블루의 과학 - 신비의 색, 파랑의 물리학, 화학, 생물학 이야기 -

“자연 속에서 파란색은 왜 드물까?”
푸른빛의 비밀을 찾는 과학 탐험

창백한 푸른 점, 블루 마블... 우주에서 바라본 지구는 푸른빛이 도드라진다. 푸르게 넘실거리는 바다와 파란 하늘을 보고 있자면 ‘블루’는 지구를 상징하는 색으로 뽑혀도 부족함이 없다. 그럼에도 파란색은 매우 드문 색이다. 자연 속에서 찾아보기 힘들뿐 아니라, 푸른 색소가 대중들에게 널리 쓰이는데도 오랜 시간이 걸렸다. 울트라마린은 중세시대에 금보다도 비싼 색이었다. 고대 이집트 왕의 무덤을 장식했던 이집트블루는 지금도 신비한 빛을 뽐낸다. 또한 많은 문학가와 미술가들에게 ‘블루’는 예술적 영감을 일으키는 창조의 색이었다.
《블루의 과학》은 파랑에 빠진 한 과학기자가 발로 뛰며, 푸른빛의 과학적 비밀을 하나씩 풀어가는 책이다. 파랑과 관련된 역사적 일화와 물리학, 화학, 생물학 등에 걸친 연구 성과를 짚으면서 빛과 색의 비밀을 캐낸다. 하늘과 바다가 파란 까닭, 푸른색을 내는 색소 분자의 발견과 원리, 푸른빛을 인지하는 인간 뇌의 작용, 인위적으로 파란 꽃을 피우기 위한 과학자들의 연구, 파란색 동물들이 푸르게 보이는 이유 등을 이 책에서 알 수 있다. 저자는 앉아서 책 속의 지식만을 전하지 않는다. 실험실과 연구실을 직접 찾아가 듣는 과학자들의 이야기는 파란색의 과학에 동참하는 여정을 더욱 흥미롭게 해준다.

새로운 청색의 탄생에는
어떤 비밀이 있을까?

2009년 새로운 청색이 발견됐다. 색의 이름은 ‘인민블루(YInMn Blue: 국내에서는 인망블루로 알려졌으나 인민블루가 원 발음에 가깝다)’. Y(이트륨), In(인듐), Mn(망간)으로 이루어진 이 색은 역사상 가장 파란색이었다. 예술계와 산업계는 200년 만에 발견한 이 무기화학적 색소에 비상한 관심을 보였다. 이전까지 모든 청색의 기준은 울트라마린이었다. 미켈란젤로가 시스티나 성당 천장 그림을 그릴 때 썼던 이 색은 대부분의 예술가들에게는 선망의 색이었다. 1508년도 당시의 기록에 따르면 울트라마린 30그램을 사려면 약 41g의 황금(약 12두카덴)을 지급해야 했다. 라피스 라줄리라는 희귀한 광석에서 추출해야하기 때문에 값이 비쌌다. 1824년에 이르러서야 인공 울트라마린의 제조법이 개발되었고, 대중적으로 퍼지기 시작했다.
인민 블루의 발견에도 흥미로운 이야기가 숨어 있다. 이 색을 발견한 마스 서브라매니언 박사는 고성능 컴퓨터에 쓰일 신소재 개발에 매달리고 있었다. 일산화이트륨과 일산화인듐 그리고 산화망간을 혼합해 만든 물질이 새로운 신소재가 될 것으로 기대했으나, 한없이 푸른빛을 띨 뿐이었다. 기대했던 물질은 얻지 못했지만, 우연히 발견된 인민블루는 그동안의 어떤 연구 업적보다도 대중에게 큰 화제를 불러일으켰고 산업적인 성과를 그에게 안겨줬다.
청색을 만들어내기 위한 과학자들의 노력이 항상 좋은 결말로 끝난 것은 아니다. 18세기의 프랑스 화학자 피에조르셉 마케는 베를린에서 발명된 프러시안 블루 색소를 연구 중에, 그때까지 알려지지 않았던 푸른색의 산을 발견한다. 애거시 크리스티가 작품에 가장 많이 사용한 독약이자, 유대인 대량학살의 도구로 사용됐던 물질, 바로 ‘청산’이었다. 청색을 향한 과학자들의 연구는 지금도 계속되고 있다. 기대되는 최신의 연구도 《블루의 과학》에서 찾아볼 수 있다.

동식물에서 파란색은
왜 보기 어려울까?

식물은 생존을 위해 빛 에너지를 필요로 한다. 특정한 파장의 빛만 흡수하고 여기서 흡수되지 않고 반사되는 나머지 파장의 색들이 우리 눈에 어떤 색으로 비치게 되는데, 그 나머지 색이 파랑 경우가 드문 것이다. 식물계의 모든 색소 가운데 꽃을 푸른색으로 물들일 수 있는 색소군은 단 하나로, 그게 바로 안토시아닌이다. 특히 안토시아닌의 한 종류인 델피니딘 계열의 분자가 많은 푸른 꽃을 피우게 한다. 저자는 이 델피니딘을 푸른 장미의 비밀을 풀 열쇠로 주목한다.
2004년 여름, 최초로 푸른 장미를 재배하는데 일본의 연구진이 성공한다. 2009년부터 일본 국내에 판매가 시작된 이 장미의 이름은 ‘어플로즈’였다. 저자는 산토리 연구소를 찾아가 연구진이 만든 푸른 장미를 확인한다. 하지만 장미는 그리 파랗게 보이지 않았다. 푸른 장미 연구에 몰두하고 있는 한 과학자는 지금보다 얼마나 더 파란 장미를 만들 수 있을지 현재로서는 이야기하기 어렵다고 말한다.
동물의 파란색은 어떨까? 저자는 파란색을 띠는 동물에게서 어떤 비밀을 알아냈을까? 식물의 푸른색과 동물의 푸른색은 어떤 차이가 있을까? 일반적으로 꽃은 색소를 지니고 있어 가시광선의 일부분을 흡수하고 나머지를 반사한다. 그에 반해 새와 물고기, 나비 등에게서 보이는 푸른 계열의 색깔들은 대부분 미세한 표면 조직의 광선을 꺾거나 구부리거나 분산시킴으로써 나타난다. 저자는 이를 이해시키기 위해 비눗방울의 예를 들어 설명한다.
땅 속의 파란 광물에서 시작해 파란색을 얻으려는 인간의 집착, 지금까지의 과학으로도 만들기 힘든 파란 장미의 특별함, 그리고 동물의 푸른빛이 얼마나 정교한 구조에 의한 것인지를 책에서 접하다 보면 자연의 색이 얼마나 경이롭고 신비한지를 깨닫게 된다. 이 책은 파란색으로의 여행을 위한 가장 아름답고 흥미로운 안내서다.  

지은이 : 카이 쿠퍼슈미트
1983년 독일 본 출생. 본 대학교에서 분자 생물 의학을 전공하였다. 베를린 저널리즘 학교에서 교육을 받고 과학 저널리스트로 활동 중이다. 〈사이언스〉지의 기고 특파원이자 프리랜서 기자로서 〈타게스슈피겔(Tagesspiegel)〉, 〈디 차이트(Die Zeit)〉, 〈쥐트도이체 차이퉁(Süddeutsche Zeitung)〉, 〈슈투트가르터 차이퉁(Stuttgarter Zeitung)〉 등의 신문에 전염병, 식품 과학, 영양, 진화 및 과학 정책에 대한 글을 싣고 있다. 전문 분야는 전염병과 병원균 및 확산에 대한 것으로 전 세계를 다니며 라이베리아의 대규모 에볼라 발생, 한국의 메르스, 브라질의 나병에 대한 기사를 썼다. 2018년에는 이와 관련한 주제를 다룬 책 《전염병(Seuchen)》을 펴냈다. 박테리아의 항생제 내성에 대한 기사로 2010년 아구스(ARGUS) 저널리즘 상을 수상했고, 2012년 글락소스미스클라인(GlaxoSmithKline) 재단에서 수여하는 저널리즘 상, 2013년에는 독일 AIDS 재단의 미디어 상 등을 받았다.

옮긴이 : 문항심
이화여자대학교 도서관학과를 졸업하고 독일 베를린 홈볼트 대학에서 마기스터 학위를 받았다. 베를린 자유대학 도서관과 홈볼트대학 도서관에서 근무했으며 현재 독일에 거주하면서 독일문학을 우리말로 번역하고 있다. 옮긴 책으로는 《그것이 어떻게 빛나는지》 등 소설 여럿과 《삶의 격》 《자기 결정》 《자유의 기술》 《페터 비에리의 교양 수업》 《인간의 발명》 등의 인문서와 교양서를 우리말로 옮겼다.

파랑은 과학이다

 땅에서 나는 파랑
 시각의 동물
 수레국화꽃의 비밀
 색과 언어의 세계
 동물의 푸른빛

 여기 푸름이 있었다

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