학에 관심을 갖게 되고, 평범한 일상 속에 평범하지 않은 법칙들을 스스로 찾아내길 바란다.

한 파티에 코네티컷 주 치과 의사인 호레이스 웰스가 참석했다. 그는 웃음 가스를 흡입한 한 젊은이가 벤치에 걸려 넘어져 정강이의 표피가 벗겨진 것을 보았다. 그러나 그 당사자는 자기 살이 벗겨진 사실도 전혀 느끼지 못하는 것 같았다. 그래서 웰스는 이빨을 뽑을 때 사전에 이 가스를 흡입시키면 통증을 느끼지 않고 끝낼 수 있을 것이라고 믿었다. 그는 자기 생각이 옳은지 그른지를 실험해 보기로 결심했다. 다른 사람을 쓰는 대신 먼저 자기 자신이 환자가 되었다. 가스의 효력이 지속되는 사이에 자신의 건강한 치아를 하나 뽑았지만 통증은 전혀 느껴지지 않았다. (20p)

얼마 지나 파스퇴르는 그 실험을 계속했지만 새로운 균을 배양하지 않고 전에 사용하다 남겨 둔 균을 사용했다. 그는 알지 못했지만 이것이야말로 정말 행운을 가져다주었다.
파스퇴르는 그 남은 배양균을 암탉 몇 마리에게 주었다. 그는 이전과 마찬가지로 암탉이 중병에 걸려 곧 죽을 것이라고 예상했었다. 그러나 암탉은 약간 풀이 죽어 있기는 했지만 얼마 지나지 않아 회복되었다. 배양한 초기에는 확실하게 닭을 죽음에 이르게 한 배양균도 오래 묵은 것이기 때문에 병을 일으키는 힘이 약해진 것으로 생각되었다. (62-63p)

진화에 관한 다윈과 월리스의 공동 논문이 1858년 7월 1일 린네협회에서 발표되었지만 별로 관심을 끌지 못했다. 그러나 다음 해인 1859년에 다윈의 진화에 관한 논문 『자연선택에 의한 종의 기원에 대하여』 통칭 『종의 기원』이 출판되었을 때는 전혀 달랐다. 초판 1,250부가 발매 당일에 매진되어 다윈 자신부터가 놀랐다. 그 후에 추가와 정정을 가해 여러 판 계속 발행되었다.
이 책은 과학계에 큰 논쟁을 불러일으켰다. (94p)

그러던 중 한 모임에서 파팽은 새로 발명한 ‘압력솥’을 사용해서 손수 요리한 식사를 회원들에게 제공했다. 이 솥은 유사한 장치 중에서는 최초로 사용된 것이었지만 매우 능률적으로 작동했으므로 그 이후 모든 압력솥은 파팽이 사용한 과학 원리를 기초로 만들게 되었다.
파팽은 물이 끓는 온도, 즉 물의 비점(沸點)은 압력이 증가함에 따라 높아진다는 것을 알고 있었다. 그래서 용기에 물을 담고 밀봉해서 높은 압력이 발생하기까지는 증기가 밖으로 전혀 달아나지 못하게 하여 가열해 보기로 했다. 그렇게 하면 용기 속의 물은 100도보다 높은 온도에서 끓을 것이라고 생각했는데, 과연 그러했다. (118p)

18세기에 실시된 실험 중에서 특히 재미있는 것은 영국의 물리학자이며 전자기학 연구의 선구자인 스티븐 그레이가 한 실험이었다. 1720년부터 1730년에 걸쳐, 그는 런던의 차터하우스 자택에서 매우 간단한 장치를 이용한 연구로 물질 중에는 전기를 잘 전하는 도체(導體), 전하지 못하는 부도체(不導體)가 있다는 것을 증명했다.
이 실험에서 그레이는 길이 약 1미터, 지름 25밀리미터의 유리관을 문질러 전하(電荷, charge)를 얻었다. 대전(帶電)한 유리관은 작은 깃털이나 금속박의 조각을 끌어당겼고, 그것이 닿으면 자극을 느꼈다. (197p)

머리말 ?3

1. 의학과 생물에 관한 에피소드
마취의 시작 ?15
환자는 뼈를 깎는 고통도 참아 내다 / 웃음 가스에서 마취 작용을 발견한 데이비 / 웃음 가스를 흡입하는 사람들 / 발치에 마취제를 사용하다 / 클로로포름의 마취 작용을 발견하다 / 무통분만법의 탄생 / 빅토리아 여왕과 무통분만법
총창 요법과 사지절단술을 개혁한 파레 ?28
옛날에는 끓인 기름으로 혈액 중독을 치료 / 파레는 상처 치료에 찬 기름을 사용하다 / 혈관결색법을 발견하다 / 성 바르톨로뮤 축일의 학살을 모면하다
기적의 나무껍질 ?37
백작부인 아나 / 시녀 즈마 투옥되다 / 키나 나무껍질의 비밀이 스페인에 알려지다 / 사실은 지어낸 이야기 / 키니네 대용품이 만들어 낸 전시 연구
천연두와 종두 이야기 ?47
천연두는 옛날에도 두 번 걸리지는 않았다 / 제너, 젖을 짜는 여인에게서 배우다 / 처음으로 종두를 실험하다 / 종두에 대한 거센 공격 / 종두의 힌트는 어디서?
배양균으로 백신을 개발한 파스퇴르 ?57
미술 지망에서 화학으로 마음을 바꾸다 / 발효에 관한 연구 / 미생물에 의한 전염병의 발견 / 묵은 배양균에서 예상 못한 발견을 하다
예방 접종의 공개 실험 ?66
파스퇴르, 탄저병의 백신을 개발하다 / 공개 실험의 도전에 응하다 / 파스퇴르의 한판승 / 막대한 경제적 효과
도살장과 전장에서 공급된 비료 원료 ?74
뼈 세공의 부스러기가 비료로 / 누가 뼈를 처음 비료로 사용했나 / 과인산석회의 발명 / 영국에서는 인골을 사용했다고 비난하다
놀랄 만한 우연의 일치 ?82
딱정벌레 소년 / 타향에서의 자연 관찰 / 『지질학원리』와 『인구론』 / 다윈의 진화론 / 월리스의 진화론 / 논문이 동시에 발표되다
인간, 천사의 자손인가 원숭이의 자손인가 ?94
『종의 기원』의 초판, 당일에 매진되다 / 다윈설에 대한 반대 / 헉슬리, 윌버포스에 역습을 가하다 / 청중의 반응 / 디즈레일리의 공격
마다가스카르의 식인나무 ?105
식인나무 이야기 / 기묘한 나무가 속속 발견되었다 / 식충식물이 힌트였다

2. 농업과 기술에 관한 에피소드
최초의 압력솥 ?117
파팽이 압력솥을 발명하다 / 압력솥 요리의 시식회 / 다윈과 감자
기묘한 스테이크 굽는 법 ?124
빵 굽는 오븐에 들어간 여성 / 고온실에서의 체험 / 실온만으로 요리가 가능했다 / 제2차 세계대전 중의 연구
영국으로 밀반출된 고무 종자 ?132
고무의 발견 / 고무로 코팅한 방수포 개발 / 고무의 가황법을 발견 / 위크햄, 파라고무의 종자를 밀반출하다
플림솔의 만재 흘수선 ?143
선박의 흘수선 / 홀이 해운업계를 맹비난하다 / 플림솔, 선박 상태의 개선을 주장하다 / 명예훼손으로 고소를 당하다 / 의회에서의 폭언이 법안을 통과시켰다
초기의 증기기관 ?150
우스터의 증기기관 / 세이버리의 발명 / 뉴커먼의 증기기관 / 와트의 복수기 발명 / 와트의 마력에 대한 정의
탱크의 개발과 비밀 유지 ?160
예상을 크게 벗어난 전쟁 양상 / 탱크를 계획하다 / 비밀 유지를 위해 거짓 정보를 유출하다 / 탱크의 실험 / 드디어 전장에 등장한 탱크 / 최초의 기습을 둘러싼 비판

3. 물리에 관한 에피소드
군사기술자 아르키메데스 ?175
아르키메데스 기계의 위력 / 로마군을 맞아 싸우다 / 로마군은 공포 속에 퇴각하다 / 태양광선으로 배를 태우다 / 시라쿠사의 함락과 아르키메데스의 죽음
자석에 관한 전설들 ?186
공중에 뜬 마호메트의 관 / 자석 발견의 전설 / 마호메트 묘의 진상(眞相) / 자석으로 물체가 공중에 뜨는가 / 배를 침몰시키는 자석의 산
초기의 재미있는 전기실험 ?196
전기 자기학의 내력 / 스티븐 그레이의 실험 / 놀레 신부의 실험 / 라이덴병(甁)의 발견 / 사람이 손을 잡고 전기실험
개구리 수프와 전지 ?207
갈바니 부인의 관찰 / 난간에 걸어 둔 개구리의 다리 / 동물 전기의 이론과 볼타전지
적국의 과학자에 대한 배려 ?216
적대국 간 과학자들의 소통 / 프랭클린과 쿡 선장 / 나폴레옹과 제너 / 데이비의 수상과 프랑스 방문

4. 화학에 관한 에피소드
클레오파트라는 실제로 진주를 녹였나 ?227
클레오파트라에게 반한 안토니우스 / 진주는 초에 녹는가 / 토머스 그레셤과 진주
안티몬이란 이름의 유래 ?236
수도원의 돼지 / 동료들을 살찌우려고 돼지를 기르다 / 진위에 관한 논란
사상(史上) 최초의 열기구 ?243
몽골피에의 열기구 / 샤를의 수소 기구 / 크게 놀란 마을 사람들 / 프랭클린은 낙하산부대를 예상했다 / 자크 샤를, 난을 면하다 / 기구에 의한 결투 / 블랙의 수소풍선
금속 주석의 기묘한 성질 ?256
주석의 변태―주석 페스트 / 스콧 탐험대의 조난 / 조난의 원인은 주석 페스트? / 진상 추구