나는 모든 것에 대해 무지한 채, 이 세상에 태어났다. 그러나 내가 태어난 이 세상에는 하늘과 땅과 바다가 있었으며 그것들에는
내가 모르는 것들로 빽빽이 차있었다. 해, 달, 별, 우주, 내 조국, 미국, 영국, 로마, 아프리카, 멋진 山, 공룡, 사자, 호랑이, 독수리,
물, 파도, 섬, 고등어, 상어, 참치…….
나는 이 모든 만물에 대하여, 학교라는 곳에서 조금씩 배우기 시작했다. 어떤 건 확실히 알 수 있게 되었고, 어떤 건 배워도 모르는
것이 있었고 배울수록 또 다른 궁금함이 옷을 갈아입고 나를 엄습해왔다. 세월이 흐르자 알만한 것들로 이 세상은 가득 차 있었고,
그것들은 과학과 역사라 불리고 있었다. 나는 한조각의 빵보다도 그것들을 더 알려고 했었다.
이윽고 나는 외과전문의가 되었고 만물에 대한 나의 "앎"은 그 정도의 "앎"속에서 만족한 채, 내 인생을 끝마치려 했었다. 그러나 끝
내 나는 "레이저"를 통해 「빛」을 만났고, 그「빛」을 알려고 하자 너무나 어렵게 느껴져 한쪽에 덮어 두었던 물리학 책을 끄집어
낼 수밖에 없었다.
내 나이는 마흔 중반을 넘어섰고, 10여년을 나는 과학책 정독과 사고실험 그리고 자유토론에 빠졌다(전 전남의대 생화학 주임교수
였던 이민화 은사님과 선배님 김문중 내과의원(전주)원장님과 송호경 내과과장님(전주우석한방병원)그리고 평범한 사람들…). 그
속에서 남아난 가장 큰 두 주제는 "과학과 성서"였다. 거의 모든 책들과 대부분의 사람들은 마치 이 두 주제가 서로 대립되는 것처럼
말했다. 그러나 내가 발견한 것은「과학과 성서」가 대립되는 것이 아니라 과학자의 추론적인 결론과 성서가, 그리고 비성서적 성경
관과 과학이 서로 대립될 뿐이었다.
내가 과학에서 발견한 가장 큰 진주는 "알 수 있는 것"과 "알 수 없는 것"이 있다는 것이었다. 그러나 젊은 날에, 나는 모든 것을 알
수 있다고 생각한 적이 있었으니……. 이 책은 과학보고서나 연구결과서가 아니다. 이 책은 한 인간의 만물에 대한 처절한 열정과 궁
금증에 대한 몸부림의 산물일 뿐이다.
나는 이 책을 짧고 쉽게 쓰려고 했으며, 부분적인 자세함보다는 전체적인 윤곽(개념)을 독자들이 알 수 있도록 목적하고 썼다. 얼마
나 우리들은 책을 읽다가 지루함과 어려움 때문에 읽던 책을 중단하였던가! 1988년 출판된 스티븐 호킹의 "시간의 역사"가 그랬고
2003년 출판된 빌브라이슨의 "거의 모든 것의 역사"가 그랬다. 또한 우리는 부분적인 이해에는 익숙하나 전체를 한눈에 볼 수 있는
개념에는 부족하여 항상 우리의 지적세계는 검은 구름으로 드리워져 암담했으며 말하거나, 읽거나, 듣고 나면 "붕어빵에는 붕어가
없다"란 결론에 도달 하곤 하였던가!(또한 장님 코끼리 만지는 비유처럼)
「무엇에 대해 말이 많으면 아직 우리는 그것을 확실히 모른다는 것이다」(전남의대 조직학 교수님이셨던, "고 최재권 교수님의 명
언"이다)「당신이 무엇을 확실히 안다는 것은 어린아이한테도 설명할 수 있어야 한다.」(아인슈타인의 말) 이 말 들이 주는 교훈을
생각하여 일반외과전문의인 나에게 누군가가 "위암 수술하는 방법에 대해 설명해 주세요! 하고 묻는다면, 나는 이렇게 대답할 것이
다 "위암수술방법을 자세히 설명한다면, 3~6개월이 걸릴 것이다. 해부학, 조직학, 생리학, 생화학, 병리학, 외과학.......등 그러나 당
신이 의학에 종사할 사람이 아니라면, 위암수술방법을 개념적으로 이해하면 될 것이다. 이를 위해서는 몇 십초 정도면 충분하다.
「위암의 몽우리(종괴)를 절제하고, 원래대로 위장 관을 연결하고, 위암세포가 번져갔을 가능성이 있는 임파절(임파선)을 선별하여
제거하면 된다.」이런 방법으로 이 책의 모든 것의 전체적인 윤곽을 설명해 나갈 것이다.
책 제목을「빛의 역사」라고 정한 것은 "빛의 역사"란 "자연 과학의 역사"이며「우주, 지구, 인류의 역사」인 것이다. 빛은 만물의 중
심이며, 자연과학역사에서 빛은 중심적인 역할을 했다. 만물 중 우주의 거의 모든 정보는 빛(별빛)을 통해 얻게 되며 대표적인 "우주
팽창"은 먼 은하단에서 온 빛의 스펙트럼을 분석하여 적색편이(Red shift)하는 것을 보고 알게 된 셈이다. 무생물의 최소 단위인 원자
도 빛을 통해(X-선 회절을 통해)알게 되고 빛을 더욱 알므로 "원자구조모델"도 정립되었다.(닐스보어가) 생물의 최소단위인 세포 그
중 세포핵의 염색체 본체인 DNA구조도 프랭클린의 해상도 좋은 X-선 회절 사진을 제임스왓슨이 본 순간 "이중나선구조"임이 확정되
었다(우주팽창과 이중나선구조는 20C의 최고의 지식 2가지로 알려져 있다).
이렇듯이 만물이 "빛"을 통해 들어났으며, 1901년부터~2008년까지, 노벨물리학상을 수상한 과학자 들은 170여명 정도에 이르는데,
이들의 대부분의 논문 제목은 "빛"과 관련된 것이다. 인류최고의 과학자인 아인슈타인(1999년 타임지표지모델)을 한마디로 말한다면
그는 "빛 박사"라고 할 수 있다.
(빛의 이중성확립, 유도방출이론, "광속불변의 법칙"을 통해 상대성이론확립 등) 스티븐 호킹은 "시간의 역사"란 책에서 빅뱅에서부
터 빅크런치까지를 시간의 역사라 했다. 리챠드바이스는 "간략한 빛의 역사"(1996년 출간)란 책에서, 순수한 전자기파인 빛의 역사를
말하였다. 우주가 대폭발(빅뱅)에 의해 형성되고 태양이 붕괴하고 별들과 지구가 충돌하므로 우주의 종말이 온다는 빅크런치는 사실
엄청난 빛E가 방출되었으며, 방출될 것이다. 성서도 천지창조는 빛으로부터 시작되고 성서의 끝이나 불심판도 빛으로 끝난다. 아무
리 생각해 보아도, 빛...빛…….빛은 특이하며 신비스럽다.
빛을 이해하면 자연과학의 절반을 이해하였다고 조금 과장해서 말할 수 있지 않을까? 어떻든 인류가 지금까지 흘러온 과정은 빛에
대해서 알아가는 과정이라고 말할 수 있지 않을까? 빛E를 제어할 수 있는 국가가 최고의 선진국이라고 말하는 작금의 시대! 그래서
나는 이 책 제목을 "빛의 역사"라
했다. 제 1장 빛의 역사, 제 2장 빛, 제 3장 원자, 제 4장 우주, 제 5장 생물체, 제 6장 과학과 성서, 제 7장 자유토론 순으로 배열 하였
으며 제 1장~제 5장 각각의 역사를 4단계로 나눠 설명하였다.
(제 1기~제 4기, 제 1기(여명기), 제 2기(개화기), 제 3기(성숙기), 제 4기(황금기)라 칭하고,) 각 단계를 요약하여 설명해본다면 여명
기란 점을 찍었으며 개화기는 단어를 만들었고, 성숙기는 문장을 만들었으며 그리고 황금기는 시나 수필 소설을 만든 시기라고 비유
할 수 있겠다. 이 책을 쓰게 된 동기는 내가 내 일생을 통해 가졌던, 궁금함과 호기심! 이것에 대한 도전과 응전의 결과로 어느 정도
그 궁금증이 해소된 자연과학의 사실과 역사 그리고 그 본질에 대해서 어린아이에서부터 늙으신 할아버지에게까지 소곤거리듯이 솔
직하게 짧고 쉽게 들려주고 싶었을 뿐이다. 내가 가졌던 나의 의문과 궁금함은 대충 이런 것들 이었다.
내가 위암 수술을 끝냈을 때 어떤 느낌이 들까? 히말라야의 8천 미터 고봉에 올라섰을 때 어떤 느낌이 들까? 아인슈타인은 누구이며
그는 어떻게 상대성원리를 정립하게 되었을까? 뉴턴은 누구이며 그는 어떻게 "중력법칙"을 알게 되었을까? 찰스다윈은 누구이며 그
는 왜 "진화론"의 대명사가 됐으며,
진화론은 정말로 의미가 있는 이론인가? 만물은 원자로 되었는데 쿼크란 무엇이며 만물의 입자인 힉스입자(Higg"s particle)란? K-
K입자란? 리차드파인만은 정말로 물리학을 가지고 놀았나? 원자폭탄은 무엇이며 어떻게 만들었을까? 전기란 무엇이며 어떻게 알게
되었는가? 도대체 "과학과 성서"는 서로에게 어떤 입장인가? 과학은 어떻게 시작해서 어떻게 흘러왔으며 과학의 본질은 무엇인가?
세계역사를 간략하게 마음 판에 새길 수 없나?
1986년에 일반외과 전문의 자격증을 취득함과 동시에 하늘에 걸쳐있던 외과 학의 검은 구름은 훌훌 사라져 버렸다. 1990년에 다녀
온 낭가파르밧원정을 통해, 등산가로서 어느 정도 호기심도 해결되었다. 두 번 다시 학문에 빠지는 일은 없을 것 같았으며 하늘에
두 번 다시 검은 구름이 드리워져 있을 것 같지 않았던 나의 인생이었다. 의학이 마지막 학문이 되었으며, 그것으로 족할 줄 알았건
만! 그러나 레이저에 빠져 2000년에는 "레이저의학"을 집필하여 출간하였다. 레이저광 때문에 빛을 조금 알게 되자 하늘에 또다시
"자연과학"에 의문의 검은 구름이 드리워져 10년을 독학하며 몸부림쳤다. 그리고 지금 2009년 3월에 나는 보성의 녹차밭(청룡다원)
에서 밤하늘과 별빛을 보았으며, 두 마리의 진도견이 봄바람에 늘어져 벌렁 누워있는 정원과 초원을 바라보며「빛의 역사」를 정리
하고 있다. 적어도 나는 별이 보이지 않는 곳(서울 도심지나 아파트촌)에서는 물리학을 생각하고 싶지 않았으며 생각도 잘 나지 않
는 편이였다. 마지막으로「대형선단이든 작은 박테리아든 소립자든 주변의 모든 것을 이해하려는 인간정신이 바로 과학이다. 우리
는 이 일이 너무나 재미있고 너무나 신나기 때문에 계속하고 있을 뿐이다.」라는 죠지가모브의 명언을 생각하며, 조용히 學而時習
之不亦說乎(학이시습지불역열호! 배우고 때로 익히니, 이 아니 좋은가)! 라고 읊조려보며, 창세기 2장 19절을 찾아 읽는다.
2009年 3月 4日 오후
전남 보성의 청룡다윈 녹차 밭에서
<이 책의 특징>
항상 전체를 보여주고, 부분부분 설명하였다. 그러므로 전체적인 윤곽을 잡고 나서, 중심과 균형을 잃고 헤매는 일은 없을 것이다.
부분 부분을 세세히 설명함 보다는, 키포인트(Key point) 위주로 짧게 설명하고자 했다. 더 자세한 설명은, 이제 독자 자신이 이 책
을 기초로 하여, 더 쌓는 일일 것이다. 당신 에게는 그러한 능력이 충분히 있다. 학술적 용어나 관용어 보다는, 그저 대화체나, 쉽게
설명할 때 통상 우리가 쓰는 언어를 사용하여, 어렵지 않고 간단한 지식전달을 최대한 목표로 하였다. 은사님께, 호킹의「시간의 역
사」를 선물하고, 크게 얻어들은 말이 있다. "아니! 물리학자들이나 보려고 이 책을 쓴 거야! 대중을 위한 책이라면서, 이렇게 어렵게
표현하다니!
나는 이 책을 쓸 때, 문호 괴테식의 천재적인 미사어구나, 잘잘 흘러가듯이 쓰는 표현은 쓰지 않았다. 또한 大문호 세익스피어식의
만물을 이해한 듯 하다. 비유나 우리의 오장, 육부를 도려내는 기막힌 표현도 포기하였다. 그럴만한 능력도 없겠지만, 가장 큰 문제
는 문장이 길어지거나 지식전달에 혼돈이 생긴다는 것이다. 최근에 "파인만의 일생"에 관한「천재 파인만?을 새벽에 20여장을 읽었
는데 문장력도 기가 막히고, 술술 잘 넘어 갔지만 결론은 파인만은 천재였다(특히 수학적 계산에서 그렇다). 그러나 인격은 악동이
며, 익살스러웠다. 이 한 줄을 표현하기 위해 그 많은 시간을 허비한 걸 내가 알았을 때 내 책은 적어도 10장 읽거나 20장 읽거나 100
장 읽거나 하게 될 때 알게 되는 일이 부쩍부쩍 늘어나 읽고 나면 뿌듯함이 넘쳐야 한다. 과학서 중에서 전체를 볼 수 있는 책이며 가
장 기본이 되고 쉬운 책으로, 이제 다른 과학서를 보게 될 때 A, B, C와 같은 기초가 되는 책! 읽은 독자와 그렇지 않은 사람 사이에
큰 차이가 있는 책! 한 권을 읽고도 그것을 알 수 있는 책!(나는 5~6권의 과학서를 읽고 난 후에야 비로소 아인슈타인의 상대성원리
에 대한 개념을 갖게 되었다) 만물에 관한 책으로 어린아이나 노인들 까지도 알 수 있고 알아지는 책!
나는 그러한 책이 되도록 노력했다. 화려한 그림은 다른 책에 많이 있으므로 생략했다. 양해를 바란다.
목차
제 1장 : 빛의 역사 (자연과학의 역사)
1-1 : 한눈으로 보는 빛의 역사의 범주
1-2 : 자연과학의 시대적 흐름
1-3 : 자연과학 학교의 역사
1-4 : 자연과학사의 16개 기둥
(1) 첫 번째 기둥 - 자연과학의 출발점 (탈레스, 아리스토텔레스)
(2) 두 번째 기둥 - 뉴턴의 만유인력법칙 (중력법칙과 운동법칙)
(3) 세 번째 기둥 - 칼폰린네의 동, 식물 이명법 (4) 네 번째 기둥 - 페러데이, 에디슨, 맥스웰, 크룩스 등
의 전기와 전기기파 (5) 다섯 번째 기둥 - 찰스다윈의 진화론
(6) 여섯 번째 기둥 - 멘델의 유전자와 유전법칙
(7) 일곱 번째 기둥 - 멘델레프와 렌리 모즐리의 원소 주기율표 (8) 열들 번째 기둥 - 아인슈타인의 상대성원리
(9) 아홉 번째 기둥 - 레더포드와 닐스보어의 원자모형모델 (10) 열 번째 기둥 - 에드윈허브의 우주팽창발
견 (11) 열한 번째 기둥 - 하이젠베르그와 폴디락 등의 양자역학
(12) 열두 번째 기둥 - 우라늄의 핵분열(리즈마이트너와 엔지코페르미)
(13) 열세 번째 기둥 - 프랜시스 크릭과 제임스왓슨의 DNA의 이중나선구조모델
(14) 열네 번째 기둥 - 미국 아폴로11호의 달 착륙
(1969년 7월 20일)
(15) 열다섯 번째 기둥 - 이안 윌머트의 체세포북제에 의한 복제양 돌리출생(1996년)
(16) 열여섯 번째 기둥 - 지놈 프로젝트완성 발표(2000년,2003년)
1-5 : 자연과학사의 주요한 연도
1-6 : 간략한 물리학의 흐름
(1)고대물리(Ancient physics)
(2)고전역학(Classical mechanics)
(3)전자기역학(Electrodynamics)
(4)아인슈타인의 상대성원리(E"s principle of Relativity)
(5)양자역학(Quantum mechanics)
(6)핵물리(nucleic physics)
(7)소립자물리(Particle physics)
(8)우주물리(Cosmic physics)
제 2장 : 빛
2-1 : 빛의 총론
2-2 : 빛(전자기파)의 역사
(1)여명기 (2)개화기 (3)성숙기 (4)황금기
2-3 : 특이한빛, 레이저光
제 3장 : 원자 (소립자, 입자)
3-1 : 원자총론
3-2 : 원자의 역사
(1)여명기 (2)개화기 (3)성숙기 (4) 황금기
제 4장 : 우주
4-1 : 우주총론
4-2 : 우주에 대한 인식의 역사
(1)여명기 (2)개화기 (3)성숙기 (4) 황금기
제 5장 : 생물(생명체)
5-1 : 생물의 발생
5-2 : 생물의 연구역사
(1)여명기 (2)개화기 (3)성숙기 (4)황금기
5-3 : 세포
5-4 : DNA
(1) DNA연구의 역사 (2) DNA의 총론
제 6장 : 과학과 성서
제 7장 : 자유토론
참고문헌
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