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세상을 바꾼 화학 : 화학의 역사가 세상의 근원을 바꿨다!
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분류 교양으로 읽는 화학
저자 원정현
출판사/발행일 리베르스쿨 / 2021.03.03
페이지 수 220 page
ISBN 9788965822912
상품코드 354302345
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책내용
과학사 교수이자 영재 교육 전문 교사가 알려 주는 화학의 역사! 역사와 이론을 연결해 기존 과학사 책의 한계를 뛰어넘다! 뉴턴이 떨어지는 사과에 영감을 받아 중력을 떠올렸다는 일화를 모르는 사람은 없을 것이다. 하지만 뉴턴은 흔히들 알고 있는 것처럼 혼자만의 천재성만으로 중력을 떠올린 것이 아니다. 뉴턴은 자신이 ‘거인의 어깨 위에 올라서 있었기 때문’에 위대한 업적을 세우는 것이 가능했다고 말했다. 그는 이전의 과학자에게서 영향을 받아 자신의 이론을 만들었고, 그 또한 이후의 과학자의 이론에 많은 영향을 끼쳤다. 이처럼 과학 수업 시간에 배우는 과학 이론은 과거의 수많은 과학자들이 서로 영향을 주고받으며 형성된 것이다. 따라서 과학 이론의 변화 과정을 살펴보는 것은 과학 개념을 이해하는 가장 좋은 방법이다. 하지만 대다수 기존 과학사 도서는 이런 영향을 통합적으로 보여 주기보다는 흥미로운 일화와 위인 중심의 단편적인 이야기만을 싣고 있다. 이런 방식으로는 현재의 과학 이론과 역사를 분리해 보게 된다. 저자 원정현 교수는 독자가 과학사를 통해 과학의 개념을 배울 수 있도록 둘 사이의 균형점을 찾아냈다. 저자는 과학사학자이자 과학 영재 교육을 담당하던 교사로서, 과학 교육에 과학사를 재미있게 접목할 방법을 오랜 기간 고민해왔다. 그 고민의 결과물이 바로 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈이다. 이 시리즈에서 과학의 역사와 과학적 개념이 유기적으로 연결되어 서로를 보완하고 있다는 사실을 깨달을 수 있을 것이다. 현재의 과학 이론을 이해하기 위해서는 역사를 알아야 한다! 고대 그리스부터 현재까지, 질문에 대한 답을 찾아가는 과학자들을 만나다! 자연과학은 자연 현상이 왜, 어떻게 일어나는지 질문을 던지는 것으로 시작되었다. 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈에서는 과학을 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야로 나눈 뒤, 그 분야의 중요한 핵심 개념들이 변화해 가는 과정을 좇는다. 책에서 다루는 과학의 핵심 개념은 과학 교과서를 참고하여 선별했다. 그만큼 과학을 이해하는 데 있어 기본적이고도 중요한 이론들이다. 옛사람이 세상을 이해하는 방식이 달라지는 과정을 따라가다 보면 자연스럽게 오늘날의 과학에 이른다. 〈세상을 바꾼 과학〉의 두 번째 책인 《세상을 바꾼 화학》은 고대 그리스에서부터 시작한다. 물이 세상의 근원이라고 생각했던 탈레스부터, 원자의 구조를 알아내 핵폭탄을 만들어 낸 맨해튼 프로젝트까지. 그 사이에 있었던 화학에 얽힌 무수한 일화와 실험 과정을 담았다. 과학자들은 불의 정체를 설명하기 위해 가상의 입자를 상상해 내기도 했고, 기체를 연구하다가 물이 원소가 아니라는 사실을 밝히기도 했다. 화학에서 가장 어렵게 여겨지는 주기율표는 원소 사이의 규칙을 알아내려고 애쓰는 과정에서 수많은 시행착오를 겪으며 오늘날의 모습으로 변했다. 과학자들이 기존의 이론을 비판하고 수용하고, 발전시키고, 새로운 이론을 내놓으며 과학을 정립해 온 역사를 함께 살펴보자! 다양한 자료로 과학을 쉽고 재미있게 이해하다! 《세상을 바꾼 화학》은 독자의 이해를 돕기 위해 다양한 장치를 적극적으로 활용했다. 역사 현장을 담은 사진은 과학적 발견들을 생생하게 체험하게 한다. 본문 중간에 들어가는 도식과 삽화는 어렵게 느껴질지도 모를 내용을 시각적으로 쉽게 설명해 준다. 또한 중간에 핵심 내용을 정리하는 메모를 넣어 핵심적인 과학 개념과 역사적 배경을 놓치지 않게 했다. 각 장의 끝부분에는 본문에서 다루지 못한 짧고 재미있는 이야기들을 덧붙였다. 특이한 이름을 가진 원소에는 무엇이 있는지, 지금은 폐기된 과학 이론이 계속 발전했다면 어떤 업적을 남겼을지, 우리나라의 역사에는 어떤 실험가들이 있었는지 등을 알 수 있다. 이런 흥미로운 주제의 이야기는 방대한 과학의 역사 속에서 숨을 고를 수 있는 쉼터 역할을 한다. 또한 각 장에서 다룬 내용을 정리하는 코너도 마련하여 내용을 되짚어 볼 수 있다. 이 책으로 과학의 역사와 과학 이론을 통합적으로 이해하는 시선을 갖춘다면, 과학적이고 비판적으로 사고하는 힘도 자라날 것이다. 연관 도서 《세상을 바꾼 물리학》 │ 원정현 뉴턴은 정말로 사과를 보고 중력을 떠올렸을까? 세상을 움직이는 힘을 탐구하다! 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 첫 번째 책이다. 중력과 에너지, 빛과 전자기 등 중요한 물리 개념이 어떻게 나왔는지를 살펴본다. 뉴턴이 보편 중력 이론으로 과학의 역사를 새로 썼고, 맥스웰은 전자기파 이론으로 전기의 시대를 열었다. 우주가 움직이는 원리를 알아내려는 과학자들의 이야기를 들어 보자! 《세상을 바꾼 생명과학》 │ 원정현 인간은 어떻게 생겨났을까? 살아 숨 쉬는 생명의 비밀을 찾아내다! 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 세 번째 책이다. 이 땅에서 살아가는 생명의 비밀을 알아내려는 과학자들의 여정을 다룬다. 사람들은 먹을 수 있는 생물과 약으로 쓸 수 있는 생물을 구분하기 위해 아주 오래전부터 생물을 분류하는 체계를 발달시켜 왔다. 진화론이 나오고, DNA를 분석할 수 있게 되기까지의 생명 연구 역사를 살펴보자! 《세상을 바꾼 지구과학》 │ 원정현 이 우주는 어떻게 탄생했을까? 거대한 우주와 지구의 역사를 파헤치다! 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 마지막 책이다. 우주의 탄생에 관한 가설부터 오늘날 우리가 맞닥뜨리고 있는 기후 변화 문제까지 다룬다. 지구가 태양을 돈다는 코페르니쿠스의 우주관은 어떤 변화를 이끌어 냈을까? 우주의 비밀을 풀기 위한 과학자들의 노력을 따라가 보자!
목차
저자의 말 들어가는 글 Chapter 1 세상은 무엇으로 만들어졌을까? | 물질 이론과 원소 ㆍ 세상을 구성하는 단 하나의 물질을 찾아서 ㆍ 세상이 물, 불, 공기, 흙으로 이루어졌다고? ㆍ 플라톤과 아리스토텔레스, 네 뿌리를 재해석하다 ㆍ 자비르, 황과 수은이 금속을 만든다고 주장하다 ㆍ 원소 종류가 수십 가지나 된다고? ㆍ 과학자들, 물질을 계속해서 쪼개다 Chapter 2 과학, 연금술에서 실험을 받아들이다 | 실험과 근대 화학 ㆍ 금을 만들고 싶었던 연금술사들 ㆍ 신비주의적인 연금술이 자연을 분석하는 화학으로 바뀌다 ㆍ 근대 유럽, 과학에 실험을 도입하다 ㆍ 실험 도구, 과학 발견에서 핵심적인 역할을 맡다 ㆍ 실험, 공평하고 객관적인 지식을 생산하는 방법 Chapter 3 모든 것을 태우는 불의 정체 | 연소와 기체 ㆍ 플로지스톤, 연소를 설명하기 위해 등장하다 ㆍ 공기가 단일한 원소가 아니라는 사실이 밝혀지다 ㆍ 프리스틀리, 플로지스톤 없는 공기를 발견하다 ㆍ 라부아지에, 물체를 연소시키는 기체에 산소라는 이름을 붙이다 ㆍ 라부아지에의 명명법, 과학의 언어가 되다 Chapter 4 원소를 정리하는 방법을 만들다 | 주기율표 ㆍ 그림으로 그리던 원소 표기가 문자로 바뀌다 ㆍ 원소 사이의 규칙을 찾으려는 노력이 실패로 돌아가다 ㆍ 멘델레예프, 원소를 정리해 주기율표를 만들다 ㆍ 원자를 배열하는 기준이 달라지다 ㆍ 주기율표, 화학 발전의 이정표가 되다 Chapter 5 생명의 근원, 물을 탐구하다 | 분자 구조 ㆍ 기체 연구를 통해 물이 원소라는 믿음이 깨지다 ㆍ 물질의 결합 비율은 언제나 일정하다 ㆍ 원자가 결합한 분자의 개념이 탄생하다 ㆍ 수소와 산소가 전자를 공유해 결합하다 ㆍ 물의 비밀, 생명을 이해하는 길 Chapter 6 작은 알갱이가 구름 모양이 되기까지 | 원자 모형 ㆍ 데모크리토스, 세상을 구성하는 가장 작은 입자를 가정하다 ㆍ 돌턴이 원자설을 다시 세워 연구 기반을 다지다 ㆍ 톰슨, 음극선 연구로 전자를 발견하다 ㆍ 태양계를 닮은 러더퍼드의 원자 모형 ㆍ 보어, 전자가 궤도를 따라 핵을 도는 모형을 만들다 ㆍ 양자역학이 원자 모형을 구름 모양으로 바꾸다 Chapter 7 작은 입자가 위험한 폭탄으로 | 핵반응과 원자 폭탄 ㆍ 물체를 통과하는 강력한 광선, 엑스선을 발견하다 ㆍ 동위 원소, 성질은 같은데 질량은 다르다 ㆍ 페르미, 중성자를 이용해 새로운 물질을 만들다 ㆍ 원자 폭탄 개발을 위한 비밀 프로젝트, 맨해튼 프로젝트 ㆍ 핵물리학, 전쟁을 넘어 다양한 영역으로 뻗어가다 참고 자료 사진 출처
본문중에서
흔히 현재를 이해하고 미래를 예측하기 위해서는 먼저 과거를 알아야 한다고 말한다. 우리는 과거를 분석해서 현재를 이해하기 위해 고조선에서 현대에 이르기까지의 역사를 공부한다. 과학사도 마찬가지다. 우리는 현재의 과학 이론을 제대로 이해하기 위해 과학사를 알아야 한다. 과학사에는 정답이 없다. 과학사는 다양한 사료를 이용해 여러 과학적 사건의 역사적 의미를 찾는 학문이고, 역사 해석에는 다양한 관점이 있기 때문이다. 과학사 연구를 하다 보면 관점에 따라 역사적 사건의 중요도나 사건에 대한 해석이 달라지기도 한다. - 저자의 말, 8~9쪽 실험이야말로 자연에 관한 지식을 생산하는 최고의 방법이라고 강조했던 보일은 실험에 대한 증인, 즉 목격자 수를 늘리는 전략을 이용했다. 그는 신뢰할 만한 사람들을 특정한 시각, 특정한 장소에 모은 다음 그들 앞에서 실험을 했다. 이때 목격자는 실험을 신뢰성 있게 보고할 수 있고, 실험 결과를 객관적으로 평가할 능력이 있는 사람이어야 했다. 그래서 보일은 신사들(gentlemen)만이 실험의 목격자가 될 자격이 있다고 생각했다. - Chapter 2. 과학, 연금술에서 실험을 받아들이다, 68~69쪽 라부아지에는 화학의 언어를 개혁하기 위해 노력했다. 당시에 물질의 이름들은 ‘비너스의 독설’이나 ‘머큐리신의 사자자리’처럼 연금술에서 유래되어 모호한 것이 많았다. 또는 발견자의 이름을 따서 ‘글라우버의 소금’이나 ‘쿤켈의 인’, ‘리바비우스의 향기로운 술’과 같이 불리는 경우도 있었었고, ‘엡섬의 소금’처럼 발견된 장소의 이름을 딴 것도 있었으며, ‘안티몬의 버터’처럼 물리적 성질을 이름에 붙인 것도 있었다. 심지어 수은처럼 학문 분야에 따라 서로 다른 이름으로 불린 것도 있었다. 라부아지에는 일정한 기준과 체계에 따라 물질들의 이름을 정하고 싶어 했다. 이것은 언어 개혁을 통해 사고의 개혁을 꾀하려는 계몽주의의 과제이기도 했다. -Chapter 3. 모든 것을 태우는 불의 정체, 102쪽 멘델레예프가 주기율표를 발표한 다음 해에 독일의 화학자 마이어가 독자적으로 주기율표를 발표한다. 마이어는 1868년에 주기율표를 만들었지만 자신의 표를 발표하지 않고 있다가 멘델레예프의 첫 번째 주기율표가 발표된 다음 해인 1870년에야 주기율에 대한 자신의 이론을 발표했다. 마이어의 주기율표는 멘델레예프의 주기율표와 아주 유사했다. 마이어도 멘델레예프처럼 원자량 순서대로 원소들을 세로 방향으로 배열했고, 원소들의 성질이 반복되기 시작하면 행을 바꾸는 방식으로 주기율표를 만들었다. 마이어는 주기율표에 대한 멘델레예프의 업적을 인정했고, 이는 멘델레예프에게 큰 힘이 되었다. -Chapter 4. 원소를 정리하는 방법을 만들다, 123쪽 1781년에 프리스틀리는 전기 불꽃을 이용해 닫힌 용기 안에서 가연성 공기와 보통의 공기를 폭발시켰다. 프리스틀리는 폭발 후 작은 물방울이 맺혀 용기 내부가 축축해진 것을 보았다. 하지만 그는 이때 생긴 이슬 자체에 크게 신경을 쓰지 않았다. 가연성 공기, 즉 수소를 태웠을 때 생기는 이슬의 성질을 좀 더 체계적으로 분석한 사람은 가연성 공기를 발견한 캐번디시였다. 캐번디시는 이슬을 모을 수 있는 도구를 이용해 프리스틀리의 연소 실험을 되풀이했다. 캐번디시는 이 실험을 통해 수소를 연소하면 용기 내부에 이슬이 생기며, 또한 용기 내부의 공기 부피가 1/5 정도 감소한다는 사실을 알아냈다. 캐번디시는 가연성 공기와 보통 공기의 1/5부피(즉 전체 공기에 대한 산소의 부피)가 응축해 이슬을 만든 것이라고 생각했다. - Chapter 5. 생명의 근원, 물을 탐구하다, 144쪽 실라르드처럼 히틀러 정권을 피해 독일을 탈출했던 물리학자들은 1939년 여름에 한데 모였다. 이들은 논의 결과 독일이 우라늄 연쇄 반응을 이용해 폭탄을 만들지도 모른다는 사실을 프랭클린 루스벨트 당시 미국 대통령에게 빨리 알려야 한다는 결론을 내렸다. 이들은 루스벨트 대통령에게 핵폭탄의 위협을 알리는 편지를 썼다. 이 편지에는 당시에 가장 유명한 과학자들 중 한 사람이었으며 루스벨트 대통령과 개인적인 친분도 있던 아인슈타인이 대표로 서명했다. 1939년에 아인슈타인의 서명이 담긴 편지가 루스벨트 대통령에게 전해졌다. 편지에는 우라늄으로 핵 연쇄 반응을 일으키는 것이 가능해졌으며, 그것으로부터 막대한 에너지를 얻을 수 있게 되었으니 신속한 행정적 조치가 필요하다는 내용이 담겼다. 그리고 마침내 루스벨트 대통령은 핵폭탄을 개발하기 위한 행동을 개시했는데, 그것이 바로 ‘맨해튼 프로젝트’라는 암호명으로 불렸던 연합군의 원자 폭탄 개발 계획이다. -Chapter 7. 작은 입자가 위험한 폭탄으로, 209쪽

저자
원정현
서울대학교 사범대학 생물교육과를 졸업하고, 미국 일리노이 대학교(University of Illinois at Urbana-Champaign)에서 교육학으로 석사 학위를 받았다. 서울대학교 자연과학대학 과학사 과학철학 협동과정에 진학해 박사 과정을 밟았다. 현재는 ‘해방 후 한국 지질학의 성립 과정’에 관한 박사 학위 논문을 쓰는 중이다. 자연사 분야 중 분류, 고생물학, 진화와 관련된 연구를 계속하고 있다. 영재 교육원 강사로서 과학사와 과학 개념을 연결하는 수업을 꾸준히 시도해 왔다. 고등학교 과학사 교과서를 집필했고, 영재고등학교 과학문명사 교과서 편찬 프로젝트에도 참여했다. 과학 교육을 천직으로 생각해 청소년들에게 계속 과학을 가르치고 있고 홍익대학교 공과대학에서 겸임 교수로서 과학사를 강의하고 있다.
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