꿈꾸는코난

< 원소 이야기 > | 팀 제임스 지음 | 김주희 옮김 | 한빛비즈

원소라는 단어를 접하는 순간 떠오르는 첫번째 그림이 원소 주기율표이다. 물론 지금은 대부분 기억에서 사라졌지만 대략적인 형태와 일부 원소의 이름을 나열할 수 있는 정도의 기억은 남아있다. 그리고 세상을 구성하는 물질(원소)이 무엇인지에 대해 고대 철학자부터 다양한 개념을 제시해 온 것 같다.

원소이야기라고 하면 화학에 국한된 이야기라고 생각할 수 있는데 의외로 양자역학에 대한 이야기가 많이 언급된다. 특히 원소를 발견하고자 하는 경쟁이 치열하고, 이를 하나의 표로 정리하려는 노력이 기울이고 있었지만 개념을 정리하지 못한 시절이 있었다. 이때 원소 주기율표를 정립할 수 있는 기본 개념을 제시한 것이 양자역학이라고 한다. 즉 양자역학이 없었다면 우리가 보는 원소 주기율표도 나오지 못하고, 우리가 찾지 못한 원소가 무엇인지도 알지 못하고 지내고 있을 지도 모른다.

이 책은 고대 그리스 철학자들이 세상을 구성하는 물질로서 물, 불, 흙, 공기 개념을 제시했고 그 이 이후 우리의 몸과 문명까지 세상을 만들고 바꾼 원소에 대한 특별한 이야기이다. 총 12개의 장으로 구성되는 데 어떤 장을 읽어도 흥미진지하게 읽을 수 있을 것 같다. 1장은 원소를 찾기 위한 고대 철학자부터 근대 과학자까지의 이야기를 펼쳐놓는다. 2장에서는 우리가  더 이상 쪼개지지 않는 근원으로서 원자 개념을 설명한다. 3장에서는 2장에서 설명한 원자에 대한 모형을 제시하고 4장에서는 원자가 어디서 부터 오는지 설명하면서 가장 가벼운 원소인 수소와 헬륨으로 부터 점점 무거운 원소가 만들어지는 과정, 그리고 빅뱅 이후 별이 생성되고 죽어가는 과정을 통해 다양한 원소들이 합성되는 것을 보여준다.

5장과 6장에서는 주기율표에 대한 이야기를 소개한다. 다양한 원소를 발견했지만 인접한 원소들이 완전히 다른 특성을 지니는 것에 대해 설명할 수 없었다. 하지만 양자역학을 통해 인접한 원소가 왜 완전히 다른 형태를 지니면서 특성이 다른지를 깔끔하게 설명할 수 있으며, 또한 주기율표 상으로 아직까지 발견되지 않고 남아 있는 원소가 무엇인지까지 잘 설명해 주게 되었다.

7장에서는 화학물질에 대한 소개를 한다. 특히 다이너마이트를 발명한 노벨과 폭발물이 어떻게 큰 에너지를 내면서 반응을 보이는지 양자 관점에서 설명을 하고 있다. 8장에서는 연금술로서 물질을 바꾸려는 노력이 얼마나 어려운지(실제로 불가능한지)를 개념적으로 설명하고 있으며, 원소의 합성을 통해 주기율표상을 빠져있던 원소를 채우면서 118개의 원소가 모두 채워지는 과정을 보인다. 9장과 10장에서는 금속원소와 전기, 산, 비금속원소, 빛 등에 대해 설명한다. 금속의 특성 중 공통적인 것은 모두 전기가 잘 통한다는 것이지만 원소의 특성에 대한 다양한 모습을 보인다는 것도 알 수 있다. 또한 교수형을 대신하는 전기의자가 제대로 동작하기 위해 어떤 부분이 고려되어야 하는지도 알 수 있다.

11장과 12장에서는 생명을 구성하는 모든 것이 주기율표에 있다는 사실과 세상을 바꾼 원소들을 소개한다. 독성에 관련된 물질과 생명을 유지하기 위한 원소, 그리고 인체 발화에 대한 설명을 하고 있다.

다양한 원소에 대한 이야기를 흥미있게 펼쳐놓는 책이다. 그냥 교과서로만 봐 왔던 주기율표가 가지는 의미, 그리고 주기율표를 완성해 나가는 과정도 잘 알 수 있었다. 이를 통해 인류가 과학을 통해 우주를 이해하고 자원을 도구 삼아 보다 놀라운 일을 할 수 있다는 것도 알 수 있게 되었다. 단순히 화학 이야기가 아니라 물리학과 우주, 생명 등 관련된 다양한 이야기를 엿볼 수 있는 좋은 책인 것 같다.