과학도서 - 심심풀이로 읽는 과학 독후감 심심풀이로읽는

나는 과학에 대해 왠지 모를 두려움을 가지고 있다. 과학이 우리의 생활을 편리하게 해주고 지금의 사회를 지탱해 주고 있다는 것을 알고 있다. 그러나 나의 머리 속에는 과학이란 학문이 왠지 모르게 어렵다는 선입견이 자리잡고 있다. 이런 선입견을 간직한 채 나는 독후감을 쓰기 위해 교수님이 내주셨던 강의 계획서를 꺼내 보았다. 강의 계획서에는 물리, 화학, 생물, 지구과학 별로 한 권씩 책이 지정되어 있었다. 그 중에서 나는 화학 분야에 드는 ‘심심풀이로 읽는 화학’이란 책을 택했다. 과학이라는 학문이 너무 어렵고 난해하다고 생각했던 나에게 화학이라는 학문을 심심풀이로 읽는다는 제목이 눈길을 끌었기 때문이다. 어떻게 화학을 심심풀이로 읽을 수 있다는 말인가?
책의 첫 장을 넘기는 순간 ‘화학은 우리와 가까이 있다’라는 목차가 눈에 들어왔다. 도대체 화학의 어떠한 것들이 우리 가까이 에 있단 말인가? 나는 의문이 생기지…(생략)

이 연쇄에 따라 동물에게 옮겨지고 결국은 인간에게까지 영향을 끼친 것이다. 그 때문에 많은 국가에서 DDT 사용을 금지하였다고 한다. 정말로 무서운 일이 아닐 수 없었다. 자연의 질서 속에서 무지한 인간들이 자신들의 영리를 위해 만들어 낸 것에 의해 대 자연의 심판을 받는 것이기 때문이다. 그러나 이러한 위험에도 불구하고 농약 , 해충 박멸제, 곰팡이 제거제 등의 생산량은 날로 늘어가고 있다. 그러나 책에서는 이러한 우려를 잘 나타내 주고 있다. 화학을 올바로 사용하면 이러한 공포는 근거가 없다고 말이다. 화학제를 계획에 의해 사용하고 무독성 물질로 분해되는 것만을 뿌려야 된다고 한다. 또 사용 금지 시기를 고려해서 사용해야 한다고 말하고 있다. 그렇지 않으면 먹이 연쇄의 파괴라는 자연의 보복을 받게 된다고 경고한다. 그러나 이러한 주의에도 불구하고 사용해서는 안되는 화학제가 하나 있다. 그것은 바로 군사적 목적에 의해 살포되는 ‘고엽제’이다. 베트남 전쟁에서 200만 ha에 이르는 숲이 고엽제에 의해 폐허가 되었다고 한다. 아직도 그 지역에는 쓰러진 나무들의 그루터기가 하늘을 조롱하듯 남아있다고 한다. 이 독물을 살포했던 많은 조종사들 역시 심각한 피해를 입게 되었다고 한다. 그런데 이 독물을 비 인 줄 알고 맞아가며, 그들의 청춘을 바쳤던 우리의 군인들은 어떠하겠는가? 그들은 지금 고엽제의 피해를 몸으로 체험해가며 고통을 받고 있다. 인간의 이기심이 얼마나 무서운가를 잘 나타내 주는 예이라 하겠다.
우리의 곁에 있는 화학에 대한 이야기라서 책을 재미있게 읽을 수 있었다. 생각 만큼 지루하다거나, 심심한 책이 아니었다. 나 같이 과학을 두려워하는 사람들에게는 유익한 책이었다. 책을 재미있게 읽어 내려가다 보니 물을 자동차의 연료로 쓸 수 있다는 이야기가 있었다. 순간 나는 웃음을 참지 못하고 웃고 말았다. ‘이 책의 저자가 무엇을 잘못 먹은 것이 아닌가?’ 순간 이런 의문을 떠올렸다. 물이 어떻게 자동차의 연료가 될 수 있단 말인가? 이것은 초등학생도 다 아는 말이다. 초등학생들도 자동차는 휘발유로 간다는 것쯤은 다 알고 있다. 그러나 이야기의 끝으로 가면서 나는 스스로 물을 자동차의 연료로 쓴다는 말이 순수한 수사학적인 말이었는지의 여부를 판단할 수 있었다. 나는 책을 읽으면서 탄소와 수소를 단지 금속 산화물의 환원제로만 알아 왔다. 석유를 생산해 내기가 점점 더 어려워지고 비용이 많이 들기 때문에 석탄 매장량이 풍부한 국가에서는 탄소를 통한 물의 ‘환원’이라는 화학 반응에 다시 관심을 보이고 있다고 한다. 이 화학 반응은 화학 산업체에서 큰 관심을 갖는 물질을 공급한다. 그것은 다음의 화학식으로 직접 확인 할 수 있다.
‘C + H2O → H2 + CO ; Q = +131.1kJ’
이 화학식을 보면서 나는 물을 연료로 쓴다는 말에 어느 정도 수긍할 수 있었다. 물과 탄소의 화학 반응에서 물은 환원되고 탄소는 일산화탄소로 산화되는 것이다. 이렇게 생성된 혼합 기체는 화력이 매우 좋아서 1m3당 1만 2천kJ에 이른다고 한다. 실로 엄청난 양의 에너지임에 틀림이 없었다. 그렇다면 반응을 일으키기 위해서 필요한 많은 열은 어떻게 얻는다는 말인가? 나의 이런 의문은 쉽게 풀렸다. 그 열을 얻기 위해 석탄을 사용한다는 것이다. 석탄은 산소가 있으면 높은 온도에서 연소가 되기 때문이다. 지금 지구상의 많은 실험실에서 탄소를 기체화시킬 수 있는 합리적인 방법을 연구하고 있다고 한다. 탄소를 기체화시킴으로써 생산되는 혼합 기체는 난방 연료뿐 아니라 높은 압력에서 촉매를 사용했을 때 메탄올로 변화된다. 메탄올은 자동차 기화 연료의 주요한 구성 성분이다. 메탄올을 자동차 연료로 사용하면 여러 가지 공해 물질이 발생하지 않는다. 그러나 처음에는 단순하게 보이는 것들에는 항상 그 세밀한 부분에 까다로운 문제가 도사리고 있기 마련이다. 문제는 바로5%이상의 메탄올을 자동차 연료에 섞으면 기관에는 이상이 없으나 고무와 다른 합성 물질로 이루어진 연료 공급 선이 심하게 부식된다고 한다. 그러나 저자는 이러한 문제들은 앞으로 시간이 지나면 풀릴 문제라고 낙관적으로 바라보고 있다. 나도 이 문제를 낙관적으로 보고 있다. 이렇게만 된다면 얼마나 좋겠는가? 우리나라와 같은 비산유국에게는 가뭄의 단비 같은 역할을 할 것이다. 하지만, 이것은 아직까지는 희망 사항일 뿐이다. 그렇게 생각 하니 왠지 모를 씁쓸한 미소만이 나의 입가에 머물 뿐이었다.
중학교 시절 과학 시간에 일정 성분비의 법칙을 배운 적이 있다. 이 법칙은 간단히 말해 두 물질이 결합할 때 일정한 비율로 결합한다는 것을 말한다. 그러나, 이 법칙은 탄소가 연소되어 이산화탄소가 되는 과정 속에서 탄소가 불완전 연소를 할 경우 들어맞지 않게 된다. 즉, 일정 성분비의 법칙에는 이중의 의미를 갖는 것이다. 명문화된 일정 성분비의 법칙의 유효 조건은 무엇일까? 법칙의 유효 조건은 두 가지의 원소가 한 가지의 화학 반응으로 결합해야 한다는 것이다. 이러한 조건은 수소와 산소가 물을 만들 때 완벽하다. 그에 반해 탄소와 수소는 두 가지의 결합을 할 수가 있다. 이런 경우에는 제 3의 법칙, 즉 ‘배수 비례의 법칙’이 적용된다. 배수 비례의 법칙이란 두 가지 원소가 여러 가지 결합체를 만들 때에는 일정량의 한 원소와 결합하는 다른 원소의 질량비가 간단한 정수 비를 이루면서 결합한다는 것이다. 그런데 이 법칙을 발견했을 당시의 이야기가 재미있다. 이 법칙은 돌턴이 공식화하였다. 그러나 그는 측량기나 저울은 사용하지 않았고, 그의 원자설에서 법칙을 끌어내었다. 그가 숙고한 것은 다음과 같이 전개되었다. “탄소 원자가 한 번은 산소 원자와, 또 한 번은 2개의 산소 원자와 결합하면 산소의 질량 비는 1 : 2를 이루어야한다” 그러니까 가장 작은 정수 비의 질량 비를 나타냈던 것이다.
이 책을 읽으면서 과학에 대한 아니 화학에 대한 나의 두려움을 어느 정도 해소할 수 있었다. 이 책은 화학 그 자체보다 화학과 관련된 많은 사례들이 딱딱하게만 생각했던 화학을 부드럽게 만들어 주었다. 그리고 화학을 실험실이나 과학자를 통해서만 만나고 접할 수 있는 것이 아니라 누구나 우리의 주위에서 만날 수 있음을 일깨워 주었다. 이 책에는 교과서처럼 외우라고 강요하는 것이 없다. 그냥 이해하려고 시간을 들여 한 페이지, 한 페이지를 넘기면서 읽어 가다 보면 마지막에 책장을 덮을 즈음에는 나를 둘러싼 주위에 대해 새로운 눈이 띄어졌다. 화학이라는 학문에 대해 무엇이 어떻다고 확실하게 말해 줄 수 있는 실력은 안되지만 이제는 어느 정도의 화학을 이해 할 수가 있다. 약간의 자신감이 생긴 것이다. 이제는 이러한 자신감을 바탕으로 더 많은 과학에 대해 알고 싶어진다. 과학이라는 학문이 얼마나 오묘하고 신기한 학문인가를 깨달았기 때문이다. 앞으로 과학에 대해 두려움보다는 우리 주위에서 쉽게 찾을 수 있는 친근감으로 다가가야겠다.