[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 조회2,592회 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 2 페이지
교육칼럼 목록
번호 제목 글쓴이 날짜 조회
894 [신년 기획연재 '엔지니어 도전하기']컴퓨터·전기전자 전공 장래성에서도 최고 이진태 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-24 3694
893 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 주자학과 양명학 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-29 3692
892 [과학 이야기] 초신성 폭발 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-15 3684
891 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 원효와 의상 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 02-15 3674
890 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 서옥제 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-15 3671
889 [비센의 재미있는 과학 이야기] 터치 스크린의 원리 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 02-24 3660
888 [보석 이야기] 2016년은 로즈 골드(rose gold) 골드가 대세 !! 박한나 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-06 3647
887 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 백두산정계비 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-02 3602
886 [공부 방법을 익히는 공부 방법] 천재들의 공통점 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-03 3598
885 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] “한국의 1000년 사찰(산사), 세계가 지켜야할 가치” 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-16 3596
884 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 경운궁(덕수궁), 대한제국의 꿈 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-07 3577
883 [비센의 재미있는 과학 이야기] 대중에게 잘 알려지지 않은 천재 물리학자, 레프 란다우 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-24 3540
882 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사 수업] 30. 팔만대장경을 보관하고 있는 해인사 장경판전 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-24 3534
881 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 대조영이 건국한 발해 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-20 3503
880 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 조선왕조실록 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-20 3460
879 [비센의 재미있는 과학 이야기] 매운 음식을 먹으면 스트레스가 해소될까? 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-15 3436
878 [비센의 재미있는 과학 이야기] 제설제에 숨어 있는 과학 이론 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-08 3419
877 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 강화도 조약(1876, 조·일 수호 조규, 병자 수호 조약) - 1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-21 3399
876 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 을불 설화 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-15 3393
875 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 독도는 우리 땅 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-09 3390
874 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사]백강 전투 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-24 3368
873 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 삼국사기와 삼국유사 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-24 3349
872 [공부 방법을 익히는 공부 방법] 총정리 – 공부 방법의 기초 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-21 3339
871 [알기 쉽게 풀어 쓰는 한국사] 32. 한국의 전통 건축 이해하기 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 06-07 3296
870 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 삼신할머니(삼신할미) 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-14 3292
869 [비센의 재미있는 과학 이야기]중력이라는 이름의 코끼리 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-31 3252
868 [공부 방법을 익히는 공부 방법] 관찰력을 늘리는 방법 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-12 3248
867 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 홍산(훙산) 문화(기원전 6,000년 ~ 기원전 800년) - 1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 03-13 3217
866 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 설화문학과 패관문학 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 05-31 3198
865 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 조선 초기의 대외 관계-2 신창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-02 3197
864 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 하와이 노동 이민 - 2 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-25 3179
863 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 붕당 정치 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-03 3161
862 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 조선의 신분제 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-24 3156
861 [신년 기획연재 '엔지니어 도전하기'] 토목·기계, 진출분야 넓고 최고 인기 이진태 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-31 3036
860 [비센의 재미있는 과학 이야기] 핼리팩스 대폭발 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-12 3023
859 [비센의 재미있는 과학 이야기] 원자 구조 2 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-25 3001
858 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 공주 공산성 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 01-17 2972
857 [비센의 재미있는 과학 이야기] 에어 백(Air Bag)의 원리 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-10 2971
856 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 고려청자 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-26 2970
855 [공부 방법을 익히는 공부 방법] 총 정리 – 과거는 필요 없지 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-13 2966
854 페르세이드 유성우, 그 신비로운 세계 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-18 2956
853 [비센의 재미있는 과학 이야기] 에너지 질량 등가 원리(1) 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-19 2946
852 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 대한민국 임시 정부 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-04 2938
851 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 흥선대원군 이하응 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-14 2936
850 [신년 기획연재 '엔지니어 도전하기'] 핵심 사이트 몇 개면 취업정보 얻는 데 충분 이진태 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 02-21 2933
849 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 육의전 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-01 2906
848 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 홍산(훙산) 문화(기원전 6,000년 ~ 기원전 800년) - 2 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 03-21 2904
847 [비센의 재미있는 과학 이야기] 잉글리쉬 베이 밤하늘을 수놓은 불꽃놀이 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-09 2901
846 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 임진왜란 때 의병의 활동 - 1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 04-08 2892
845 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 성리학의 전래 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 10-18 2869
844 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 김교각 스님(696~794) - 1 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-27 2865
843 [김바울의 리사운드 영어교육 칼럼] 2번째 경제용어 김바울 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-12 2841
842 [알기 쉽게 풀어쓰는 한국사] 가야의 건국 신화 심창섭 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-20 2837
841 신비로운 수학 세계, 오묘한 음악과 갚은 관련 맺고 있어 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 07-21 2834
840 [과학이야기] 공진 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-09 2828
839 [비센의 재미있는 과학 이야기] 태양 플레어 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 09-13 2814
838 여론조사, 제대로 알고 이해하기 석준영 쪽지보내기 메일보내기 홈페이지 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-25 2804
837 [사고력을 바탕으로 지식을 쌓는 공부 방법] 책, 강의 등 외부의 지식을 나의 것으로 소화하여 받아들이는 훈… 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 11-01 2795
836 [비센의 재미있는 과학 이야기] 산타의 썰매는 초음속 비행물체 석준영 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 12-27 2788
835 사고력을 바탕으로 지식을 쌓는 공부 방법 중급단계의 시작 민동필 쪽지보내기 메일보내기 자기소개 아이디로 검색 전체게시물 08-30 2787
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