인류 역사를 바꾼 과학 고전 35

“클레오파트라의 코가 조금만 낮았어도 세계사는 크게 바뀌었을 것이다”라는 말이 있다. 과학사에도 ‘클레오파트라의 코’와 같은 역할을 한 책들이 있다. 역사에 이 책들이 등장하지 않았다면 인류는 아직 중세시대의 생활상에서 벗어나지 못했을지도 모른다. 뉴턴도 말했다. “만약 내가 좀 더 멀리 볼 수 있다고 한다면 그것은 거인의 어깨 위에 서 있기 때문이다.” 거인의 어깨는 과거에 나온 혁명적이었던 과학책들을 일컫는다. 《불멸의 과학책》은 이처럼 과학사를 넘어 인류사의 흐름을 바꾼 위대한 과학자와 그들의 명저를 소개한다. 저자, 고야마 게이타는 와세다대학교에서 응용물리학을 전공하고 사회과학부 교수로 있었던 독특한 이력을 바탕으로 평생 물리학과 인문학이란 두 세계를 넘나드는 삶을 살았다. 문과 학생들에게 과학의 재미를 어떻게 전해줄지 고민하다 인문학적 성격이 있는 과학사를 중심으로 강의를 꾸렸고 저자 역시 과학사와 과학사의 주요 지점에 박힌 과학 고전의 매력에 푹 빠지게 되었다고 한다. 저자는 과학 고전의 매력을 이렇게 말한다. 과학을 이해하는 데 처음 이론을 소개한 원서를 꼭 알 필요는 없지만 교과서와 원서 사이에는 본질적인 차이가 있다고 말이다. 과학사라는 도도한 흐름 안에서 과학적 발견이 어디에 위치해 있는지를 알고, 과학자가 어떤 환경 속에서 유레카를 외쳤는지 살펴보면서 과학을 입체적으로 이해할 수 있는 힘이 과학 고전만이 줄 수 있는 매력일 것이다. 저자는 유려하고 위트 넘치는 문체로 누구나 한 번쯤 들어봤을 과학 고전을 짧고 경쾌하게 정리한다. 《천체의 회전에 관하여》, 《프린키피아》, 《종의 기원》, 《양초 한 자루에 담긴 화학 이야기》, 《X선에서 쿼크까지》, 《이중나선》, 《원더풀 라이프》 등을 살펴보며 인류사에 한 획을 그은 책에 얽힌 역사와 그 뒤에 가려진 과학자들의 인간다운 일면도 엿볼 수 있다. 이 책을 덮고 나면 과학사라는 은하수 안에서 과학책들이 별처럼 빛나는 상상이 든다. 과학이 친근한 독자부터 과학이 아직은 낯선 인문학 독자까지, 모두를 아우를 수 있는 과학 명저의 세계로 안내한다.

들어가는 말 | 과학사와의 운명적인 만남

1장 우주와 빛과 혁명의 시작: 16~17세기

과학혁명이란 무엇인가 《근대과학의 기원》
지구는 우주의 중심이 아니다 《천체의 회전에 관하여》
코페르니쿠스를 옹호한 최초의 출판물 《우주의 신비》
육안 너머의 우주를 보다 《별세계의 보고》
우주의 법칙에 관한 대화 《천문대화》, 《신과학대화》
운동이 본질이다 《철학의 원리》
빛은 파동이다 《빛에 관한 논고》
근대 역학의 완성 《프린키피아》
[칼럼] 로버트 훅 《미크로그라피아》

2장 프리즘과 전기와 기술의 발전: 18세기

빛은 입자이다 《광학》
뉴턴의 사상을 세상에 알리다 《철학서간》
인간은 자동기계이다 《인간기계론》
비웃음을 샀던 번개 실험 《프랭클린 자서전》
연금술에서 화학으로 《화학원론》
열은 운동이다 《마찰에 의한 열 발생의 탐구》
[칼럼] 뉴턴의 사과

3장 신과 악마와 에너지: 19세기

과학은 전지전능한가 《확률에 대한 철학적 시론》, 《자연인식의 한계에 대하여》
열역학의 토대를 마련하다 《열의 동력에 관한 고찰》
신비와의 결별, 진화론 《비글호 항해기》, 《종의 기원》
크리스마스의 과학자 《힘과 물질》, 《양초 한 자루에 담긴 화학 이야기》
빛은 전자파이다 《에테르》
[칼럼] 또 하나의 악마

4장 미크로와 시공과 우주론: 20세기 전반

미시 세계로의 탐험 《X선에서 쿼크까지》
빛의 속도는 불변한다 《운동하는 물체의 전기역학에 대하여》
원자의 존재를 증명하다 《원자》
우주는 팽창한다 《성운의 왕국》
날조된 과학의 민낯 《산파개구리의 사례》
[칼럼] 도모나가 신이치로 〈광자 재판〉

5장 유전자와 고생물학과 인류의 진화: 20세기 후반

DNA 구조를 밝힌 욕망 《이중나선》, 《로잘린드 프랭클린과 DNA》
공룡은 왜 멸종했는가 《백악기에 밤이 오다》
최초의 인류에 대한 진실과 거짓 《필트다운: 과학사기극》, 《최초의 인간 루시》
우연이 진화를 지배한다 《원더풀 라이프》, 《풀 하우스》
[칼럼] 네안데르탈인과 현생인류

연구생활을 하면서 만난 인상 깊었던 몇 권의 책을 소개해 사람들, 특히 젊은 사람들에게 학문의 재미와 즐거움을 전하고 싶은 마음에 이 책을 집필했다. 이를 통해 사람들이 과학사에도 관심을 가졌으면 좋겠다. ‘학문은 즐거운 것’이라는 게 오래전부터 나의 지론이었다. 이 말이 뜻하는 바를 이 책을 통해 조금이라도 느낄 수 있기를 바란다.
- ‘들어가는 말’ 중에서고대 그리스의 대표 철학자이자 ‘만학의 아버지’라 불린 아리스토텔레스의 자연학, 그중에서도 특히 운동론은 17세기 전반까지 오랜 세월 지배적인 영향력을 유지했다. 그러나 과학혁명은 이러한 권위를 무너뜨리고 사람들에게 완전히 새로운 자연관을 심어주었다. 따라서 그 변혁의 의의는 르네상스나 종교개혁을 능가한다.
- ‘《근대과학의 기원》과학혁명이란 무엇인가’ 중에서뉴턴은 수사법이 아니라 신이 우주에 실체적 존재로 널리 존재한다는 점을 명확히 밝히고 있다. 항성이 중력으로 인해 서로 충돌하지 않도록 신이 미리 항성들 사이에 아득히 넓은 거리를 두었다고 쓴 것이다. 하지만 중력은 거리의 제곱에 반비례하여 약해지긴 해도 0이 되거나 작용 자체가 완전히 사라지지는 않는다. 따라서 항성 사이의 거리를 아무리 멀리 띄우더라도 양자는 서로 끌어당기다 언젠가는(그야말로 아득히 오랜 시간이 지난 후이겠지만) 충돌하게 된다. 역학에 따라 그렇게 되리라는 점을 뉴턴은 당연히 알고 있었을 것이다. 그 사실을 예상했기에, 우주를 파괴하지 않고 영원히 안정적으로 유지하기 위해서는 중력을 뛰어넘는 신의 존재와 지배가 필요하다고 생각했을 것이다.
- ‘《프린키피아》 근대 역학의 완성’ 중에서1859년 다윈이 ‘신비 중의 신비인 종의 기원에 광명을 비춰준다’라고 선언한 책이 출간되면서, 이를 기점으로 생물학도 근대과학의 한 분야로서 첫걸음을 내딛게 되었다. 모두 ‘신비와의 결별’이 키워드였다. 다만 언제나 그렇듯이 신비는 하루아침에 사라지지 않았다.
- ‘《비글호 항해기》《종의 기원》 신비와의 결별, 진화론’ 중에서뉴턴이 말한 ‘거인의 어깨’는 차곡차곡 쌓인 선배들의 업적이 있었기에 자신이 그 위에 서서 새로운 진리를 밝혀낼 수 있었다는 의미이다. 그렇게 밝혀낸 새로운 진리는 다시 또 거인의 어깨의 일부가 되고, 그 위에 서게 될 다음 세대는 더 높은 곳에서 더 먼 곳을 바라볼 수 있게 된다. 그것이 바로 ‘과학의 진보’이다.
- ‘《성운의 왕국》 우주는 팽창한다’ 중에서이 책에서 가장 인상적인 부분은 바로 과학자들의 마음속에 숨겨진(왓슨의 경우는 숨김없이 다 드러냈지만) 자기현시욕이다. 일반인들은 흔히 ‘과학 연구’라고 하면 순수하게 진리를 탐구하는 것에 몰두하는 냉철하고 초연한 행위를 떠올리기 쉬운데, 《이중나선》은 그런 순진한 생각을 완전히 산산조각 내버린다. 당연한 말이지만, 왓슨의 회상록은 과학 역시 ‘학계와 사회에서 인정받고 싶은 자기현시욕으로 가득 찬 평범한 인간이 하는 행위’라는 점을 보여준다.
- ‘《이중나선》《로잘린드 프랭클린과 DNA》 DNA 구조를 밝힌 욕망’ 중에서

세상의 전환점에는 언제나 과학책이 있었다1543년, 권위에 맞서 과학적 태도를 지향한 코페르니쿠스의 《천체의 회전에 관하여》
1687년, 근대 역학을 완성한 뉴턴의 《프린키피아》
1859년, 신비와 결별하고 진화론의 장을 연 다윈의 《종의 기원》
1905년, 물리학의 패러다임을 바꾼 아인슈타인의 《운동하는 물체의 전기역학에 대하여》
1968년, DNA의 비밀을 밝힌 왓슨의 《이중나선》불후의 명저로 짚어보는, 세상에서 가장 짧은 과학의 역사!과학혁명의 시작은 미의 조화를 위해서였다?
“신이 만들어낸 우주는 위대하고 아름다우며 조화로운 신비를 간직하고 있음에 틀림없다.”
아이러니하게도 과학혁명은 아름다움을 향한 열망에서 시작되었다. 지구를 우주의 중심에 두는 천동설에 따라 천체의 움직임을 계산하는 것은 복잡한 기하학 연습문제집과 같았다. 코페르니쿠스는 모든 천체가 태양을 중심으로 돌고 있다고 가정하면 도식이 간결해져 미와 조화가 이뤄지고 이것이 바로 진리라 생각했다. 과학혁명의 시작을 알린 코페르니쿠스의 《천체의 회전에 관하여》는 당시 주창자의 심미안에 따른 주관의 산물이었던 것이다.
이후 갈릴레이 갈릴레오의 《별세계의 보고》는 중세의 우주관을 깨부수며 현상을 직접 관찰해 보편적 원리를 추출해내는 과학의 기본 법칙을 세웠다. 이는 정지가 본래의 상태가 아니라 운동이 본질이라는 데카르트의 《철학의 원리》와 뉴턴의 《프린키피아》로 이어져 근대 역학이 확립된다. 그러나 16~18세기까지 아직 신의 영향은 짙게 남아 있었다. 역학만능사상에 푹 빠진 ‘라플라스의 악마’가 등장하다
19세기에는 지금 고등학생을 괴롭히는 미적분학이 눈부시게 발전한다. 이를 바탕으로 대단한 능력을 지닌 ‘지적인 존재(라플라스의 악마)’가 우주의 모든 현상을 과거부터 미래까지 전부 꿰뚫어 볼 것이라는 전지전능한 자신감이 뿜어져 나온다. 이를 논한 책이 라플라스의 《확률에 대한 철학적 시론》과 레몽의 《자연인식의 한계에 대하여》다. 또한 신비와의 완전한 결별을 선언하는 다윈의 진화론을 담은 《비글호 항해기》와 《종의 기원》도 이 시기에 등장한다. 저자가 만약 당시에 노벨상이 있었다면 여섯 번은 받았을 거라고 극찬한 패러데이의 《힘과 물질》, 《양초 한 자루에 담긴 화학 이야기》 역시 과학의 놀라운 발전을 보여주는 이정표이자 과학 대중화를 선도한 불멸의 과학책이다. 미시 세계 탐험부터 우주 팽창까지,
DNA 발견을 넘어 공룡 멸종으로, 과학은 끊임없이 진보한다
20세기 들어 과학은 차원을 다양화하기 시작한다. 물리학 분야에서는 전자, 원자 등 미시적 대상을 기술하는 완전히 새로운 탐험인 세그레의 《X선에서 쿼크까지》에서부터, 뉴턴역학을 넘어 물리학의 패러다임을 바꾼 아인슈타인의 《운동하는 물체의 전기역학에 대하여》가 과학사에 등장한다. 허블의 《성운의 왕국》과 인간 DNA의 비밀을 밝혀내는 과정을 그려낸 《이중나선》, 《로잘린드 프랭클린과 DNA》를 통해 과학혁명이 천문학, 생물학으로까지 퍼져나간 것을 알 수 있다. 《백악기에 밤이 오다》는 공룡이 갑자기 멸종한 원인을 파헤치며 최초의 인류에 대한 진실과 거짓을 다룬 《필트다운: 과학사기극》, 《최초의 인간 루시》는 과학을 다루는 자들의 민낯을 생생하게 드러낸다.
지난 40년 동안 인상 깊었던 과학고전을 소개해 사람들, 특히 젊은 사람들에게 학문의 재미와 즐거움을 전하고 싶다는 저자의 바람처럼, 이 책이 인류 역사를 바라보는 새로운 즐거움을 줄 수 있길 바란다.