[비센의 재미있는 과학 이야기-156회] 꿈이 알려준 과학적 발견 > 교육칼럼

본문 바로가기
사이트 내 전체검색
교육칼럼

[비센의 재미있는 과학 이야기-156회] 꿈이 알려준 과학적 발견

페이지 정보

작성자 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 작성일17-06-29 09:32 조회2,591회 댓글0건

본문

무언가를 간절히 바랄 때 우리는 가끔 ‘꿈속에서라도…’하고 소망하곤 합니다. 수험생들은 시험문제를 알려주는 꿈을 꾸기를 바라고, 또 누군가는 돌아가신 할아버지께서 나타나 내일 발표될 복권 번호를 알려주길 기대하기도 합니다. 가끔은 정말 꿈 덕분에 좋은 결과를 얻었다는 사람들의 이야기가 흥미로운 이야기로 회자됩니다. 과학계도 예외는 아닙니다. 그 중 단연 유명한 이야기는 벤젠(benzene)이라는 탄소화합물의 구조를 발견한 독일의 화학자 아우구스트 케쿨레(Friedrich August Kekule von Stradonitz, 1829-1896)의 이야기입니다. 

 

벤젠(benzene, C6H6)은 6개의 탄소원자와 동일 수의 수소원자로 이루어져 있는 휘발성 탄화수소물질입니다. 향긋한 냄새를 특징으로 갖지만, 독성이 강한 발암물질로서 근로현장에서 주요 관리대상으로 분류 및 감시되고 있습니다. 이 물질은 1825년 런던의 가스공장에 남아있는 기체들을 분석한 영국의 과학자 마이클 파라데이(Micheal Faraday, 1791-1867)에 의해서 처음 발견되었습니다. 파라데이는 전자기 유도현상을 발견한 유명한 물리학자이기도 합니다. 처음 파라데이는 이 기체를 바이카부렛(bicarburet)이라고 불렀습니다. 벤젠이라는 이름은 이후 아일하드 미체리히(Eilhard Mitscherich, 1794-1863)이라는 독일 화학자에 의해 정해졌습니다. 당시 동남아시아에서 생산된다고 알려진 향기나는 천연수지(gum benzoin)이라는 이름에서 가져온 것으로 알려져 있습니다. 과학자들은 몇가지 실험을 통해 앞서 말씀드린 대로 벤젠이 탄소와 수소 각각 여섯 개씩으로 이루어져 있다는 것을 알아냈습니다. 하지만, 그 구조는 반세기가 지난 1865년까지 쉽게 이해되지 못했습니다. 이는 그때까지 알려진 다른 탄화수소물들과 탄소, 수소의 비율이 너무 크게 차이가 났기 때문입니다. 알려진 대부분의 유기화합물들은 탄소와 수소의 비율이 거의 1:2 정도로 탄소에 비해 두배정도 많은 수소를 갖고 있습니다. 이런 구조는 지네의 모습과 비슷하게 이해될 수 있습니다. 탄소가 서로 연결된 긴 체인이 지네의 몸통과 같다고 보고, 각각의 탄소에 지네의 다리와 같이 양쪽으로 수소가 붙어있는 구조로 상상을 하면 탄소와 수소의 1:2 비율이 쉽게 설명이 됩니다. 하지만, 이러한 구조로는 탄소와 수소가 동일 수로 존재하는 벤젠의 구조를 찾을 수 없습니다. 이는 마치 다리가 왼쪽 줄 밖에 없는 이상한 지네의 모습이 되기 때문입니다. 단지 이상한 지네의 모습이라서가 아니라 이런 구조로는 탄소와 수소의 결합조건을 만족시킬 수 없습니다. 당연히 케쿨러를 포함한 유기화학자들은 벤젠의 구조를 알아내기 위해 혈안이 되어 있었습니다. 케쿨레는 벨기에의 헨트지역 대학에서 교수직을 맡고 있던 어느날 우연한 기회에 벤젠구조에 대한 영감을 얻습니다. 교과서를 집필하던 중 잠시 잠이 들어버린 케쿨레는 뱀이 자기 꼬리를 물고서 뱅글뱅글 돌고있는 꿈을 꾸었다고 합니다. 케쿨레는 꿈에서 깨자마자 지네 모양의 탄화수소 체인의 양 끝을 연결해서 만들어진 고리형태의 구조를 생각하였고, 이를 바탕으로 벤젠이 육각형구조를 갖는다면 모든 결합조건을 만족하는 안정구조를 갖을 수 있다는 것을 알아낸 것입니다. 

 

지금 생각하면, 무슨 과학자가 꿈 속의 영감으로 이론을 성립하나 싶을 수도 있습니다. 하지만, 탄소와 수소들로 이루어진 유기화합물들의 존재는 1800년대부터 알려져왔지만, 그 구조들의 정확학 이론적 설명은 1900년대이후 양자역학(quantum mechanics)이 알려지고 나서야 가능해졌습니다. 그 이전에는 정확한 이론이 뒷받침되지 않았기 때문에, 유기화학자들은 나름의 방법으로 물질의 화학구조를 상상하고, 여러 실험을 통해 그 구조가 합리적인지를 재확인하는 과정을 거쳤습니다. 매우 비과학적이라고 생각될 수도 있지만, 정확한 이론없이 실험적 현상에 의해 먼저 알려진 과학적 지식들은 대부분 이와 같은 방식으로 성립되었습니다. 

 

케쿨레가 꿈 속에서 엄청난 발견의 실마리를 얻은 건 정말 우연히 생긴 기적같은 일일까요? 이에 대한 대부분의 뇌과학자들의 대답은 ‘우연히 생긴 기적이라고 볼 수 없다'입니다. 뇌과학자들이 생각하는 꿈은 잠을 자고 있지 않은 동안 생긴 여러가지 데이터들의 연결과정을 수면 중에 재정리하는 과정에서 생겨나는 부산물입니다. 심지어 일부 신경과학자들은 꿈을 수면 중에 일어난 뇌 내부의 전기적 자극들에 대한 자의적 해석이라고 생각합니다. 예를 들면, 전기적 자극이 뇌에서 ‘단맛'을 전달하는 신경계에서 일어났다고 가정할 때, 꿈의 내용은 꿈을 꾼 사람의 경험에 따라 다양해진다는 것입니다. 낮에 단것을 먹고 싶었지만 엄마의 제지에 의해 먹지 못하고 잠에 든 아이는 정말 맛있는 커다란 솜사탕을 먹는 꿈을 꾸었다고 기억할 수 있는 반면, 무서운 치과치료를 받고 잠든 아이에게는 충치균들이 마구 공격하는 꿈으로 나타날 수도 있다는 것입니다. 아직도 꿈에 대한 연구는 정확한 답을 가지고 있지는 않지만, 적어도 케쿨레가 꾼 꿈은 우연히 일어난 것이 아니라, 낮밤을 가리지 않고 유기화학에 대한 연구에만 몰두하면서 지낸 케쿨레에게 어떤 이미지가 뱀의 형상으로 ‘해석'된 것이라고 볼 수 있을 것입니다.

 

물론 상상의 나래 위에 만들어진 모든 구조가 맞을 수는 없습니다. 유기화학의 초창기에는 여러 화학자들에 의해 화학구조에 관한 이론들이 난무했었습니다. 케쿨레 역시 지금은 완전히 사라진, 매우 독창적인 화학구조를 제안했었습니다. 그가 독일인이었던 것이 관련이 있는지는 모르지만, 재밌게도 그는 유기화학 분자구조를 ‘소시지'를 연상하여 만들어 냈습니다. 가장 단순한 형태의 탄소화합물인 메탄(methane, CH4)의 구조로 설명드려 보겠습니다. 메탄의 구조는 당구공모양의 탄소를 중심으로 네개의 수소가 사방으로 연결된 구조라는 것이 알려져 있습니다. 하지만, 이런 지식이 없었던 당시 케쿨레는 탄소가 소시지와 같이 늘어날 수 있을 것이라고 상상했습니다. 비엔나 소세지 네 조각이 연결된 형태라고 생각하시면 됩니다. 탄소는 주변의 수소의 수에 따라서 이렇게 네개의 소세지가 될 수도 있고, 여섯개의 소세지가 될 수도 있는 변형 가능한 구조라고 이해를 하고, 그 주변에 수소가 주렁주렁 매달리는 형태일 것이라고 주장한 것입니다. 지금은 중고등학교 화학정도만 공부한다고 해도, 말도 안되는 모델이라고 코웃음칠 수 있지만, 아무도 참된 모델을 모르던 당시에는 매우 흥미로운 주장이었을 것입니다. 독일식 소세지를 매우 좋아하는 저에게는 지금도 그의 상상력을 흠모하게 만드는 모델입니다. 물론 이제는 아무도 믿지 않는 모델입니다. 

 

현재도 많은 과학적 사실들은 실험적으로는 존재함이 알려져 있지만, 정확한 원리가 설명되지 못하고 있습니다. 어쩌면 이들을 풀어나가기 위한 결정적 실마리도 케쿨레의 벤젠구조와 같이 전혀 과학적이지 않은 상상력이나 꿈 해몽에서 시작될 수도 있을 것입니다. 하지만, 아마도 그 누구보다도 진실의 실마리를 찾고자 노력한 자만이 그 꿈을 꿀 수 있지 않을까 생각합니다.


댓글목록

등록된 댓글이 없습니다.

교육칼럼 목록

게시물 검색
Total 954건 3 페이지
교육칼럼 목록
번호 제목 글쓴이 날짜 조회
834 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 19 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-09 708
833 [민동필 박사와의 일문일답] - 즐거움에 대한 욕망과 이태원 참사 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-05 631
832 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 18 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-03 649
831 [민동필 박사와의 일문일답] - 즐거움에 대한 욕망이 집착을 만든다! 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-27 696
830 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 17 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-27 685
829 [민동필 박사와의 일문일답] - 게임이나 도박에 빠지는 이유 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-20 742
828 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 16 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-20 605
827 [민동필 박사와의 일문일답] - 집착의 근원 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-14 622
826 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 15 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-13 635
825 [민동필 박사와의 일문일답] - 중독의 원인 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-07 587
824 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 14 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-06 630
823 [민동필 박사와의 일문일답] - 집착과 중독 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-29 773
822 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 13 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-29 617
821 [민동필 박사와의 일문일답] - 목표를 이루고자 생각하는 두뇌능력 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-24 589
820 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 12 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-22 650
819 [민동필 박사와의 일문일답] - 내 두뇌속의 피라미드 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-15 604
818 아이엘츠 제대로 알기 No. 11 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-15 586
817 [민동필 박사와의 일문일답] - 진주를 연결해 목걸이를 만들 듯 개념들을 연결하면 오래 기억할 수 있다! 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-10 596
816 아이엘츠 제대로 알기 No. 10 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-08 592
815 [민동필 박사와의 일문일답] - 치매는 과거가 아닌 현재의 두뇌사용방법에 따라 결정되는 질병 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-02 559
814 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 9 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-01 619
813 [민동필 박사와의 일문일답] - 무뎌지는 감정은 기억력 저하로 이어지고 기억력 저하는 치매로 이어질 수 있다… 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-25 654
812 [민동필 박사와의 일문일답] - 좋았던 기억보다 고생한 기억이 오래 남는 이유 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-18 721
811 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 8 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-16 607
810 [민동필 박사와의 일문일답] - 공부의 핵심은 지식과 기술이 아니라 공부방법 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-11 649
809 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 김대건 신부와 최양업 신부 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-10 779
808 [민동필 박사와의 일문일답] - ‘배움’과 ‘공부’는 두 가지 다른 개념 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-03 663
807 [민동필 박사와의 일문일답] - 목표를 세우는 방법이 사고력을 결정한다! 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-03 595
806 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 7 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-28 742
805 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 6 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-21 684
804 [민동필 박사와의 일문일답] - 천재들은 어떻게 천재적 두뇌능력을 발휘할 수 있을까? 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-21 681
803 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 5 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-15 672
802 [민동필 박사와의 일문일답] - 배운 지식과 기술을 사용하는 것과 사고력은 완전히 다른 두뇌능력 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-14 679
801 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 소헌왕후 심씨 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-11 932
800 [민동필 박사와의 일문일답] - 언어가 사고력에 미치는 영향 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-07 681
799 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 4 헤럴드코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-07 677
798 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 3 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-30 678
797 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 정몽주(1337~1392)와 정도전(1342~1398) 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-30 859
796 [민동필 박사와의 일문일답] - 직접경험을 통해 배우는 공부방법 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-30 687
795 [민동필 박사와의 일문일답] - 창조적 사고의 기반, 이유를 묻는 질문 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-25 731
794 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 2 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-23 677
793 [민동필 박사와의 일문일답] - 지식과 기술을 사용하여 일을 하는 일꾼 vs. 결정되지 않은 미지의 세계를 … 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-17 689
792 [헤럴드 코퀴틀람] 아이엘츠 제대로 알기 No. 1 헤럴드 코퀴틀람 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-15 761
791 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 최재형 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-15 669
790 [민동필 박사와의 일문일답] - 취업을 위한 교육에 열을 올리는 학교들 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-11 668
789 [민동필 박사와의 일문일답] - 원인과 결과를 연결하는 인과의 법칙을 찾아가는 공부가 사고력을 늘리는 공부 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-01 650
788 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 야나기 무네요시-2 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-01 643
787 [민동필 박사와의 일문일답] - 두뇌발달에 장애가 되는 지식의 정확도를 묻는 시험 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-19 715
786 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 야나기 무네요시-1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-18 1051
785 [민동필 박사와의 일문일답] - 일반 대학과 직업기술에 초점을 둔 대학의 차이 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-12 802
784 [민동필 박사와의 일문일답] - 공부를 위해 목표를 세우는 방법 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-05 798
783 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 회암사터-3 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-04 786
782 [민동필 박사와의 일문일답] - 두뇌의 발달의 시작은 목표 지향적 사고로부터 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-28 816
781 [민동필 박사와의 일문일답] - 내 두뇌에 존재하는 여러 다른 나! 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-21 763
780 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 회암사터-2 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-20 958
779 [민동필 박사와의 일문일답] - 아는 것이 정말 힘일까? (공부에는 독이 될 수 있는 ‘나는 알고 있다!’는… 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-15 769
778 [민동필 박사와의 일문일답] – 최고의 두뇌와 경쟁할 수 있는 두뇌 능력을 키우는 공부 방법 (지식의 개념화… 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-08 768
777 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 회암사터-1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-06 810
776 [민동필 박사와의 일문일답] – 공부를 향한 첫 걸음, 지식의 개념화 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-01 779
775 [민동필 박사와의 일문일답] – 지식의 재건축, 왜? 어떻게? 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 03-25 739
회사소개 신문광고 & 온라인 광고: 604.544.5155 미디어킷 안내 개인정보처리방침 서비스이용약관 상단으로
주소 (Address) #338-4501 North Rd.Burnaby B.C V3N 4R7
Tel: 604 544 5155, E-mail: info@joongang.ca
Copyright © 밴쿠버 중앙일보 All rights reserved.
Developed by Vanple Netwroks Inc.
모바일 버전으로 보기