원소의 이름 - 118개 원소에는 모두 이야기가 있다 -

✔ 주기율표 속 원소의 이름과 어원 속에 숨은 신비로운 이야기를 찾아서
✔ 금속의 늑대 안티모니, 도깨비의 어원에서 온 코발트, 꼬리에 꼬리를 무는 원소 이야기
✔ 신화, 종교, 기호학, 역사, 고대의 천문학과 광물학까지 아우르는, 다양한 지식이 화학 반응을 일으키는 놀라운 책

아름답고 우아한 형태로 일곱 줄의 가로줄을 완전히 채운 주기율표 속 원소들. 주기율표 속 118개 원소의 이름들은 어떻게 만들어졌을까? 주기율표는 2016년 11월 현재의 모습으로 ‘완성’되었지만, 원소 하나하나가 발견되고, 지금의 이름으로 불리게 된 사연은 그 수만큼이나 다채롭다. 원소 이름의 시작은 그리스 신화에서, 성경의 한 구절에서, 17세기 문학 속에서, 연금술 책 속에서 발견된다.
케임브리지 대학교에서 화학을 가르치는 저자 피터 워더스는, 화학자를 ‘현대의 연금술사’라 칭한다. 그만큼 화학은 과학의 어떤 분야보다 오래되었을 뿐 아니라, 미신과 과학의 경계에 있었던 학문이다. 이 책에서는 금속에 관한 고대, 중세의 기록들을 파헤쳐나가며 집요하게 원소 이름의 기원을 찾아낸다.
늑대처럼 다른 금속을 빨아들인다고 해서 ‘금속의 늑대’라고 불렸던 안티모니, 17세기 광부들에게 도깨비처럼 공포의 존재였기에 독일어 ‘도깨비’의 어원을 지닌 코발트, 찰스 디킨스가 “좋은 집안 아이들은 알루미늄 수저를 물고 태어날 것이다”라며 극찬한 금속 알루미늄, 산소의 화학적 성질이 전부 다 밝혀지지 않아, 과학적인 오류에서 명명된 산소까지. 과학적이지 않은 시대부터 시작된 금속과 원소의 이름들은 라부아지에의 프랑스 화학 명명법 개혁을 시작으로 그 신비로움에서 벗어나 비로소 근대적인 과학의 이름을 얻게 된다.
원소명의 어원을 캐는 일, 그리하여 그 원소가 발견된 시대로 되짚어가는 일은, 당시 사람들이 금속의 어떤 특성에 주목했으며, 어떤 일을 하던 사람들이 그 금속과 연관되었는지, 금속이 어떻게 사용되었는지를 찾아나가는 ‘시간 여행’과도 같다. 겉으로는 화학의 역사를 다루는 과학서이지만, 속을 들여다보면 신화, 종교, 기호학, 역사, 고대의 천문학과 광물학까지 아우르는 다양한 지식이 화학 반응을 일으키는 인문 교양서이기도 하다.
공학박사이자 작가인 곽재식은 ‘원소 이름들은 신화와 전설의 세계와 현실의 과학 세상을 이어주는 징검다리와 같다’며 추천의 글을 썼다.

원소의 이름이 보여주는 화학의 숨은 역사, 그리고 어제까지의 세계
아주 오랫동안 사람들은 원소가 7개라고 생각했다. 이 믿음은 7이 완벽한 숫자라는 그 시대의 인식을 보여주며 이는 7가지 천체와도 연관이 있다. 가장 오래된 금속이었던, 금, 은, 구리, 철, 주석은 천체의 이름과 깊은 관련이 있다. 은을 나타내는 초승달 모양의 연금술 기호가 이를 보여준다. 지난 시기 금속들의 이름은 이렇게 ‘연금술 기호’로 표기되었는데, 당시에는 ‘금’을 만드는 과정에서 금속들이 발견되고 명명된 시기라는 것을 알 수 있다.
초기의 금속들은 점성술과 천문학과 연관되어 있었으며, 신화와 미신의 세계 속 어딘가에 위치해 있었다. 원소의 이름은 이처럼 과학적이지 않은 시대에서부터 시작된다.
근대의 원소명에 가까워진 것은 18세기 후반 프랑스의 화학 명명법 개혁부터다. 많은 ‘화학자’들이 물질에 이름을 붙이는 방식에 불만을 제기했고, 라부아지에와 젊은 화학자들이 이 개혁을 주도했다. 이 개혁에서는 새로운 원소명은 그리스어와 라틴어를 사용하고, 서로 다른 현대 언어에 적용할 수 있어야 한다는 내용 등이 포함되었다. 그리고 이때 화합물을 나타내는 기호가 원소 기호의 결합으로 이루어져야 한다는 목표도 만들어졌다. 특히 이 개혁에서는 이전 화학자들이 사용하던 기호와는 다른 디자인을 사용하려고 애썼는데, 이는 원소 기호가 신화와 미신에서 벗어나는 유의미한 변곡점이 되었다. 그들은 과학을 신비한 베일로 가리고자 온갖 수단을 다 쓴 기존의 연금술 기호들을 버리고, 과학자들의 지식을 최대한 널리 알려 대중과 소통하려고 했다.
원소의 이름이 어떻게 만들어졌는지 알아보는 일은 신화와 미신과 신비의 영역이 과학으로 변해가는 과정을 읽는 것이다. 이 책의 이야기들은 화학의 역사를 말하는 동시에, 이성과 합리의 과학으로 변해가는 흥미로운 인식의 변천 과정을 보여주기도 한다.

금속의 이름에 숨은 재미있는 사연들
금속을 삶에서 가장 자주 마주하는 사람은 단연 광부였다. 근대 이전의 광부들에게 독성이 있는 광물과 유독 기체들이 가득한, 환기 장치와 제대로 된 조명 장치도 없었던 광산은 지옥과 비슷했다. 17세기 작품 속에서는 광산 속에서 만난 ‘악마’들을 묘사한 글들이 자주 발견된다. 19세기 언어학자이자 문헌학자인 그림 형제는 민담을 수집하며 ‘니켈’의 어원이 악마와 관련이 있다는 설을 유행시켰다. 광부들은 ‘구리를 닮았지만’ 구리를 추출할 수 없었던 이 광물을 ‘악마의 구리’라는 뜻의 ‘쿱퍼 니켈’이라고 불렀다. 코발트 원소 또한 독일어로 악마를 뜻하는 단어 ‘코볼트’에서 온 것으로 저자는 추측한다. 초기에 광부들은 코발트 광물이 쓸데없다고 여기고 그냥 버렸는데, 이 광물이 그들의 노동을 헛수고로 만들어 유령만큼 사기를 떨어뜨렸기 때문에 17세기 광부들 눈에는 악마 고블린처럼 보였을 것이다.
한편, 새로운 금속이 발견될 시기의 해당 시대 사람들의 인식도 엿볼 수 있다. 찰스 디킨스는 알루미늄에 대해 “좋은 집안의 아기들은 알루미늄 수저를 물고 태어날 것이다“라고 말했다. 알루미늄은 처음 발견될 당시에는 희귀하고 비싼 금속이었기에, 프랑스 황제 나폴레옹 3세는 놀랍도록 가벼운 이 금속으로 나이프와 포크를 만들어 국빈 만찬 때 쓰기도 했다. 은처럼 희고, 금처럼 변하지 않으며, 구리만큼 쉽게 녹으면서 쇠처럼 단단한 금속. 그리고 전성과 연성이 좋고 유리보다 가벼운 성질까지 지닌 알루미늄은 당시에 혁신적인 금속이었다.

H2O가 아니라 O2H였어야 했다? 과학의 한계 속에서 지어진 이름들
원소는 그 시대의 과학 지식의 한계 속에서 이름 붙여지기도 했다. ‘산소’가 그렇다. 근대 화학의 아버지 라부아지에는 산소를 oxygène이라고 했는데 이는 산oxy와 ‘나는 낳다’를 뜻하는 그리스어를 합친 말이다. 즉, ‘산을 만드는 것’이라는 의미다. 하지만 이후 산소가 다른 물질과 결합할 때 반드시 산을 만드는 것이 아니라는 오류가 있어 이 이름은 비난을 받는다. 과학이 발전하고, 산의 핵심 성분은 수소 이온이며, 따라서 수소가 모든 산의 핵심 성분이라는 사실이 밝혀졌다. 그렇다면 ‘수소’에 ‘산소’(산을 만든다)라는 이름을 붙이는 것이 이론적으로는 더 맞는 셈이다. 게다가 산소의 독특한 성질은 수소와 결합해 물을 만드는 것이므로, 수소(물을 만든다)라는 이름은 산소에 붙였어야 더 적절했을 것이다. 그랬더라면 우리는 물의 분자식을 H2O 대신에 O2H로 쓰고 있을지도 모른다.
이처럼 원소의 이름은 원소가 이름 붙여진 당시 과학 지식의 실상을 보여주기도 한다. 원소의 이름은 그 이름이 만들어진 시기, 사람들이 바라보던 물질에 대한 생각과 과학 이론의 발전을 이해할 수 있는 지표가 된다. 원소명의 어원을 밝히는 연구가 과학의 발전상을 그대로 보여주는 것이다.

원소의 이름을 캐는 집요한 탐색, 풍부한 그림과 원전
케임브리지 대학교에서 화학을 가르치며 대중에게 과학을 전달하는 데도 힘쓰는 과학자 피터 워더스. 그는 《원소의 이름》에서 주기율표 속 원소들의 이름이 어떻게 만들어졌는지, 집요하게 탐구해나간다. 그가 원소의 이름을 찾아가는 방식은 한 편의 고고학 영화 속 장면 같다. 아주 오래된 중세의 필사본을 뒤지고, 아그라콜라의 《금속에 대하여》 같은 오래된 책들을 탐구하고, 금속을 만드는 목판화를 가져와 보여주고자 한다. 책 속에는 오래된 화학 원전, 17세기의 금속을 표현한 다양한 판화 그림들, 라부아지에가 직접 그린 원소표, 신화 속에 금속이 등장하는 비유적인 그림들로 가득하다.
저자는 오래된 원전을 찾는 방식으로, 아주 오래된 화학 이야기를 시작해나간다. 화학 원소의 역사가 점성술과 천문학, 문학과 예술, 신화와 인류의 상상력이 아름답게 직조된 태피스트리처럼 눈앞에 펼쳐진다. 인류의 수많은 학문 지류가 화학 원소라는 하나의 강으로 흘러드는 놀라운 이야기 속으로 들어가 보자.  

지은이 : 피터 워더스
케임브리지 대학교 화학과에서 강사로, 그리고 세인트캐서린스 칼리지 화학과에서 교무과장으로 일하고 있다. 어린 학생과 일반 대중에게 화학 지식을 보급하는 일에 앞장서고 있으며, 2010년에는 영국 학생들을 대상으로 케임브리지 화학 챌린지 대회를 만들어 인기를 끌었다.
피터 워더스의 화학 강연은 영국뿐만 아니라 국제적으로도 유명하며, 2012년에는 왕립연구소가 주최하는 크리스마스 강연에서 ‘현대의 연금술사’라는 제목으로 강연을 했다. 동료인 제임스 킬러와 함께 출판한 《화학 반응은 왜 일어나는가》와 《화학 구조와 반응성》을 포함해 필수 화학 교양서를 여러 권 공저로 집필했다. 2014년에는 여왕 생일 기념 화학 부문 MBE 훈장을 받았다.

옮긴이 : 이충호
서울대학교 사범대학 화학과를 졸업하고, 교양 과학과 인문학 분야의 번역가로 활동하고 있습니다. 2001년 《신은 왜 우리 곁을 떠나지 않는가》로 제20회 한국과학기술도서 번역상을 받았습니다.
옮긴 책으로는 《우리 집을 찾아 줘!: 전 세계 숲 탐험》을 비롯해 《나의 탄소 발자국은 몇 kg일까》 《역사를 만든 발명의 힘》 《처음 읽는 양자물리학》 《X의 즐거움》 《진화심리학》 《사라진 스푼》 《뇌과학자들》 《잠의 사생활》 《우주의 비밀》 등이 있습니다.

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 감사의 말
 참고 문헌
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