영화 〈히든 피겨스〉의 주인공 ‘인간 컴퓨터’부터
와이파이의 원천 기술을 만든 할리우드 배우까지,
은밀하게 위대하게 ‘힘의 용사’가 된 과학자들의 우여곡절 인생사

책 제목에서 ‘힘의 용사들’은 자연계 4대 힘에 관한 연구 성과로 세상을 진보하게 한 여덟 명의 과학자를 일컫는다. 오늘날 이들은 공로를 인정받아 훌륭한 과학자로 정평이 나 있지만, 삶에 관해서는 잘 알려지지 않았다. 책은 저마다 다양한 사연이 있는 과학자들의 인생 여로를 따라간다.

영화 〈히든 피겨스〉의 주인공인 캐서린 존슨은 NASA에서 ‘인간 컴퓨터’로 일하며 흑인 여성으로서 차별을 겪었지만, 미국 최초의 유인 우주 비행을 성공으로 이끌었다. 리제 마이트너는 핵폭탄을 만드는 원리를 처음 발견하고도 함께 연구한 오토 한만 노벨상을 받았고, 나라를 위해 일했으나 망명자 신세가 되기도 했다. 할리우드 인기 배우였던 헤디 라마는 주파수 도약 기법을 발명하면서 21세기 IT기술의 주축을 마련했다. 이처럼 저자는 과학자들이 우여곡절을 통해 과학 발전을 이뤄낸 모습을 입체적으로 보여준다.

“지금까지 이런 과학 이야기는 없었다”
과알못도 솔깃하는 과학하는 재미

SF 소설가이자 공학박사 곽재식 작가는 시공간을 넘나드는 박학다식함과 과학적 상상력, 유쾌한 입담으로 ‘과알못’ 독자들의 지지를 받아왔다. 과학에서도 힘(force)에 관한 지식은 어렵다는 이미지가 강하다. 저자는 “힘의 성질을 정확하게 배우고 활용하는 법을 익히려면 과학 교과서를 보는 것이 좋을 텐데, 나는 그보다는 이런 다양한 힘이 우리 생활에 얼마나 가까이 영향을 미치고 있는지 와닿게 써보는 것을 목표로 삼았다(4쪽)”고 밝히면서 친숙한 예를 통해 복잡한 개념을 이해하기 쉽게 풀어낸다. 전자기력이 전기뿐만 아니라 화학의 원리임을 알려주기 위해 음식을 먹고, 머릿속으로 고민을 하고, 튼튼한 건물을 짓고, 안전한 자동차를 만드는 일 등 먹고사는 것을 예로 드는 식이다. 과학 없이 살 수 없는 오늘날 이 책은 어디에서도 느껴보지 못한 과학하는 재미를 일깨운다.

책 속에서

후작부인은 다른 사람의 사상이나 연구 결과를 분석할 때, 무조건 믿거나 의심하기보다 차근차근 여러 면에서 살피는 실력이 뛰어났다. 자기와 가까운 학자의 연구라고 해서 그저 옳다고 여기거나 지지하는 사람이 아니었다는 뜻이다. 반대로 글이나 정치, 사상 면에서 자신과 서로 대립하는 위치에 있는 사람이라도 훌륭한 연구를 했다면 그것을 인정하고 받아들였다. 여성은 정규 교육조차 받을 수 없던 시대의 고정관념 속에서 성장한 학자였지만 다른 사람의 연구를 이해할 때는 편견을 넘어설 줄 알았다.
---「28~29쪽, 샤틀레 후작부인_뉴턴의 물리학이라고 들어봤니?」중에서

한 사람이 달에 발자국을 남기기 위해서는 발자국을 찍을 때 신을 신발을 개발하는 기술자부터, 무사히 달에 도착하고 돌아오도록 우주선과 로켓을 개발하고 만드는 수많은 과학자와 기술인 들의 노력이 필요하다. 많은 사람에게 알려지지 않았고, 대단하게 내세울 것 없는 사람들도 여럿 달라붙어 각자의 방법으로 조금씩 과학을 갈고 다듬기 때문에 과학은 발전한다.
---「58쪽, 비행 궤도를 계산해야 우주에 가지_캐서린 존슨」중에서

아직까지도 주파수를 신비하게 여기는 사람이 많다. 그러나 주파수는 신비한 말도 아니고 딱히 어려운 말도 아니다. 주파수는 어떤 일이 1초에 몇 번 반복되느냐를 숫자로 헤아려 말하는 것뿐이다. “나는 3헤르츠 주파수로 자전거 바퀴를 돌린다”라고 말하면, 1초에 자전거 바퀴를 세 번 돌리며 운동한다는 뜻일 뿐이다. 누가 “나는 밥을 평균 34.7마이크로헤르츠 주파수로 먹는다”라고 하면, 신비한 마법 에너지를 사용해 밥을 먹는다는 것처럼 들릴 수도 있지만, 평균 1초에 0.0000347번 밥을 먹는다는 뜻이다. 계산해보면 그냥 하루에 세 번 밥을 먹는다는 말이다.
---「123쪽, 전파가 널리 쓰이게 할 거야_헤디 라마」중에서

이런 어려움을 생각하면 전자기력을 이용해 원하는 대로 원자를 조립하면 유용한 물질을 만들 수 있다는 말도 그저 꿈같은 이야기처럼 들릴지 모르겠다. 그렇지만 이런 어려운 일에 도전하기 위해 한 발 한 발 다가서며 노력하는 사람이 바로 화학자다. 화학자들에게 가장 기초가 되는 지식은 모든 물질을 이루고 있는 원자들이 서로 어떤 각도, 어떤 모양으로 붙어 있는지 정확히 아는 것이다. 그렇기 때문에 수십만, 수백만 분의 1밀리미터밖에 되지 않는 원자들의 덩어리진 모습 하나하나를 관찰할 수 있는 방법을 개발하는 것은 중요하다.
---「156~157쪽, X선으로 단백질 구조를 밝혔지_도러시 호지킨」중에서

마이트너는 핵분열 이론을 개발하기 전부터 이미 세계 각지에서 존경받는 학자였고, 노벨상을 수상하지 못했을 뿐이지 다양한 상을 받으며 능력을 인정받았다. 핵폭탄에 대한 온갖 이야기들이 사람들 사이에 인기 있었던 1950~1960년대 미국에서는 마이트너가 “원자폭탄의 어머니”라는 별명을 얻게 되는 바람에 오히려 마이트너 스스로 꺼림칙하게 생각할 정도였다.
---「219쪽, 리제 마이트너_핵폭탄의 위력을 알려줄게」중에서

정말로 외계인일지도 모른다고 이야기해야 할까? 적어도 이런 이상한 현상을 풀이하기 위해서는 비슷한 현상을 몇 개 정도 더 찾아서 비교 분석할 필요가 있었다. 그런 연구에 도전한다면 시간은 얼마가 걸릴지 모를 일이었다. “아, 이 망할 놈의 외계인은 왜 하필 우주의 하고많은 행성, 하고많은 전파감지기 중에 박사 학위 졸업을 몇 달 앞둔 내가 만든 전파감지기에 걸려서 나를 이렇게 고생시킬까?” 버넬은 나중에 당시 그 비슷한 생각을 했다고 말한 적이 있다.
---「249쪽, 외계인 신호인 줄 알았는데 중성자별이었네_조슬린 벨 버넬」중에서

우젠슝은 우주에 있는 가장 원초적인 힘 가운데 하나인 약력만은 특수한 상황에서 꼭 방향을 따지는 것처럼 생겨날 때가 있다는 사실을 증명했다. 약력 또한 중력, 전자기력, 강력같이 원초적인 힘인데도 약력이 걸릴 때는 괴상하게도 마치 눈이 달린 것처럼 왼쪽, 오른쪽 방향을 따지고 그중에 한 방향을 더 좋아하는 것처럼 보인다는 것이다.
---「268쪽, 약력의 정체를 밝혀라_우젠슝」중에서

40대가 된 1908년에는 마젤란 성운에 속하는 별들을 보면서 정리한 자신만의 변광성 목록을 정리했는데 그 숫자가 무려 1,777개에 달했다. 그리고 레빗이 찾아낸 규칙적으로 밝기가 변하는 별들 사이에는 우주가 얼마나 넓은 곳이고, 그때까지 우주에 대해 사람들이 얼마나 단단히 잘못 생각하고 있었는지 깨닫게 하는 결정적인 지식이 들어 있었다.
---「323쪽, 지금까지의 우주 모양은 잊어_헨리에타 레빗」중에서

들어가며_세상을 움직이는 네 가지 힘

FORCE 1 중력
뉴턴의 물리학이라고 들어봤니? * 샤틀레 후작부인
살롱에서 피어난 수학 사랑 | 드레스를 벗고 과학의 세계로 | 중력이론과의 만남 | 볼테르와 따로 또 함께 | 뉴턴과 라이프니츠 사이에서 | 편견을 넘어선 과학적 재능

비행 궤도를 계산해야 우주에 가지 * 캐서린 존슨
국가의 탄생, 차별의 탄생 | 인간 컴퓨터가 되다 | 정확한 탄도의 계산은 왜 중요할까 | 냉전의 소용돌이에서 | NASA 최초 궤도 비행의 숨은 영웅

FORCE 2 전자기력
전파가 널리 쓰이게 할 거야 * 헤디 라마
영화배우가 되다 | 전기 기술 발전이 연 유성영화 시대 | 경력 단절에서 전성기를 맞기까지 | 보석보다 실험기구 | 전쟁을 돕는 할리우드 배우 | 눈에 보이지 않는 빛, 주파수 | 발명으로 이어진 아이디어 | 주파수 도약 기법의 대
중화

X선으로 단백질 구조를 밝혔지 * 도러시 호지킨
화학, 궁금하잖아 | 독이 되거나 득이 되거나 | 먹고사는 것은 전자기력의 문제 | 아주 작은 세계를 들여다보는 법 | 수없이 계산을 반복하는 일 | 페니실린과 비타민 B₁₂의 구조를 풀다 | 마거릿 대처의 화학 스승

FORCE 3 강력
핵폭탄의 위력을 알려줄게 * 리제 마이트너
늦어도 정확한 길을 찾다 | 전자기력과 다른 거대한 힘 | 과학계 정상에 오른 연구 콤비 | 원자핵을 결합하는 힘, 핵력 | 망명자 신세가 되다 | 노벨상을 받지 못한 이유

외계인 신호인 줄 알았는데 중성자별이었네 * 조슬린 벨 버넬
밤하늘의 별이 재밌어서 | 안드로메다보다 먼 곳에서 오는 이상한 전파 | 수천 개의 안테나를 심는 일 | 4분마다 지구로 오는 전파 | 외계인이 보내는 신호? | 아주 작고 무거운 별, 중성자별 | 별빛 사이를 여행하는 물리학자

FORCE 4 약력
약력의 정체를 밝혀라 * 우젠슝
영웅호걸의 탄생 | 운명이 바뀌던 날 | 중성미자라는 수수께끼 | 특명! 핵폭탄을 개발하라 | 방사능 문제를 해결하는 초능력자 | 외계인에게 왼쪽과 오른쪽을 설명할 수 있을까 | 오즈마 문제의 해결사 | 과학계 염라대왕

지금까지의 우주 모양은 잊어 * 헨리에타 레빗
천문학과의 첫 만남 | 시작은 하버드 천문대 계산원 | 1,777개의 변광성을 찾다 | 태양과 별은 어떻게 빛날까 | 카페우스자리의 비밀 | 별과 나와의 거리 | 레빗이 남긴 수많은 은하수

마치며_네 가지 힘에 대한 미래 연구
참고문헌