인간과 사회, 대자연을 담은 원소의 드라마

이 책은 ‘시민 과학자’를 자처하며 반핵 운동에 헌신했던 다카기 진자부로 선생님이 십대를 위해 쓴 ‘원소 이야기’이다. 저자는 세계를 구성하는 가장 기본 물질인 원소에는 우주 탄생과 소멸의 드라마부터 인간이 초래한 다양한 비극까지 무한한 이야기가 담겨 있다며, 단지 화학의 세계가 아니라 인간과 자연의 공존 방식과 사회가 나아갈 방향을 담은 이야기를 이 책에서 들려준다.

진자부로 선생은 원자핵공학자로 일하다가 그 위험성을 깨닫고 연구소를 나와 ‘원자력자료정보실’을 운영하는 등 반핵 활동에 헌신하여 대안 노벨상이라 불리는 ‘바른 생활상’을 받았다. 십대를 위해 쓴 이 책에서는 마치 할아버지가 손주에게 말하듯 친절하게, 직관적이고 생생한 비유를 동원하여 원소를 설명해 준다. 빅뱅에서 양성자 상태로 수소가 나타났고 우주의 온도가 내려가 양성자와 전자가 손잡게 되자 최초의 원소 수소가 태어났으며, 원자가가 4로 다른 원소와 안정적으로 결합하여 수백만 화합물을 만들어 생명체에 이용되므로 탄소는 유기계의 왕이라는 식이다. 여름 밤하늘을 수놓는 불꽃놀이에서 붉은색을 내는 원소가 스트론튬이고, 지상에서는 매우 희귀하지만 우주에서는 많아서 공룡이 멸종된 시기의 암석에 이리듐이 많이 검출된 것으로 소행성 충돌설이 증명되었다는 등 다소 낯선 원소들도 기억하기 쉽게 설명해 준다.

또한 엠페도클레스와 아리스토텔레스를 거쳐 라부아지에까지 원소의 개념이 발전해 온 역사와 활약한 화학자의 성공과 좌절 이야기, 원자의 구조와 전자의 궤도, 동소체와 클라크수 등 원소와 관련된 최신 이론에 대한 설명도 쉽고 알차다. 이타이이타이병과 체르노빌 핵발전소 사고, 지구 온난화 등 중대한 과제 앞에 과학이 자연과 미래 세대를 위해 어떤 역할을 해야 하는지 고민해야 한다는 문제제기는 매우 중요하고 절박하게 다가온다. 십대와 성인을 위한 새로운 과학 교양 ‘너머학교 과학교실 시리즈’의 두 번째 책이다.


미래 세대와 사회를 위한 과학을 주창했던 다카기 진자부로

진자부로 선생은 도쿄대학교에서 핵화학을 전공하고 원자핵연구소에서 일하다가 인공 방사능이 너무 많이 검출된다는 데 크게 충격을 받고 대학을 그만 두었다. 그 뒤 일본과 세계를 누비며 반핵 운동에 앞장서는 한편 1975년에 ‘원자력자료정보실’을 만들고 유일한 무급 상근자로 일하며 정부보다 더 신뢰받도록 이 자료실을 키웠다.

1997년에는 대안노벨상으로 불리는 ‘바른 생활상’(독일계 스웨덴인 우표수집가 야코프 폰 윅스쿨이 제정한 인권과 환경보호 및 삶의 질을 향상시키는 데 기여한 공로자들에게 주는 상)을 받았다. 이때 암에 걸려 투병 중이던 선생은 안타깝게도 이른 나이에 세상을 떠나고 말았다.

진자부로 선생은 과학, 과학자의 역할을 깊이 고민하며 “‘시민의 과학’이 해야 할 일은 ‘미래에 대한 희망’에 바탕을 둔 과학의 방향을 탐색하는 데 있다. 지구의 미래가 보이지 않게 된 현실에 맞서, 미래로 통하는 길을 제시함으로써 사람들에게 희망을 주는 것이다.(『시민과학자로 살다』 중에서)”라는 지론을 폈다. 사회 문제를 고민하고 참여하는 과학자를 키우는 ‘다카기 학교’를 만들고 반핵 활동가들을 위한 ‘다카기 진자부로 시민과학기금’을 남기기도 했다. 십대를 위해 원소의 이모저모를 들려주는 이 책을 쓴 것도 이런 문제의식의 연장이었다고 할 수 있을 것이다. 근대 화학이 발전하면서 일으킨 이타이이타이병이나 도로쿠 광산 비소 중독, 체르노빌 사고 등을 자세히 설명하고, 특히 최근에 인공적으로 만들어진 원소들은 핵분열, 핵발전과 불가분의 관계로 그 위험성을 심각하다며 십대 독자들에게 과학이 어떠해야 하는지를 생각해 보라고 반복해서 말하고 있다.

결코 단순한 ‘화학의 세계’가 아니라 우리를 둘러싼 대자연과 인간 사회에 얽힌 거대한 세계로, 이 작은 책 안에도 인간과 자연의 공존 방식, 사회가 나아갈 방향 등을 생각하게 만드는 많은 시사점이 포함되어 있다고 생각합니다. (들어가는 글 중에서)

원래 알루미늄은 ‘세포 독성’이나 ‘신경 독성’이 있는 것으로 알려져서, 지표면에 있을 때는 문제가 없지만 몸에 들어가면 문제가 되는 원소야. 최근에는 산성비 때문에 안정적으로 존재했던 지표면의 알루미늄 이온이 녹아 나오는 일도 늘고 있어. 그것이 알츠하이머병 등의 원인이 됐을 거라고도 생각해 볼 수도 있겠지. 여기서도 ‘근대 화학’가 인간의 건강 혹은 환경 사이의 대립을 볼 수 있어. 이런 대립을 해결하는 일이 진정한 과학(화학)이 추구해야 할 바라고 생각해. (45쪽 중에서)


원소의 성질과 주요 화학 물리 이론을 쉽고 흥미롭게 설명하다

『시민과학자 다카기 진자부로 선생님의 원소 이야기』에서 진자부로 선생은 마치 할아버지가 손주에게 들려주듯 친절하고 쉽고 흥미롭게 원소를 설명해 준다. 각각의 원소가 존재하는 비율과 물질적, 화학적 특성, 원소의 이름이 생긴 유래, 발견하거나 추출해 낸 과학자와 그에 얽힌 에피소드 등 다양한 이야기가 펼쳐진다.

빅뱅과 더불어 최초의 원소 수소가 나타났고 질소는 생체 물질에 꼭 필요하며 ‘질소 고정’을 통해 생명 순환의 고리가 되며, 클레오파트라의 아이섀도의 원료는 안티모니, 브롬은 배우나 가수들의 브로마이드를 만드는 데 쓰이며 구리는 동전의 재료이고 핵폭탄의 원료이며 세상에서 가장 독성이 강한 플루토늄이 ‘지옥의 왕(플루토)인 원소’라는 것 등 직관적으로 떠올리고 기억하기 쉽게 해 주는 다양한 비유를 들어 설명한다.

저자는 원소가 인간 사회와 다양한 방식으로 깊은 관계를 맺고 있음을 계속 환기시켜 준다. 리튬이 배터리로 쓰이게 된 과정, 칼륨이 식물을 키우는데 사용되는 원리, 불꽃놀이의 붉은 색이 스트론튬이 낸다는 것, 네온이 네온등 불빛에 쓰이는 원리 등을 쉽게 들려준다. 동시에 오용과 남용에 대한 경고를 반복해서 들려준다. 염소가 플라스틱, 염화비닐 등 내구성이 강하고 살충력이 강해서 편리하다고 여겨 쉽게 썼으나 지금은 공포의 대상이 된 것 외에도 그런 사례는 넘쳐난다.

원소를 설명하는 본문 곳곳에는 대자연의 신비에 대한 감탄, 새로운 이론과 발견을 위한 애쓴 과학자의 노력에 대한 존경이 담겨 있기도 하다. 플루오린을 발견하기 위해 데이비나 게이뤼삭 등 많은 과학자들이 부상을 당하거나 병에 걸렸고, 거듭된 실험으로 방사능 피폭을 피하지 못했던 퀴리 부부가 발견한 원소의 폴로늄이라는 이름에 실험 때문에 조국 폴란드 독립에 헌신하지 못했던 퀴리 부인의 안타까운 마음을 담았다는 이야기도 있다. 또 로듐을 검출하기 위해 한여름에 냉방도 되지 않는 실험실에서 작은 백금 도가니에 반복해서 가열 작업을 했던 잊을 수 없는 경험은 과학 실험이 끈기의 승부라는 것을 새삼 느끼게 해 줄 것이다.


현직 과학 선생님의 감수, 일러스트와 풍부한 사진 자료

본문 사이사이에 원소를 밝혀 낸 과학적 원리와 최신 이론을 친절하게 설명하는 글(칼럼)들이 있다. 원소의 구조 - 원자핵과 전자 궤도 등을 설명하고 주기율표와 플로지스톤 등 화학이 발전한 역사도 쉽게 설명해 준다. 방사능 붕괴, 포지트론과 포지트로늄, 뮤온과 뮤오늄 등 최신 이론도 포함되어 있다. 특히 지구 온난화와 방사능, 환경 호르몬 등 우리에게 다가온 긴급한 문제들에 대해서도 설명하며 지구와 다시 관계를 맺어야 한다고 강조한다.

이 책은 1999년에 나온 개정판을 옮긴 책으로, 현직 과학교사이자 ‘신나는 과학을 만드는 사람들’ 회원인 한문정 선생이 감수를 하였다. 학생뿐 아니라 원소에 대한 호기심을 가진 많은 사람들이 즐길 수 있는 책이 이제라도 나와 다행이라고 한다.

이 이야기를 듣다 보면 원소에 대한 애정이 차곡차곡 쌓여서 화학이라는 큰 그림에 대한 이해로 이어지는 경험을 할 수 있습니다. (감수의 글 중에서)

원소의 성격을 다양한 방식으로 그린 경쾌한 색감의 일러스트와 원석과 실험 기구 사진, 각종 그래프 등 볼거리를 풍부하게 담아 이해를 돕고 독서를 즐길 수 있도록 했다.


너머학교 과학교실 시리즈 두 번째 책

‘너머학교 과학교실’ 시리즈는 과학적 지식이 점점 더 일상과 밀접해지고 과학적 관점과 사고력을 갖는 것이 시민이 알아야 하는 교양이 된 시대를 맞아 보다 쉽게, 그리고 더 넓은 관점으로 과학을 만나게 하자는 문제의식으로 기획되었다. 첫 책 『나는 곰팡이다』는 2020 행복한아침독서신문, 학교도서관저널 추천도서로 선정되어 꾸준히 읽히고 있다. 『꼭 알아야 할 화학합성물 이야기』(가제), 『싱크홀과 땅 속 세계』(가제) 등의 책들이 이어 출간될 예정이다.