전기의 요정-전자기학의 탄생과 격변의 연대기-

전기는 어디에서 시작되었는가? 전기 문명의 뿌리를 되짚다

보이지 않는 힘의 역사를, 다시 사람의 이야기로

우리가 일상적으로 사용하는 전기. 스위치를 누르면 켜지는 불빛, 인터넷 신호를 주고받는 회로, 손에 쥔 스마트폰에 흐르는 전류… 이 모든 전기의 기원은 과연 어디서 비롯되었을까? 『전기의 요정』은 그 물음에 사람의 이야기로 답한다. 호박을 문지르던 탈레스의 손끝에서부터, 전류 전쟁을 일으킨 테슬라와 에디슨을 거쳐, 양자의 세계에 발을 들여놓은 현대 물리학까지-전기라는 개념의 씨앗이 어떻게 싹트고, 열매 맺으며, 오늘날의 전자기 문명을 이룩했는지를 시간의 흐름에 따라 서사적으로 펼쳐 보인다.

이 책은 전기를 단순히 물리 현상이나 공식으로 접근하지 않는다. ‘호박이 주변에 있는 가벼운 물체를 끌어당긴다’는, 대개가 그냥 보고 넘길 법한 사소한 관찰에서부터, ‘왜 자석은 두 극을 갖는가’라는 실험적 궁금증, ‘빛은 입자인가 파동인가’라는 유명한 물음까지, 인간이 품었던 모든 질문을 따라가며 전기학의 퍼즐을 완성해간다. 더불어 이 질문들을 가능케 한 과학자들의 삶, 그리고 그들이 속한 시대와 사회, 지식의 연쇄를 조망한다.

기술은 축적되지만, 그것을 가능케 한 인간의 탐구는 단절되지 않는다. 『전기의 요정』은 전기와 전자기학을 인류 협업의 축적이라는 시선으로 바라본다. 이름을 남긴 위인들뿐 아니라, 그들의 뿌리가 되었던 무명의 학자들-‘전기의 요정’들이 어떻게 토양을 만들었는지를 되새기며, 우리가 익히 아는 과학사 너머의 세계를 보여준다. 이 책은 과학을 전공한 독자에게는 흩어진 조각들을 연결하는 쾌감을, 비전공자에게는 거대한 서사의 드라마를 선사할 것이다.

빛나는 이론 뒤엔 이름 없는 요정들이 있었다

문명의 밑거름이 된 숨은 조력자들을 복원하다

흔히 비전공자의 입장에서 어떤 학문을 떠올리면 그 학문을 지탱하는 거인들의 이름을 떠올리게 된다. 전자기학에서는 맥스웰이나 테슬라 같은 위대한 인물들이 바로 거기에 해당한다. 그러나 라올 뒤피는 그림에서 이런 위대한 인물들만을 강조하지 않았다. 전자기학이라는 거대한 숲을 이룩하는 데에는 거인들만이 아니라 총합 108명에 이르는 ‘전기의 요정’들의 존재가 필수불가결했던 것이다. 마찬가지로 『전기의 요정』은 과학 교과서에서는 쉽게 만날 수 없었던, 그러나 위대한 이론과 발명의 배경이 되었던 수많은 인물의 이야기로 가득 차 있다.

『전기의 요정』은 전기를, 빛을 연구하면서도 역설적으로 빛을 받지 않았던 사람들을 우리 눈앞으로 다시 호출한다. 전자기학이라는 숲을 가꾸기 위해 씨를 뿌리고, 땅을 고르고, 가지를 정리했던 수많은 이름 없는 인물들이 있었다. 예를 들어 자석의 쌍극성을 처음 실험으로 증명한 페레그리누스, 광학의 원리를 정립하고자 했던 이븐 알하이삼 등의 존재는 안타깝게도 비전공자들의 인식 밖에 머물러 있다.

이 책은 그러한 ‘토양을 만든 자들’에 주목한다. 과학은 단절 없이 축적되는 인류의 협업이다. 단순히 이름이 알려진 사람들만 조명하지 않고, 시대의 흐름 속에서 묻힌 이들의 발견과 고군분투도 함께 조망함으로써, ‘과학사’가 아니라 ‘사람의 이야기’를 풀어낸다. 이로써 독자는 냉정한 이미지로 비치기 쉬운 과학기술이라는 주제 속에서 인간적인 감정과 선택의 드라마를 발견하게 된다.

전자기학은 단지 전기와 자기의 결합이 아니라, 사람과 시대, 철학과 도전, 우연과 필연이 교차하는 거대한 흐름이었다. 『전기의 요정』은 그 서사에서 지워졌던 조연들을 다시 무대 위로 올리는 일종의 ‘복권 작업’이자, 독자에게 과학을 인간의 이야기로 되돌려 주는 책이다. 과학의 역사는 곧 인간의 역사이며, 『전기의 요정』은 그것을 빛나는 서사로 회복시킨다.

탈레스는 왜 호박을 문질렀을까?

정전기 한 줄기, 시대를 바꾸다

기원전 600년경, 그리스의 철학자 탈레스는 동물 가죽으로 호박을 문지르며 이상한 현상을 관찰했다. 가볍고 작은 물체들이 호박에 달라붙는 일이 벌어진 것이다. 우리는 이 사건을 ‘정전기의 발견’이라 부른다. 하지만 『전기의 요정』은 이 사소한 장면을 인류 최초의 과학적 질문으로 복원해낸다. ‘왜?’라는 물음에서, 근대 전자기학이라는 대서사시는 시작된다.

이 책은 고대 철학자들의 우주관과 신화적 해석, 그리고 그것을 넘어 실험으로 나아가려던 최초의 시도들을 생생하게 그려낸다. 자석을 영혼이 깃든 돌이라 여겼던 시대에서, 자석의 두 극을 실험으로 구분한 페레그리누스의 발견까지- 우리가 지금 알고 있는 전자기학은 결코 일순간에 정립되지 않았다. 수천 년간 이어진 미신, 철학, 종교, 실험, 그리고 사회적 욕망이 교차하는 접점에서 ‘전기’라는 개념은 서서히 다듬어졌다.

우리가 손에 쥔 스마트 기기의 정전기 방지 필름 하나에도, 탈레스 이후 수천 년에 걸친 질문의 궤적이 새겨져 있다. 『전기의 요정』은 호기심이 어떻게 지식이 되었고, 다시 문명이 되었는지를 보여준다. 그것은 거대한 실험실에서 탄생한 결과물이 아니라, 사람들의 손끝에서 시작된 것이다. ‘과학이란 결국, 질문하는 행위’라는 메시지는 독자의 머리가 아닌 가슴을 울린다.

실패로 나아간 과학, 그 곡선의 역사

과학의 진보는 직선이 아니라 반복과 회귀의 궤적이었다

『전기의 요정』은 과학을 전진하는 직선의 역사로 그리지 않는다. 오히려 혼란과 논쟁, 시행착오가 되풀이되며 곡선을 그리는 과정으로 그려낸다. 이 책은 과학혁명이 단번에 이뤄진 변화가 아니라, 기존 질서를 뒤흔들고 다시 다지는 일련의 충돌과 재조정이었음을 보여준다. 뉴턴의 만유인력도, 맥스웰의 방정식도, 절대적 진리라기보다 ‘이전 질문들에 대한 한 해답’이었을 뿐이며, 곧바로 새로운 질문을 유발했다.

그 과정은 언제나 비선형적이었다. 전근대 과학계에서 2,000년 동안 지배적 위치를 점했던 아리스토텔레스의 물리학은 단 한 번의 실험이 아니라 수많은 논쟁과 사회적 맥락 속에서 붕괴했다. 전기의 세계도 마찬가지였다. 같은 시대에 여러 사람이 비슷한 발견을 하고도 이름을 남기지 못하거나, 오히려 논쟁에서 패해 잊히기도 했다. 이 책은 그 과정을 치밀하게 복원하면서, 과학이 오류와 논쟁, 사회적 조건과 인간의 선택이 얽힌 복잡한 역사임을 일깨운다.

오늘, 왜 전기를 다시 공부해야 하는가

양자컴퓨터, AI, 전기차… 미래를 여는 열쇠는 과거에 있다

우리는 매일 전기의 혜택을 누리면서도, 그것이 무엇이고 어디서 왔는지를 잘 모른다. 전기는 공기처럼 익숙하지만, 동시에 가장 낯선 존재다. 『전기의 요정』은 지금 이 시대에 전기의 역사를 다시 들여다보아야 하는 이유를 묻는다. 전기는 단지 에너지의 문제가 아니라, 인류의 지성과 철학, 기술과 감성이 어떻게 진화해왔는지를 압축한 문명사이기 때문이다.

이 책은 단순한 ‘전기 교양서’가 아니다. 오히려 과학기술의 기반이 흔들리고, 새로운 패러다임이 요구되는 시대에 우리가 다시 ‘기초’를 돌아보아야 한다는 자각에서 출발한다. 양자역학, 반도체, 인공지능, 전기차… 모두 전기의 이해 없이는 설명할 수 없다. 그런데 그 기초는 단순히 이론이 아니라, 시대적 흐름, 인간의 통찰, 실험과 철학의 종합 위에 서 있다.

미래로 나아가기 위해선, 과거의 사유로 돌아가야 한다. 『전기의 요정』은 그 출발점에서 ‘다시 묻는 과학’을 시작하게 해준다. 과학기술자를 꿈꾸는 이들뿐 아니라, 세상의 원리를 궁금해하는 모든 이에게 이 책을 추천할 만한 이유다.

추천의 글

프롤로그

1부_ 유럽 전기 혁명의 미명

01 호박과 자석을 연구한 사람들

탈레스의 호박 / 고대 그리스의 자연철학자 / 로마인의 기록 / 아랍의 과학과 십자군의 자석 / 로저 베이컨과 스콜라 철학 / 윌리엄 길버트의 《자석에 관하여》/ ‘전자기학’ 용어의 사용

02 과학혁명과 전자기력의 맹아: 코페르니쿠스에서 뉴턴까지

헬리오센트리즘, 태양 중심 우주관의 확립 / 아리스토텔레스의 세계관에 맞선 투쟁들 / 네덜란드에 불어온 바람 / 철학자로 알려진 과학자 데카르트 / 거인의 어깨 위에 올라선 위대한 과학자 뉴턴 / 동시대의 거인들 / 역제곱 논쟁과 프린키피아의 혁명 / 뉴턴과 라이프니츠의 미적분 논쟁 / 전자기력의 맹아

03 17ㆍ18세기, 전기를 다룬 사람들

오토 폰 게리케, 마그데부르크의 반구를 발명하다 / 영국의 전기 기술자, 기체 방전의 시초가 되다 / 스티븐 그레이가 발견한 전기 전도성 / 그레이의 실험을 재현한 뒤페 / 라이덴 병: 전기를 저장하는 발명품의 탄생 / 번개를 끌어오는 사람들

04 계몽주의 시대의 전기 혁명

에피누스의 전기 그리고 평행판 커패시터 / 쿨롱의 비틀림 저울과 전기력 /프랑스의 계몽주의 시대를 연 아담과 이브 / 베르누이 가문과 오일러 / 유체의 저항과 달랑베르의 역설 / 배터리의 시작과 전기 혁명

2부_ 힘에서 장으로, 전자기학의 탄생

05 낭만주의 시대의 과학자들

칸트의 관념론과 코페르니쿠스적 전환 / 자연을 어떻게 바라볼 것인가 / 낭만주의는 사실 저항이었다 / 가시광선 스펙트럼 너머에 / 외르스테드의 발견: 전기와 자기의 상호 작용 / 앙페르의 자기력과 비오-사바르의 법칙 / 영국 왕립연구소가 남긴 족적 / 과학의 쇼를 주도한 험프리 데이비 / 위대한 도약, 패러데이의 유산

06 혁명과 프랑스의 요정들

프랑스 대혁명의 배경 / 고귀하고도 허망한 과학자 라부아지에 / 라그랑지안, 세상이 돌아가는 작용원리 / 대수학자 라플라스, 그의 방정식의 의미 / 에콜 폴리테크니크 출신의 두 거장

07 에너지 보존, 그 기원에 대하여

산업혁명과 루나 소사이어티 / 에너지 보존 법칙의 연구자들 / 렌츠의 법칙 / 일과 에너지 그리고 열의 연구 / 에너지 보존 법칙에 대한 고찰

08 화려하지 못했던 맥스웰 방정식의 등장

독일의 원격작용론자들 / 옴의 법칙과 동시 발견자들 / 전자기학의 산파들 / 맥스웰 방정식의 등장 / 빛에 관하여

3부_ 맥스웰의 유산과 한계, 그리고 불확실성의 서막

09 캐번디시 연구소와 맥스웰주의자들

유서 깊은 케임브리지의 캐번디시 / 헤비사이드 층으로의 여행 / 헤르츠의 전자기파 발견 / 시대 전환을 예고한 빛의 파동성 연구

10 발명가의 시대

결핍을 가진 미국의 전기공학자 스타인메츠 / 영국과 미국의 발명가들 / 해저 케이블의 시작 / 정보를 전달하는 바닷속 거대 뱀, 대서양 횡단 케이블 / 초기 전기 모터의 선구자들 / 전기의 마법사 테슬라의 출사표 / 유도모터를 발명한 동시대의 다른 발명가들 / 3상 모터, 균일하게 회전하는 힘 / 전기 자동차의 역사 / 전류 전쟁 /음파와 전파 그리고 전화기 / 마르코니와 테슬라의 무선통신 / 무선전력 전송

11 새로운 선에 관하여

진공관과 방전 연구 / 반도체의 시작은 전구였다 / 톰슨의 실험과 전자의 발견 / 미지의 빛, X선 / 새로운 빛, 방사선

12 언제나 후발주자였던 아인슈타인

절대 좌표계가 무너지는 순간 / 상대성 원리의 주역은 누구인가

13 빛이 갈라지고 시작된 양자의 세계

복사 에너지의 방출과 흡수를 연구한 사람들 / 양자의 탄생 / 광양자 가설 / 양자역학의 역사와 현대 문명

에필로그_ 노벨상에 다가간 한국인