과학사의 ‘그때 그 시절’을 아시나요?

과학사에 빛나는 ‘그때 그 시절’, 우리는 얼마나 알고 있을까? 인체 해부가 공식 허용된 것은 언제부터일까? 피가 온몸을 돈다는 것을 알게 된 것은 언제일까? 공기의 정체를 알게 된 것은 언제일까? 생각보다 그리 오래되지 않았다. 과학사를 둘러보면 기존에 정설로 자리 잡고 있던 굳건한 ‘진리’가 산산조각나는 혁명적인 순간, 또는 세상에 없던 새롭고 위대한 발명이나 발견의 순간이 수없이 많았다. 과학자들은 가슴 떨리는 ‘과학의 순간들’을 어떻게 맞이했을까? 화가들은 과학자들이 위험하기 짝이 없는 실험을 과감하게 수행하는 모습, 실험 결과를 ‘높은 분들’ 앞에서 공개하는 순간 등을 그림으로 생생하게 묘사했고, 그들이 그린 그림을 통해 우리는 과학자들의 피와 땀, 고뇌와 감격, 긴장과 자부심까지 생생하게 느낄 수 있다. 『명화로 읽는 과학의 탄생』은 그런 드라마틱한 과학의 순간들을 생생하게 묘사한 30여 장의 그림을 가려뽑아 과학과 기술, 의학의 발전사를 두루 둘러본다.

햇빛의 색깔은 360년쯤 전에 알았다, 공기의 정체는 250년쯤 전에 알았다

예를 들어, 인체 해부가 허용된 것은 500년 전이었다. 중세 시대 교회가 인체 해부를 금지하여 ‘천년의 암흑기’를 보냈으며 르네상스 시대 이후에야 공식 허용되었는데 17세기에 네덜란드 암스테르담에서는 1년에 딱 한 번 인체 해부를 허용했다. 렘브란트의 「니콜라스 튈프 박사의 해부학 수업」은 그 순간을 그린 그림이다. 당시 해부용 시신은 사형수였으며, 입장료를 내면 일반 대중도 해부 현장을 ‘구경(?)’할 수 있었다. 해부가 허용되면서 인체의 수많은 비밀이 풀렸고, 의학 또한 눈부시게 발전했다. 그리고 인체 해부가 공식적으로 허용된 지 불과 500여 년 만에 인류는 눈에 보이는 뼈나 근육, 오장육부 등은 물론, 세포를 넘어 DNA 암호까지 해독해내는 경이로운 성과를 거두었다.
햇빛의 색깔을 알게 된 것은 360여 년 전이었다. 뉴턴 이전에는 햇빛은 색이 없다고 생각했다. 데카르트조차도 프리즘이 무지개색을 만들어낸다고 잘못 생각했다. 그러나 뉴턴은 프리즘 실험을 통해 빛을 분해하여 무지개의 색을 ‘빨주노초파남보’ 일곱 빛깔로 구분했으며, 햇빛이 여러 색이 혼합된 상태임을 밝혀냈다.
피가 온몸을 순환한다는 것을 알게 된 것은 불과 350여 년 전이었다. 그전까지만 해도 로마 시대의 외과의사 갈레노스가 주장한 ‘혈액파도설’, 즉 피는 온몸을 돌아 신체 말단에서 사라진다는 것이 의학계의 ‘정설’이었다. 그런데 잉글랜드의 의사 윌리엄 하비는 의심을 품고 계산을 해보았다. 그랬더니 하루에 피가 무려 1,8톤이나 필요하다는 계산이 나왔다. 코끼리도 만들어낼 수 없는 이 엄청난 혈액의 양에, 하비는 이건 불가능하다고 생각하여 피는 온몸을 돈다는 ‘혈액순환설’을 주장했다. 19세기 역사화가 어니스트 보드는 이 장면을 생생하게 묘사했다.
공기가 무엇인지 알게 된 것은 250여 년 전이었다! 프랑스 혁명 때 단두대에서 처형된 ‘근대화학의 아버지’ 라부아지에가 공기는 질소와 산소의 혼합물이라는 것을 알아냈다. 17세기 과학자였던 보일은 공기의 정체는 몰랐지만, 공기에 관련된 유명한 법칙은 알아냈다. 기체는 압력이 증가하면 부피가 줄어들고 압력이 줄어들면 부피가 늘어난다는 ‘보일의 법칙’ 말이다. 보일의 법칙을 보여주는 아름다운 그림이 남아 있다. 18세기에 그려진 「공기 펌프 속의 새에 대한 실험」을 보면 아래쪽에 공기 펌프가 있고, 위쪽 유리관 안에는 작은 새 한 마리가 들어 있다. 작은 새의 운명은 어떻게 될까? 공기 펌프의 공기를 빼내면 새에게는 치명적인 사태가 일어날 것이다.

거인의 어깨에 올라간 ‘순간포착’ 32장면

역사를 이야기할 때 흔히 곁들여지는 그림은 인물의 초상화다. 그러나 이 책에서는 과학자나 의학자, 기술자들이 경험한 드라마틱한 한순간을 묘사한 그림들을 주로 골랐다. 정면을 응시하고 있는 밋밋한 초상화 대신에 그들이 생생하게 움직이고 있는 모습을 제시함으로써 “과학자들도 뜨거운 피와 부드러운 살을 가진 사람이고 실험과 추론, 과학이라는 무기를 들고 당시를 지배하던 뿌리 깊은 선입견과 치열하게 싸운 ‘선구자’들이었음”을 알려준다.

“거인의 어깨에 올라갈 수 있었던 뉴턴은 만유인력의 법칙을 발견했지만, 어깨에 올라갈 수 있는 거인을, 우리는 뉴턴보다 훨씬 더 많이 가지고 있습니다.”

지은이가 <머리말>에서 밝혔듯이, 『명화로 읽는 과학의 탄생』은 과학과 기술이 활짝 피어난 21세기를 지탱하는 ‘거인들의 어깨’가 어떻게 만들어졌는지를 깨닫게 해준다. 시대나 주제별로 따로 챕터를 나누지 않아 어떤 페이지든 흥미로운 주제를 펼쳐서 가볍게 읽을 수 있다는 점도 장점이다. 인문학적 지식에 더해, ‘과학 이야기꾼’으로 손색이 없는 지은이의 유머러스한 입담은 읽는 재미까지 덤으로 선사한다. 과학자들의 무모하고 엉뚱한 도전이 낳은 엄청난 발견과 발명, 설렘과 긴장감과 자부심이 함께하는 ‘과학사, 그때 그 시절’을 그림으로 읽어보자. 과학의 역사가 얼마나 험난한 길을 걸어왔으며, 과학자들이 어떤 오류를 거쳐 진리에 도달했는지 알고나면 우리를 둘러싼 첨단 기술과 문명의 풍경이 조금은 다르게 보일 것이다.


<책속에서>
공기가 무엇인지를 18세기 들어서야 알아냈다는 사실이 참으로 놀랍다. 공기는 지구를 둘러싸고 있는 기체를 말한다. 흔히 대기라고도 한다. 질소가 78%, 산소가 21% 정도 되고, 나머지 1%는 다른 기체들로 되어 있다. 산소가 생각보다 많다. 하지만 지구에 살고 있는 생명체들의 거의 전부가 산소를 필요로 한다는 사실을 생각하면 오히려 질소가 왜 이렇게 많은지에 대해 의문을 품어야 할 듯하다. 질소는 우리가 날마다 마시고 내뱉는 기체다. 설마 공기를 들이마시면서 질소는 빼고 산소만 걸러서 마신다고 알고 있는 것은 아니었으리라 믿는다. (본문 56쪽에서)

마리-앤은 남편인 라부아지에를 도와 아주 많은 일들을 하였다. 그녀는 라부아지에와 실험을 함께 하였으며, 연구 노트를 쓰고 실험 과정을 그림으로 남겼다(마리-앤은 자신과 남편의 초상화를 그린 화가 자크-루이 다비드에게 그림을 배웠다). 여기에 더해 그녀는 라부아지에의 논문에 대한 편집자 역할까지 수행하였다. 여기까지만 해도 대단한데, 마리-앤은 프랑스어뿐만 아니라 라틴어와 영어까지 구사할 수 있었고, 라부아지에가 못 읽는 영어로 된 외국 논문들을 프랑스어로 번역하여 라부아지에게 제공하기까지 했다. 아내 덕분에 라부아지에는 시대에 뒤떨어지지 않고 외국의 최신 연구 논문을 볼 수 있었다. (본문 99쪽에서)

17세기 잉글랜드의 의사였던 윌리엄 하비(1578-1657)는 이것에 의문을 품었다. 갈레노스의 이론대로 계산을 해보았더니 하루에 심장에서 나오는 피의 양이 1,800리터나 되었던 것이다. 물 1리터가 1킬로그램이니 1,800리터는 1,800킬로그램, 즉 1.8톤이다. 심장이 날마다 이 정도의 피를 공급하려면 사람은 이것보다 더 먹어야 하지 않을까? 사람이 하루에 1.8톤 이상을 먹어야 한다는 어처구니없는 계산 결과에 의문을 품은 하비는 1628년 『동물의 심장과 혈액의 운동에 관한 해부학적 연구』라는 책에서 혈액순환론을 제창하였다. (본문 103쪽에서)

머리말

1. 17세기 네덜란드, 1년에 딱 한 번 공개 해부를 하다
_ 렘브란트가 그린 「니콜라스 튈프 박사의 해부학 수업」이 포착한 순간
2. 뉴턴, 빛을 일곱 조각으로 나누다
_ 무지개를 일곱 빛깔로 분류하고 햇빛의 진짜 색을 밝혀낸 실험은?
3. 프톨레마이오스, “별, 너의 이름은……”
_ 오리온자리에서 남십자성까지, 88개 별자리 이름은 어떻게 붙여졌을까?
4. 작은 새는 왜 공기 펌프 안에 갇혔을까?
_ 「공기 펌프 속의 새에 대한 실험」으로 읽는 진공 이야기
5. 1,400년을 지배한 프톨레마이오스 체계, 무너지다
_ 「천문학자 코페르니쿠스 - 신과의 대화」가 나타낸 코페르니쿠스의 우주론과 지동설
6. 갈릴레이가 베니스 총독에게 달려간 이유는?
_ 근대 천문학을 탄생시킨 결정적인 도구, 망원경을 둘러싼 해프닝
7. 연금술사, 금을 원했으나 인을 얻다
_ 연금술에서 입자가속기까지, 황금알을 낳는 과학적인 방법에 대하여
8. ‘근대 화학의 아버지’ 곁에 여성 화학자가 있었다
_ 다비드의 「라부아지에와 그의 부인의 초상화」가 포착한 18세기 여성 화학자의 모습
9. 인간의 몸이 하루에 1.8톤의 피를 만들어낸다고?
_ 1,500년 동안 군림한 갈레노스의 혈액파도설을 무너뜨린 윌리엄 하비의 혈액순환설
10. 빅토리아 여왕, 무통분만의 비밀
_ ‘천상의 물질’ 에테르에서 여왕의 출산을 도운 클로로포름까지, 마취제 이야기
11. 파스칼, 데카르트의 코를 납작하게 만들다
_ 수은 기둥으로 진공의 존재를 증명한 파스칼의 실험
12. 시골의사, 마마를 물리치다
_ 1만 년 이상 인류를 괴롭혀온 공포의 전염병 ‘천연두’는 어떻게 사라졌을까
13. 촛불을 태우는 ‘그것’의 정체는?
_ 탄산수를 발명한 남자, 산소를 발견하다
14. 유리판 아래, 마이크로 코스모스의 비밀을 엿보다
_ 현미경을 만들어 정자와 백혈구를 발견한 ‘미생물학의 아버지’ 레이우엔훅 이야기
15. 가장 많은 인류를 죽인 바이러스, 정복당하다
_ 말라리아 원충의 발견에서 치료제인 키니네의 개발까지
16. 여왕마마! 지구는 커다란 자석이옵니다
_ 갈릴레이와 케플러에게 영향을 끼친 ‘자기학의 선구자’ 윌리엄 길버트와 자석 이야기
17. 기계를 움직이는 보이지 않는 손
_ 산업혁명을 이끈 원동력이 된 와트의 증기기관과 엔진 이야기
18. 세균학의 아버지, 자연발생설을 뒤집다
_ 열정으로 똘똘 뭉친 노과학자 파스퇴르의 초상
19. 출혈 부위에 불 대신 실을 쓰다
_ 실로 지혈을 시도한 앙브루아즈 파레와 근대 외과학에 대하여
20. 이카루스의 꿈, 베르사유 하늘에서 이루어지다
_ 라이트 형제보다 먼저 하늘을 날았던 몽골피에 형제의 열기구 이야기
21. 번개 치는 날의 연날리기
_ 번개의 정체를 밝힌 벤저민 프랭클린과 피뢰침의 원리
22. 볼타 전지, 나폴레옹을 알현하다
_ 전기의 생성 원리를 알고 안정적인 전기를 생산하는 전지를 만든 볼타
23. “부도덕한 인간보다 정직한 원숭이를 택하겠다”
_ 『종의 기원』과 진화론이 불러일으킨 평지풍파의 뒷이야기
24. 두드려라, 글자가 찍힐 것이다!
_ 타자기의 발명으로 손으로 글씨를 쓰는 시대가 막을 내리다
25. 천재 시인의 딸, 컴퓨터 프로그램을 개발하다
_ ‘최초의 프로그래머’ 에이다 러브레이스 이야기
26. 인간, 동물로 분류되다
_ ‘식물학의 시조’ 칼 폰 린네와 ‘호모 사피엔스’에 얽힌 이야기
27. 67미터 진자, 판테온에서 지구 자전을 그리다
_ 천문학적 관측 없이 지구 자전을 최초로 증명한 푸코의 진자 실험
28. 수학자의 거울, 로마 군선을 불태우다
_ 아르키메데스가 조국을 지키기 위해 만들었다는 고대의 최첨단 무기는?
29. 하늘과 우주의 이야기에 귀를 기울이면
_ 페르메이르가 화폭에 담아낸 17세기 네덜란드의 과학자들
30. 아비뇽에 갇힌 교황, 다리에 붕대를 감다
_ 붕대 사용법에 관한 책을 쓴 교황의 주치의 숄리악과 현대의 밴드 이야기
31. “눈에는 눈, 이에는 이”
_ 중세의 이발사에서 근대의 치과대학까지, 치의학의 간략한 역사
32. 지구도 들어 올리는 도구가 있다?
_ 손톱깎이에서 병따개까지, 아르키메데스와 지렛대의 원리

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