장난꾸러기 돼지들의 화학피크닉 - 화학의 67가지 매혹적인 비밀 -

기초 화학부터 일상 화학까지
 화학에 대한 잘못된 선입견을 깨고 올바른 관점을 제시하다

‘화학’이라는 단어를 생각해보자. 무엇이 떠오르는가? ‘어렵다? 지루하다? 위험하다? 오염시킨다? 암을 유발한다? 폭발한다? 냄새가 지독하다?’ 대부분의 사람들이 화학에 대해 막연히 가지고 있는 생각들이며 화학을 반드시 배워야 한다고 생각하지도 않는다. 안타깝게도 한때 이 책의 저자인 조 슈워츠 박사 또한 그렇게 생각했었다. 하지만 열 살 때, 우연히 화학을 이용한 마술쇼를 보게 된 이후로 그의 인생은 변했고, 화학이 이 세상의 모든 일과 밀접하게 연관되어 있다는 사실을 깨닫게 된다. 커피를 끓이는 것, 요리하는 것, 약을 먹는 것, 몸을 씻는 것, 음식을 먹는 것 등 일상의 모든 것이 화학이고, 화학을 제대로 이해하지 못하고는 삶을 올바로 살아갈 수 없다는 결론에까지 이르게 된다.
또한, 우리는 매 순간 화학 지식이 필요하다. 어떤 치약, 어떤 샴푸, 어떤 세정제를 써야 할지 또 어떤 비타민제를 복용해야 할지 등을 선택해야 한다. 그러므로 우리는 화학을 두려워할 것이 아니라 배워야 한다.

화학은 위험하다?
이 책에서 저자는 화학물질은 그 자체로 좋다거나 나쁘다고 판단할 수 없으며, 화학을 어떻게 사용할지는 우리에게 달려있다고 주장한다. 이는 화학물질 자체에 선악의 요소가 존재하기보다는 사용하는 사람에 의해 선악의 결과가 발생한다는 사실을 보여준다. 또한, 우리가 화학이나 화학물질을 단순히 부정적인 시선으로 바라보아서는 안 될 뿐만 아니라, 자연물질과의 비교에서 일방적으로 선악의 이분법적인 잣대를 적용해서도 안 된다는 것을 의미한다. 화학을 일방적인 선 긋기로 재단해서는 안 되며, 화학의 이중적인 면을 정확하게 이해하는 것이 중요하다는 저자의 생각은 다음과 같은 언급에서 잘 나타난다.

“화합물 중에는 독소를 포함하고 있으면서도 치료제로 쓰이는 경우가 있다. 암모니아는 폭탄이나 비료의 재료로 쓰일 수 있는 질산암모늄을 만드는 데 사용된다. 염소는 독가스로 쓰이기도 하지만 물 살균제로도 쓰여 매년 수백만 명의 장티푸스, 콜레라, 디프테리아 환자들의 목숨을 구하고 있다.” (15~16쪽)

우리가 생각하는 과학자의 모습은 어떠한가?
우리가 자주 접하는 대중매체에 등장하는 전형적인 과학자의 모습은 어떤 것일까? 대부분의 사람들이 이기적이고 과학 실험밖에 모르는, 일반적인 대화가 불가능한 과학자의 모습을 그릴 것이다. 이러한 정형화된 과학자의 이미지는 어쩌면 책 《프랑켄슈타인》을 쓴 메리 셸리(Mary Shelley)가 우연히 만들어냈을지도 모른다고 저자는 말한다.
메리 셸리는 《프랑켄슈타인》에서 무모한 과학이 어떤 결과를 초래하는지 보여주며, 자연에 도전하면 예상치 못한 무시무시한 복수를 당한다는 점을 우리한테 상기시킨다. 프랑켄슈타인을 창조한 빅터 프랑켄슈타인은 다음과 같은 말로 몇 세대에 걸친 독자들을 공포에 떨게 할 이야기를 한다. “나는 주변에서 생명의 도구들을 모았다. 그다음 그 활기 없는 사물에 존재의 어떤 강렬한 기운을 불어넣어 내 발아래 놓았다.”
메리 셸리는 어떻게 생명 창조에 관한 그렇게 어둡고 괴기스러운 이야기를 쓸 수 있었던 것일까? 책은 실생활의 경험을 바탕으로 쓰여지는 경우가 많다. 그녀는 ‘전기요법’에 대한 대중 실험을 보고 충격을 받았다고 한다. 전기요법은 루이지 갈바니(Luigi Galvani)가 금속 도구를 이용해 절단된 개구리 다리를 떨게 만든 실험을 통해 발견되었고, 이 실험을 보고 메리 셸리는 매우 큰 충격을 받았다고 한다. 거기에 더해 독일 여행 중 방문한 프랑켄슈타인 성의 주인이자 연금술사인 요한 콘레드 디펠 이야기를 인상 깊게 듣게 되면서 명작 《프랑켄슈타인》이 탄생하게 되었고, 이 소설을 기점으로 과학자들의 이미지가 와전되게 된 계기가 되었다고 저자는 주장한다.

노벨 화학상 수상자들이
 인정한 화학 교양서

 교양과학에 대한 관심이 고조되면서 지금까지 여러 화학 교양서들이 출간되었지만, 대부분 우리가 화학 수업시간에 배운 내용들을 좀 더 쉽게 설명하거나 화학에 관련된 사실들을 흥미 위주로 구성한 정도였다. 그러나 이 책은 딱딱하고 이론적인 형태로만 존재한다고 여기던 화학이 사실은 일상생활 속 우리 주변에 다양한 형태로 존재하고 있다는 사실을 잘 보여주고 있다. 이 책은 어렵고, 지루하고, 위험한 것으로 인식되어 온 화학에 대해 제대로 된 시각을 갖게 하며 저자가 보여주는 이러한 화학 상식들은 여러 노벨 화학상 수상자들이 극찬할 만큼, 기존의 저서들과는 차별화된 권위를 지니고 있다.

“조 슈워츠의 책을 보기 전까지는 화학이라는 재미없고 고약한 놈을 구제하기는 힘들다고 생각했는데, 이 책은 숨 쉬고 느끼는 모든 것들이 화학을 경험하는 것임을 일깨워준다. 우리가 아는 것처럼 사랑에 빠지는 것도 분명한 화학적 반응이다. 조 슈워츠는 화학적 권위로 독자들을 사로잡는다.”
─ 존 C. 폴라니 (1986년 노벨 화학상 수상자)

“슈워츠 박사는 독자들의 관심을 강하게 끄는 매우 흥미로운 책을 썼다. 이 책은 활기 있는 논리적 사고와 쉽고 정확한 방법으로 과학과 과학 현상들을 설명하고 있다.”

─ 마이클 스미스 (1993년 노벨 화학상 수상자)

생각지도 못한 화학의 재발견
 흥미로운 일상 화학 이야기

 화학으로 풀어낸 독특하고 흥미로운 이야기들을 통해 저자는 우리가 주변에서 흔히 만날 수 있는 화학적 상황에 대해 즐거운 통찰을 갖게 한다. 또한, 무겁게만 느껴지던 화학 상식들이 이 책을 통해 발랄하고 통통 튀는 지혜로 다시 태어난다.

돌 인간의 정체와 과학적 사실
 소돔과 고모라에 닥칠 무시무시한 재앙을 미리 알았던 정직한 롯과 그의 아내에 대한 성경 이야기를 아는가? 도시를 뒤덮은 최악의 화염을 피하다 호기심을 이기지 못해 돌아봤다가 그대로 돌기둥으로 변했다는 이야기를 한 번쯤 들어봤을 것이다. 사람이 돌로 변할 수 있다는 것이 과연 사실일까? 시카고 노스웨스턴대학교의 화학 교수 클로츠 박사가 <왕립의학협회지(Journal of the Royal Society of Medicine)>에서 ‘롯의 아내 이야기’가 과학적으로 해석이 가능하다는 내용의 기사를 실었다. 그는 수많은 방정식과 공식, 전문 용어를 사용해 롯의 아내가 어떻게 말 그대로 평범한 무기질이자 탄산칼슘의 한 형태인 방해석 기둥으로 변할 수 있었는지를 설명했다. 그의 주장은 이렇다.
우리는 뼈에 칼슘이 함유되어 있다는 사실은 잘 알고 있지만, 피와 조직에 칼슘이 함유되어 있다는 사실을 아는 사람은 거의 없을 것이다. 실제로 신경조직과 심장은 칼슘 없이 제 기능을 하지 못한다고 한다. 이런 신체조직(유기물질)이 탈 때는 이산화탄소가 발생하는데 소돔과 고모라가 지옥의 불길에 휩싸였을 때도 틀림없이 대량의 이산화탄소가 나왔을 것이라 예상할 수 있다. 롯의 아내가 뒤돌아보았을 때 많은 양의 이산화탄소를 들이마셨고, 이것이 조직에 즉각적인 반응을 일으켜 몸의 칼슘이 불용해성 탄산칼슘으로 변했으며, 탄산칼슘의 굳는 성질 때문에 말 그대로 돌로 변하고 만 것이라는 주장이였다. 과연 이는 사실일까?
답을 말하자면, 이는 사실이 아니다. 이런 화학적 변화로 사람의 몸이 완전히 돌로 변하는 것은 불가능하다. 생체조직에 있는 적은 분량의 칼슘으로는 설령 이산화탄소와 반응했다고 해도 몸 전체를 돌로 만들 수 없다. 클로츠 교수가 실수를 한 것일까? 여기서 재미있는 점은 클로츠 교수 역시 자신의 주장이 잘못된 것을 알고 있었다는 것이다. 그가 의도한 것은 현재 발행되는 과학 잡지가 얼마나 엉터리인지를 보여주고자 함에 있었다.
우리는 이에 대해 무엇을 배울 수 있을까? 그것은 정보를 다룰 때는 어느 정도 의심할 필요가 있다는 점이다. 엉터리 같은 주장도 그와 관련된 배경지식 없이 듣게 되면 논리적이고 설득력 있게 들릴 수 있기 때문이다. 저자는 이러한 화학의 관한 오해와 그에 따른 다양하고 재미있는 일화들을 통해 독자들에게 과학에 대한 흥미와 진실을 유도한다.

‘각광’이라는 단어의 유래와 고양이 오줌으로 불내기
‘각광(석회광, limelight)’이 어디서 유래한 말인지 생각해본 적이 있는가? 과일인 라임(lime)과는 아무 연관이 없다. 똑같이 라임으로 알려진 산화칼슘(생석회)과 관련이 있다. 덩어리 형태의 이 흰색 물질은 열을 받으면 빛이 난다. 전기가 실용화되기 전에는 석회에서 나오는 빛이 조명을 대신하기도 했다. 석회의 쓰임새가 다양하고 흥미롭기는 해도, 석회가 물을 만나 반응하여 수산화칼슘(소석회)을 만들어낼 때 어마어마한 양의 열을 발산한다는 사실을 알면 정말 놀라게 된다. 열이 너무 강해 섭씨 700도까지 올라갈 수 있기 때문이다. 그래서 뜻하지 않은 대형화재가 일어나기도 하는데, 석회에 얽힌 가장 특이한 이야기는 고양이 오줌에 관한 것이다.

“몇 년 전에 한 농부가 창고를 홀라당 태운 적이 있었다. 처음에는 화재의 원인을 도저히 알 수 없었다. 그런데 불에 타 죽은 새끼 고양이 두 마리가 석회 주머니 옆에서 발견되었다. 고양이가 석회 주머니에 소변을 봤기 때문에 불이 난 것이었다. 하필이면 석회에다 실례를 하다니……쯧쯧” (36~37쪽)

이렇듯, 저자 조 슈워츠는 대부분의 사람들이 생각지도 못했던 화학 이야기를 자신의 재치있는 언어를 통해 일상과 화학을 연결 짓는다.

과학은 진실을 찾는 과정
 올바른 화학이란 무엇인가?

과학이란 무엇일까? 저자가 말하는 과학은 진실을 찾는 과정이다. 그렇지만 과학은 반박할 수 없는 ‘사실들’을 모으는 행위가 아니라 오랜 시간 동안 자신을 바로잡는 훈련이다.
아무리 많은 연구가 선행되었다고 해도, 한 가지 작용으로 모든 결말을 예측할 수 없다. 클로로플루오로카본, 일명 CPCs로 알려진 냉각제가 소개되었을 당시, 30년 뒤에 이것이 오존층에 영향을 주리라고는 아무도 예상하지 못했듯이 말이다. 만일 무엇인가 바람직하지 않은 일이 발생했다 해도 반드시 누군가가 부주의하거나 게을렀기 때문만은 아니라며 무분별한 비판은 지양해야 한다고 저자는 말한다.
저자 조 슈워츠 박사는 과학에 대한 올바른 관점을 가지는 것의 중요성을 다시금 강조한다. 특히, ‘화학’은 부정적인 말이 아니며, 좋은 것도 나쁜 것도 아니다. 단지, 우리의 세계를 쌓아가는 일이라고 담담하지만 재치 있게 말하며 선택은 우리에게 달려 있다는 것을 재차 강조한다.

지은이 : 조 슈워츠
해박한 지식과 재치있는 글솜씨로 학계뿐 아니라 대중매체에서도 폭넓게 활동하고 있는 캐나다 화학자이다. ‘일상에서의 화학’부터 ‘식품에 관한 영양학적 논쟁’, ‘사랑의 화학작용’까지 다양한 주제를 연구하고 있다. 현재 캐나다 맥길대학교 과학과 사회연구소 소장으로 있으며, 캐나다 왕립학회가 수여하는 맥닐 상을 비롯하여 여러 상을 받았다. 또 미국인이 아닌 사람으로서는 유일하게 미국 화학회가 수여하는 그래디 스택 상the Grady-Stack Award을 받았다.

〈독이 되는 음식, 약이 되는 음식〉 〈비타민, 미네랄, 허브의 치유력〉 등과 같은 텔레비전 다큐멘터리 프로그램의 감수과 디렉팅을 맡았을 뿐 아니라 데일리 플래닛, CBC, CTV, TVO 같은 다수의 캐나다 방송에 자주 출연한다. 또 <몬트리올 가제트>에서 주간 칼럼을 연재하고 있다. 풍부한 정보와 재미있는 대중 강연으로 유명한 그는 화학을 일상에 적용하는 것과 영양학적 지식이 얼마나 중요한지를 강조하는 다수의 책을 펴냈다. 저서로는 《똑똑한 음식책》 등이 있다.

옮긴이 : 이은경
광운대학교 영어영문학과를 졸업했다. 역서로 《수학올림피아드의 천재들》 《신을 찾아나선 까마귀 조슈아》 《도대체 누구 아이디어람》 《캄비세스의 사라진 군대 1, 2》 《밤은 천 개의 눈을 가지고 있다》 《일주일이 남았다면》 《세상의 모든 사기꾼들》 등 다수가 있다.

화학의 기초 상식
· 화학, 매혹적인 마술
· 위험한 화학, 안전한 화학
· 과학자의 정체를 밝혀라

1장. 환상적인 화학

· 돌 인간의 정체
· 고양이 오줌으로 불내기
· 줄어든 땅콩 봉지의 비밀
· 전쟁을 바꾼 마구간 초석
· 셀룰로이드에게 빚진 영화와 당구공
· 청바지 화학
· 위조지폐와 전분 탈옥 사건
· 화학용품 놀이 세트
· 돼지들의 장난감
· 페놀을 둘러싼 거대한 음모
· 하늘의 범죄자 프레온 가스
· 습기 먹는 속옷
· 마술 같은 화학

2장. 맛있는 화학

· 자연산은 안전하다고?
· 치명적인 생명
· 레이더와 당근
· 애플 데이
· 완벽한 삶은 달걀 만들기
· MSG와 중화요리
· 핫도그 스캔들
· 티타임의 신비
· 러브 애플, 토마토
· 샴페인 거품 속에 숨겨진 미학
· 두뇌의 영양식, DHA
 · 감기의 특효약 닭고기 수프
· 유방암을 막아라
· 하느님의 발냄새
· 사랑의 화학물질, 초콜릿
· 오렌지 제대로 먹는 법
· 크레타인의 건강 비결

3장. 범죄 화학

· 죽음을 부른 사랑의 미약
· 버섯나라의 앨리스
· 살렘의 마녀사냥
· 치즈 수플레 살인사건
· 미친 수도승과 잠자는 개
· 영원히 죽지 않는 좀비

4장. 건강한 화학

· 질병의 화학공식
· 오후 5시의 마티니
· 검정똥 초록똥 빨강똥
· 대체의학으로 대체될까?
· 칼슘 보충제, 분필과 진주
· 고통 한 방에 날리기
· 뜻밖의 축복, 대머리
· 셀레늄 호두, 양날의 칼
· 만병통치, 인삼?
· A학점 비타민E
 · 로맨스가 분비하는 화학물질
· 고흐는 왜 자살했을까?

5장. 생활 화학

· 세제로 머리를 감는다면?
· 스컹크 냄새 죽이기
· 완벽하게 깨끗한 세탁을 원하신다면
· 어둠 속에서만 나타나는 숫자의 비밀
· 변기 세제와 표백제 부부의 공격
· 끔찍한 악취를 제거하는 법

6장. 알쏭달쏭 화학

· 사이비 과학의 최후
· 동종요법, 환상인가 해결책인가
· 살인 캔디
· 믿거나 말거나, 희한한 화학
· 넌센스? 넌센스!
· 인체의 생명 에너지
 글을 맺으며_
과학이란 무엇인가

· 위대한 오줌의 시대
· 자랑스러운 방귀
· 몸으로 연주하는 음악가
· 과학은 진실을 찾는 과정