책소개
과학자가 독자들에게 자신의 과학 이야기를 설명하는 형식으로 구성한 「과학자가 들려주는 과학 이야기」 시리즈 제10권 『돌턴이 들려주는 원자 이야기』. 지적 호기심을 자극하는 흥미로운 실험과 이를 설명하는 이론들을 초등학생 및 중학생들이 이해할 수 있도록 쉬우면서도 논리적으로 설명한 책...
돌턴은 엄청 오래 전 영국 과학자였다. 원자설을 제기한 것이 가장 알려져 있는 업적인데 입자 개념을 떠나서 기체나 여러 현상에 많은 관심도 갖고 실험도 했다. 그의 업적 중에서 공식으로도 잘 알려져 있는 예전에는 화학2에서 배웠는데 부분압력의 법칙이라는 것이 기억이 났다.
사실 입자를 떠나서 당시 실험 과학자들이 기체를 잘 다루었다는 점, 그것도 정량에 매우 공을 들이고 정밀하게 잘 실험을 했다는 점이 지금 관점에서 보면 신기하다. 라부아지에가 애초에 질량 보존 법칙을 알아낸 것도 신기한 것이다. 물론 완전히 기체 반응의 본질이 정립되기 위해서는 플로지스톤도 폐기하고 시간이 더 걸리긴 한다.
원자는 이제는 과학을 공부한 사람에게는 너무 익숙한 개념인데 사실 너무나도 작은 입자였다. 내가 간과하고 있었다. 당연히 눈에 안 보이고 1cm를 천만 분의 1로 나눈 것이 원자 입자의 크기일 정도로 매우 미세하다. 기본 입자라고 불릴 만큼 작은 것도 이해가 되기는 한다. 원자에는 여러 입자가 또 있다.
이 책을 처음 보고 특히 앞부분에서 예전 사람들은 정말 명석했다는 걸 알게 됐다. 어떻게 눈에 보이지 않는 입자들에 대해서 고민할 생각을 했는지 나 같은 평범한 사람은 도저히 범접할 수 없는 사고관을 갖고 있는 거 같았다. 돌턴은 원자론, 원자설을 제시한 사람이다. 원자라는 개념을 사실상 먼저 제시한 선구자인 셈이다.
하지만 그의 모델도 계속해서 변화를 거듭해 나갔다. 그는 일찍 원자설을 화두로 내세우고 나중에 원자에 대해 집착한 학자들, 특히 20세기 초 물리학자들에 의해서 진짜 원자의 모습을 천천히 깨닫게 되었다. 처음에 돌턴은 원자 안에 그냥 빈 공간인 것처럼 모형을 제시해 놓았다.
톰슨은 전자가 있는 것, 러더퍼드는 가운데 플러스 양성자의 존재를 인식했고 보어는 굉장히 오비탈 쪽에 근접한 궤도 형태의 모델을 제시했다고 한다.
원자는 눈에 보이지가 않는다. 어마어마하게 작은데 어떤 물질이든 현존하는 물질은 원자라는 것으로 구성이 되어 있다. 돌턴은 원자에 대해서 발견한 것도 아니고 그저 가설을 제시해서 역사에 이름을 남긴 사람이었다. 상당히 중요한 이론이었고 나중에 깨진 것도 있지만 기본 입자라는 개념을 근대에 다시 꺼내면서 중요한 화두를 던졌다.
책은 종이로 되어있고 종이는 셀룰로오스라는 분자로 이루어져 있다고 한다. 물질을 계속 쪼개나가면 원자라는 입자를 만나게 된다고 한다. 옛날 사람들은 세상을 채우고 있는 물질들이 도대체 무엇으로 만들어졌는지 알아내려고 노력해 왔다고 한다. 다만 추측컨대 당시는 현미경도 없고 과학 기술이 발전하지 못했기 때문에 그저 철학적인 사상으로 남을 수밖에 없었다고 생각한다.