세상을 움직이는 화학

▣ 출판사서평

삶을 이루는 학문

세상은 어떻게 시작되었을까. 137억 년 전 일어난 빅뱅이 우주의 시작이라 일컬어진다. 빅뱅은 모든 역사의 출발점이다. 이때 원자가 생겨났고 물질이 만들어졌다. 화학은 이 물질과 물질의 구성을 탐구하는 학문으로, 세상의 근본, 기초를 다룬다고 볼 수 있다. 우리 주변의 모든 물질에 대한 연구는 아주 오래전부터 이루어져 왔는데 화학자들은 이를 증명하기 위해 다양한 노력을 해 왔다. 원소가 일정한 규칙성을 지니고 있다는 사실을 발견했으며 새로운 원소를 찾아내거나 합성하기도 했다.

인류의 역사에서 불의 사용은 가장 극적인 사건이라 할 수 있다. 불은 그 자체도 화학 변화이며 불을 이용해 여러 변화를 만들어 인간의 삶에 혁신적인 영향을 주었다. 청동기와 철, 구리 등 금속의 발견 역시 인간 문명의 발달에 크나큰 영향을 주었다.
우리가 별생각 없이 보내는 하루에도 화학은 긴밀히 관여하고 있다. 아침이 되면 합성섬유로 만든 이불 속에서 눈을 뜬다. 화학물질로 배합한 비누로 세수를 하고 인공향이 첨가된 로션을 바른다. 식탁에 앉아 탄수화물과 단백질, 지방을 성분으로 하는 음식을 먹은 후 합성고무와 가죽으로 만든 신발을 신고 학교로 향한다. 가솔린 혹은 전기를 이용한 교통수단은 우리를 원하는 장소로 데려다 준다. 학교에 가면 플라스틱으로 만든 학용품으로 공부를 하고 펄프와 잉크로 만든 책을 읽는다.

이처럼 우리의 삶은 화학 위에서 만들어졌고 진행 중이다. 우리는 하루에도 수없이 많은 화학적 선택의 갈림길에 놓이지만 특별히 의식하지 못한 채 살아간다. 세상 모든 것을 이루고 있고 움직이게 하는 화학, 우리에게 화학과 무관하게 주어지는 것은 아무것도 없다. 화학이라는 학문을 알기 위해 가장 우선해야 할 것은 이렇게 화학이 우리 삶 깊숙이 들어와 있다는 사실을 인식하는 일이다.

화학의 양면

원자폭탄을 발명한 과학자들은 원자폭탄이 인류의 목숨을 위협하는 가장 위험한 살상무기가 될 것이라는 사실을 알았을까. 제2차 세계대전 당시 일본에게 발사할 원자폭탄 준비를 마친 미국 트루먼 대통령에게 많은 과학자가 반대의 편지를 보낸 것은 화학 무기에 대한 양면적 시각을 여실히 보여 준다. 원자폭탄을 만드는 데 크게 기여한 오펜하이머는 벗어날 수 없는 죄책감에 시달려야 했다. 앞서 소개한 것처럼 화학은 인간에게 더할 나위 없는 풍요를 안겨 주었지만 한편으로는 인류에게 이롭지 않게 사용되기도 한다. 화학은 알게 모르게 지속적으로 환경을 오염시키고 있으며 이것은 여러 질병을 유발시켜 인류의 생존을 위협한다. 화학의 혜택으로 인한 풍요에 즐거워하면서 한편으로는 화학이 우리 삶을 파괴할지도 모른다는 불안에서 벗어날 수 없는 것이다. 화학의 이러한 양면적 특성을 옳고 그름의 이분법적 시각으로 보는 것은 흑백논리에 빠져 정확한 사고를 하지 못하는 일이다. 예를 들어 요즘 많은 사람이 대체 의학에 열광하지만 현대 의학의 성과는 분명히 인정해야 하며 대체 의학이 오히려 더 큰 위험을 안고 있을 수 있다는 점도 깨달아야 한다. 또한 의심하지 않은 채 관습처럼 받아들여지는 모든 화학 관련 상식이나 미디어에서 내보내는 뉴스도 한번쯤 되짚어 볼 필요가 있다. 정확한 판단력과 사고력은 화학으로 이루어진 세상을 살아가는 데 지녀야 할 가장 중요한 요건이다.

화학과 공존하는 미래

거미가 뽑아내는 거미줄은 알고 보면 철보다 질긴 물질이다. 홍합의 단백질 구조를 응용한 접착제는 수술을 할 때 어떤 부작용 없이 봉합을 할 수 있다는 장점이 있어 제품 상용화를 앞두고 있다. 3D 프린터 혁명은 심지어 유리라는 까다로운 재료까지 자유자재로 활용하는 단계까지 도달했으며, 국제우주정거장에서 씨를 뿌려 재배한 상추가 언론에 공개되기도 했다.

세상은 점점 더 빠른 속도로 발전하고 있다. 무서울 만큼 급속도로 변하는 환경에서 화학의 역할은 언제나처럼 결정적이다. 이때 화학을 어떤 방향에서 어떻게 활용할 것인지는 화학이라는 학문의 주체인 인간이 충분히 선택할 수 있는 문제다. 화학물질의 유해성에 매번 스트레스를 받으며 휘둘릴 수도 있고 나아가 인간의 오만으로 화학을 불순하게 이용하는 입장에 설 수도 있다. 화학이 우리와 더없이 밀접한 학문이기에 충분히 가능한 일이다. 화학이 이룩한 발전을 무시할 수 없는 것은 사실이지만 앞으로의 화학의 역할이 더욱 중요한 이유는 화학이 더 크고 무서운 힘을 지닌 학문으로 발전하고 있기 때문이다. 언제든 인류 전체를 한 번에 무너뜨릴 수 있는 핵무기를 국력의 일환으로 여겨 너나없이 개발하려 하고 핵폐기물 등으로 인한 엄청난 부작용에는 모르쇠로 일관한다. 우리는 이 시대를 살아가는 일원이라는 사명으로 이러한 사안에 눈과 귀를 모두 열어야 한다. 이를 막기 위한 다양한 절차와 노력이 이루어져야 하는 것 역시 당연한 일이다. 또한 지속 가능한 성장과 발전을 위해 할 수 있는 것이 무엇인지 고민을 게을리 하지 말고 그 고민 안에 인간과 자연을 존중하며 함께 공존할 수 있는 방법을 적극적으로 찾아야 한다. 그래야 미래를 보다 안전하고 행복하게 맞을 수 있을 것이다.

▣ 작가 소개

저자 : 최원석
경북 경산에 있는 신상중학교에서 과학을 가르치는 교사이자 과학에 관한 이야기를 쉽게 재미있게 전하는 저널리스트다. EBS 스타강사특강 《문화 속에서 과학 찾기》 강연을 진행하는 등 과학 대중화를 위한 다양한 활동을 활발히 이어 가고 있다. 미래창조과학부와 한국과학창의재단이 수여하는 ‘2013년 올해의 과학교사상’을 수상했다. 저서로 《과학교사 최원석의 과학은 놀이다》, 《영화로 새로 쓴 화학 교과서》, 《광고 속에 숨어 있는 과학》, 《영화 속에 과학이 쏙쏙!!》 등이 있으며, 《과학교사 최원석의 과학은 놀이다》를 비롯한 여러 저서가 한국과학창의재단의 우수과학도서로 선정됐다.

▣ 주요 목차

머리말: 소리 없이 세상을 만들어 온 화학 8

1 세상의 시작: 세상은 화학물질로 되어 있다
모든 것의 기원, 빅뱅 17
아톰으로 만든 ‘아톰’ 21
이야기톡: 마법사의 돌은 과연 무엇일까? 26
원자, 볼 수 없었던 속을 보다 30
원자와 분자 그리고 이온 33
이야기톡: 옥토퍼스가 노린 물질의 정체는? 36

2 문명의 탄생: 화학 없이는 문명도 없다
프로메테우스의 선물 45
금속의 시대가 시작되다 48
이야기톡: 도시의 연금술사 박테리아 53
단언컨대 가장 완벽한 물질은? 56
모래로 만든 컴퓨터 60
이야기톡: 옥타브와 주기율표 64

3 생명의 고리: 살아가려면 화학물질이 필요하다
천연요법은 안전하다? 71
발암물질에 대한 불편한 진실 75
이야기톡: 딜레이니 조항의 망령 80
커피 한 잔의 과학 83
헐크 같은 산소 87
이야기톡: 비만은 무조건 해로울까? 93

4 아름다운 화학: 아름다움은 화학에서 나온다
명작을 탄생시킨 화학 101
역사에 숨결을 불어넣다 105
이야기톡: 색으로 탄생한 화학 산업 110
탐욕이 부른 비극 113
황금은 만능이다? 117
이야기톡: 보석이 병을 치료한다고?

5 위험한 화학: 화학은 때로 위험하다
전쟁의 양상을 바꾼 화학 129
한 손엔 빵, 한 손엔 독가스 131
이야기톡: 범인 잡는 과학 수사 135
이산화탄소는 과연 악의 가스인가? 139
쓰레기가 가져온 환경 재앙 142
이야기톡: 박물관 안으로 들어간 석탑 148

6 인간과 자연의 수호자: 화학 없이는 자연을 지킬 수 없다
생명을 살리는 소중한 방사선 153
수명 연장의 꿈 158
이야기톡: 나만을 위한 맞춤 알약 163
상처엔 홍합을 바르세요 166
미래를 향해 달리는 연료전지 차 170
녹색 식물에게서 배운다 176
이야기톡: 제로에너지 하우스 182

참고 문헌 185
이미지 출처 187
교과연계 190