과학의 지형도를 읽고

과학의 지형도를 읽고
자연과학사 수업을 통해 ‘과학의 지형도’라는 책을 접하게 되었다. 지금까지 자연과학사 수업에서 나오던 많은 인물들이 나왔고 좀 더 세세하게 폭넓게 과학이라는 학문이 아닌 과학의 역학, 물리학, 화학, 생물학 , 그리고 과학의 형태나 과학이 나아가는 방향에 대해서 서술한 책이었다. 기쁘게도 전공이 화학과이고 1학년 때 물리와 화학에 대한 기본지식을 쌓게 되어서 좀 더 책이 편하게 눈에 잘 들어왔다. 이 레포트 또한 내가 책을 읽으면서 가장 흥미롭고 재미있게 읽었던 부분을 중심으로 써내려가려 한다. 물리학과 화학은 어찌 보면 떨어 질 수 없는 존재라고 해도 될 학문이다. 유명한 화학자인 보어가 그의 수소원자 모형을 통해 ‘원자 내 전자의 에너지준위’ 나 ‘전자들이 에너지 준위 사이를 옮겨 다니는 전이 와 완자의 선스펙트럼 간의 관계’에 대한 논문을 쓰고 탄 노벨상의 분야가 물리학상이라는 것을 보…(생략)

의 운동으로 전달된다고 하였다. 이 견해는 걸림돌에 부딪히게 되는데 바로 표면적이 같은 한쪽은 길고 뽀족한창, 한쪽은 넓고 뭉툭한 창을 던지게 될 경우 같은 운동을 하며 날아가야 하지만 그렇지 않다는 주장이 일어나게 된 것이다. 그래서 다시 새로이 생긴 이론이 임페투스 이론이다. 임페투스 이론 또한 갈릴레오 갈릴레이에게 반박 당했다. 갈릴레오 갈릴레이는 여기서 과학이 실험이 중요시하다는 점을 일깨워 주었다. 그는 자신의 탐구에 필요한 도구와 기계를 개선하고 발명해내면서 운동을 측정했고 수학적 규칙성을 찾아냈다. 이렇게 탄생한 법칙이 낙하 법칙이다. 실험에서 가장 중요한 것이 ‘무엇을 측정할 것인지’를 결정하는 것이고 그에 대한 실험을 고안해내고 개선해 나가면서 실험을 통해 규칙을 찾아내고 그 규칙을 도식화 하는 것이다. 갈릴레이는 운동을 측정하기위해 경사면을 가지고 빠른 속도로 운동량이 측정이 어렵다는 것을 개선시켜 물체가 낙하한 거리는 시간의 제곱에 비례한다는 식을 찾아냈다. 그리고 또한 낙하면의 마찰로 인한 오차를 줄이기 위해 마찰을 최소화하기위해 실험을 좀 더 이상화 하기위해 면을 깎고 홈을 파는 등의 여러 가지 노력을 했다. 이러한 갈릴레이의 노력에 힘입어 근대 역학을 정리한 사람이 바로 뉴턴이다. 뉴턴은 헬 리가 던진 질문의 답을 하기위해 논문을 작성하다 ‘프링키피아’라는 유명한 논문이 나오게 되었다. 뉴턴은 ‘프링키피아’를 통해 보편중력의 법칙과, 뉴턴의 운동 3법칙을 만들었다. 뉴턴역학은 셀 수 없을 만큼 다양한 종류의 현상들에 대해 정밀하고 수학적으로 설명을 할 수 있게 만들었다. 조한 여러 곤궁에 처하면서도 위축되지 않고 더 빠른 속도로 과학적 업적의 전형이 됐다. 이렇게 역학은 지금까지 옛날의 수많은 사람들의 노력과 업적과 결실을 통해 내려오고 있다. 만약에 학문 중에 한 번에 이루어진 것처럼 보이는 업적이 있다면 그것은 그 배경에서 많은 사람들의 노력과 자료와 시험이 보이지 않을 것이라는 생각을 역학이라는 한 면만 보아도 느낄 수 있다. 과학에서는 이것이 전적으로 누구의 생각이고 누가처음 발견했는지 어려울 때가 있다. 하지만 이것은 과학이라는 학문의 본성이라고 해야지 맞는다. 과학에서의 업적은 많은 사람들의 아이디어가 서로 공유되기며, 습득해가며 비판과 보완을 하면서 성장하고 지금도 성장하고 있는 것이기 때문이다. 이번에는 화학으로 화제를 전환 해보면 화학은 물리학과는 다른 개념으로 대상에 대해 다가간다. 화학은 물체에 대해 연구하고 문제를 삼던 물리학과는 달리 물질 자체가 이루고 있는 성분과 물질이 지닌 성질에 대해서 궁금하고 관심을 가지는 학문이다. 쉽게 말하면 누군가가 던지는 눈덩이를 보고 물리학자들은 눈덩이가 날아가는 운동방향과 운동 원리에 대해 수학적으로 물리학적으로 고민할 것이고 화학자들은 물에서 무슨 상호작용으로 인해 어떻게 하늘에서 내리던 눈이 눈덩이로 뭉칠 수 있었을지 고민했을 것이다.