별걸 다 재는 단위 이야기

◎ 과학이 만들어낸 인류 최고의 발명품, 단위 별걸 다 재는 단위로 과학을 종횡무진 여행한다! 인류의 지혜와 과학이 응축된 단위는 과학을 쉽고 재미있게 공부할 수 있는 가장 훌륭한 안내자이다. 미터, 킬로그램, 몰, 헤르츠, 비트, 칼로리 등의 단위를 하나씩 되짚다 보면, 과학의 뼈대가 절로 튼튼해진다. 단위에는 이 시대를 살아가는 사람이라면 누구나 알고 있어야 할 교양으로서의 과학 지식과 흥미로운 이야기가 가득 담겨 있다. 이 책은 과학이라는 큰길을 향해 직진하기보다는 과학 안팎의 작은 샛길들을 종횡무진 누빈다. 이 책이 안내하는 샛길을 따라 천천히 걷다 보면 단위를 위해 일생을 바친 과학자들의 삶은 물론, ‘열역학 제2법칙’ ‘톰슨의 원자설’ ‘아보가드로 법칙’과 같은 과학사의 전환점이 된 중요한 과학원리 등 예상치 못한 흥미로운 이야기와 만나게 된다. 또한, 20세기 문제적 음악 존 케이지의 <4분 33초>와 ‘절대온도’의 관계를 파헤쳐보고, 셰익스피어의 희극 <베니스의 상인>에 등장하는 인육 1파운드가 얼마큼인지 추리해보면서 문학, 예술, 과학의 통섭을 경험하게 된다. 과학 공부를 어디서부터 어떻게 시작해야 할지 막막하다면, 단위의 여정에 동참해보자. 바이러스부터 우주까지 세상 모든 것을 측정하기 위한 단위의 여행을 통해, 과학 공부의 엉킨 실타래가 술술 풀릴 것이다. · 미터는 프랑스혁명 때문에 생겨났다! · 마라톤 코스 42.195km는 높은 분의 갑질로 정해졌다! · 영국 왕 헨리 1세의 신체 사이즈는 어떻게 단위가 되었을까? · 수학자들이 화이트데이에 파이를 선물하는 까닭은? · 체온계는 왜 42°C까지만 잴 수 있을까? · 《오즈의 마법사》에서 도로시의 집을 날려버린 토네이도의 세기는? · 튀김 덮밥 한 그릇이면 목욕물을 데울 수 있다! · 왜 순금은 100K가 아니고 24K일까? · <토이 스토리>의 주인공 ‘버즈 라이트이어’ 이름에 들어 있는 단위는? · 돈을 물 쓰듯 쓰는 사람 vs. 돈을 석유 쓰듯 쓰는 사람, 누가 먼저 망할까? ◎ 과학이 만들어낸 인류 최고의 발명품, 단위 너무 익숙해서 의식하지 못할 뿐, 단위는 우리의 모든 일상을 함께 한다. 시간을 약속하고, 제한 속도에 맞춰 운전하고, 정해진 규격의 종이에 인쇄하고, 통화하고, 무게와 부피를 비교해 장을 보는 우리의 일상은 초(s), 미터(m), 헤르츠(Herz), 킬로그램(kg) 등 일일이 헤아릴 수 없이 많은 단위에 둘러싸여 있다. 단위 안에서의 생활은 숨 쉬듯 자연스럽다. 인류의 지혜와 과학이 응축된 단위는 과학을 쉽고 재미있게 공부할 수 있는 가장 훌륭한 안내자이다. 1789년 프랑스 혁명이 절정기에 달했던 그해, 과학계에서는 또 다른 혁명이 일어나고 있었다. 바로 ‘모든 시대, 모든 사람을 위한’ 새로운 도량형의 질서를 세우는 혁명이었다. 혁명 전 프랑스에서 사용하던 단위는 약 25만 개에 달했다. 제멋대로인 도량형은 영주들이 세금을 자의적으로 거둬들이는 수단으로 악용되었고, 그 피해는 고스란히 힘없는 평민의 몫이었다. 혁명 세력은 구체제를 타파하고 자유와 평등을 구현하는 핵심이 ‘도량형 통일’이라고 생각했다. 그 결과, 현대적 단위의 출발점이라고 할 수 있는 ‘미터’가 탄생했다. 미터라는 단위 안에는 ‘지구’가 들어 있다. 1미터는 지구 둘레를 4000만 분의 1로 나눈 값이다. 새로운 길이의 표준을 정하기 위해 많은 과학자들이 머리를 맞댄 끝에 찾아낸 것이 지구다. 지구는 어느 한 시대와 권력에 속하지 않고, 변하지 않는 인류의 공통 유산이기 때문이다. 과학자들은 혁명의 소용돌이와 전쟁이라는 위험 속으로 들어가 직접 지구의 길이를 쟀다. 그렇게 걷고 또 걸은 시간이 자그마치 6년이다. 이렇게 힘들게 기준을 구한 미터는 발전하는 과학기술을 수용하며 몇 차례 보완을 거쳐, 현재는 ‘빛의 속도’로 정의된다. 미터라는 단위가 어떻게 생겨나서 사용되는지를 살펴봄으로써 지구의 크기와 삼각측량법, 빛의 속도 등 과학 지식뿐만 아니라, ‘자유·평등·박애’라는 프랑스대혁명의 명제가 현실에서 어떻게 구현되었는가를 알게 된다. 이처럼 우리 생활 깊숙이 스며든 단위를 하나씩 되짚다 보면, 과학의 뼈대가 튼튼해질 뿐만 아니라 교양의 깊이까지 깊어진다. ◎ 단위를 알면 세상이 보인다! 금 함유량을 나타내는 ‘캐럿(Karat)’이라는 단위가 있다. 단위 기호는 ‘K’이다. 18K란 금이 24분의 18(75%)을 차지하고 나머지 24분의 6(25%)은 은이나 구리 같은 다른 금속이 섞인 것을 의미한다. 이 책에 담긴 과학지식의 함유량을 캐럿으로 표시하면, 18K다. 나머지 6K는 과학, 역사, 문화, 사회, 예술, 경제, 사람 이야기다. 이 책은 과학이라는 큰길을 향해 직진하기보다는 과학 안팎의 작은 샛길들을 종횡무진 누빈다. 이 책이 안내하는 샛길을 따라 천천히 걷다 보면 단위를 위해 일생을 바친 과학자들의 삶은 물론, ‘열역학 제2법칙’ ‘톰슨의 원자설’ ‘아보가드로 법칙’과 같은 과학사의 전환점이 된 중요한 과학원리 등 예상치 못한 흥미로운 이야기와 만나게 된다. 또한, 문학과 예술, 과학의 통섭을 경험하게 된다. ‘후지타 스케일’이라는 토네이도의 강도 단위를 살펴보다가 《오즈의 마법사》에서 도로시 집을 날려버린 토네이도의 강도를 추리해보는가 하면, 셰익스피어의 희극 <베니스의 상인>에서 악독한 유대인 고리대금업자 샤일록이 빚의 대가로 요구한 인육 1파운드가 얼마큼인지 가늠해보면서 파운드 단위와 서서히 가까워진다. ‘척’ ‘촌’처럼 길이를 재는 오래된 단위를 살펴보다가 애니메이션 <샌과 치히로의 행방불명> 속 ‘치히로’의 이름을 풀이해보기도 한다. 태양마차를 몰다가 대지를 불태운 죄로 제우스의 벼락을 맞고 죽은 파에톤과 비통함에 나무가 되어버린 어머니의 사연으로 감성이 촉촉해지면, ‘암페어’라는 전류량을 나타내는 단위와 만난다. 과학은 우리 생활과 동떨어져 존재하는 것이 아니라 우리와 항상 함께한다. 특히 생활 깊숙이 스며든 단위는 더욱 그러하다. 그래서 단위 안에는 과학뿐만 아니라 역사, 문화, 사회, 경제, 사람 이야기가 공존한다. 순금은 무르기 때문에 다른 금속과 혼합했을 때 쓰임새가 더 많아진다. 마찬가지로 단위를 둘러싸고 있는 흥미로운 이야기들을 함께 살펴봄으로써, 더 많은 사람이 과학과 친해질 수 있다. ◎ 단위를 통해 과학 공부의 엉킨 실타래가 술술 풀린다! ‘인치(inch)’는 성인 남성의 엄지손가락 폭에서 유래됐고, ‘에이커(acres)’는 황소 한 마리를 부려 하루에 갈 수 있는 땅의 면적을 가리킨다. 이처럼 역사가 오래된 단위와 달리, 첨단과학기술을 바탕으로 현대에 등장한 단위들은 좀처럼 가늠하기 힘들다. 일률의 단위 ‘줄(J)’은 다음과 같이 정의된다. ‘1뉴턴의 힘으로 물체를 1미터 이동했을 때 한 일’. 책장을 넘기는 순간, 잊기 딱 좋은 정의다! ‘작은 사과 한 알을 손에 들고 1미터 정도 들어 올릴 때 필요한 에너지가 1줄이다’라고 정의하면 어떤가? 이 책은 731kcal인 튀김 덮밥 한 그릇의 열량은 목욕물을 데울 수 있는 정도, 4000칸델라(cd)인 대형 LED TV의 밝기는 거실에 촛불 4000개를 밝혀둔 정도 등 단위의 실체가 피부에 와 닿도록 구체적인 비유를 들어 설명한다. 이 책은 단위를 설명할 때 어원에서부터 출발한다. 빛을 발하고 있는 물체의 밝기를 나타낼 때 사용하는 단위인 ‘칸델라(candela)’는 라틴어로 ‘빛나다’라는 뜻으로, 양초를 뜻하는 영어 ‘캔들(candle)’의 어원이다. 1칸델라(cd)는 1제곱미터의 공간 안에 켜져 있는 초 한 개의 밝기와 같다. 단위의 어원을 알면 개념을 이해하기가 쉬워진다. 물리, 생물, 화학, 지구과학, 천문학 등 단위는 과학 전 분야에 걸쳐 활약한다. 단위에는 이 시대를 살