패러데이와 맥스웰

21세기 과학기술은 패러데이와 맥스웰에서 시작되었다. 전자기장을 발견한 실험물리학자와 이를 수학적으로 정립한 이론물리학자의 연구는 뉴턴의 세계관을 넘어서는 전환점을 마련했다. 상대성이론과 현대 물리학의 토대를 이해하게 하는 과학사 교양서다.

21세기 과학기술은 패러데이와 맥스웰에서 시작되었다!
독학으로 연구한 실험물리학자 패러데이와 천재 이론물리학자 맥스웰의 아름다운 발견

“두 사람과 그 시대에 대한 매혹적이고… 생생한 이야기이자, 과학적인 배경과 그들의 업적의 중요성에 대한 뛰어난 설명이다.” -Kirkus Reviews

“과학사와 생생한 전기가 잘 혼합되었다. …이해하기 쉬운 글과 두 사람의 인격에 대한 감각이 한 시대를 정의하고 현대물리학으로 향하게 한 두 과학자를 흥미롭게 살펴보게 한다.” -Publishers Weekly

“전기를 좋아하는 사람뿐만 아니라 과학기술에 관심을 지닌 사람이라면… ‘세상을 바꾸려 노력한, 겸손하고 온화한 두 사람’에 대한 이야기를 즐겁게 읽을 것이다.” -Library Journal

▼ 21세기의 일상을 가능하게 한 두 과학자
오늘날, 전기 없이는 일상생활이 불가능하다. 매일같이 보는 TV, 어둠을 밝혀주는 조명, 음식을 보관해주는 냉장고와 같은 생활필수품부터 일이나 학업에 필수적인 컴퓨터를 비롯하여 한시도 손에서 놓지 못하는 스마트폰까지, 우리의 하루는 전기, 전자제품에 의해 굴러간다. 편의와 편리를 돕는 모든 것이 전기 없이는 돌아가지 않는다.
대개 세상을 밝혀주는 전기의 발명이라고 하면 토머스 에디슨을 떠올리지만, 에디슨은 전구를 발명했을 뿐이고 그가 전구를 발명할 수 있었던 것도 그보다 앞선 시대의 두 천재 덕분이다. 전자기장의 존재를 발견하고 이를 실험한 패러데이와 이를 이론화하여 응용할 수 있게끔 한 맥스웰, 이 두 사람은 전자기장을 발견하고 확립함으로써 과학자들이 뉴턴의 세계관에서 벗어날 수 있는 기술적, 이론적 돌파구를 마련해주었다. 그로 인해 아인슈타인은 상대성이론을 세웠고, 20세기 들어 과학기술은 놀랍도록 발전할 수 있었다.
패러데이는 정식 교육을 받지 못했지만 독학으로 사회적 지위를 극복했고, 수학을 모른다는 한계가 있었지만 놀라운 실험과 측정, 상상력을 통해 명성을 얻었다. 한편 어릴 적부터 천재적 재능을 빛낸 맥스웰은 패러데이의 발견을 수학적인 언어로 풀어냈고 장이론을 창안하여 20세기 물리학의 기반을 마련했다. 그들의 뒤를 이은 맥스웰주의자들과 여러 과학자들은 현대의 이론을 만들어내고 이를 응용하여 새로운 시대를 열었다.
이 책은 이러한 현재의 문명이 커다란 빚을 지고 있는, 다른 듯 닮아 있는 두 천재의 삶과 연구를 재조명한다.

▼ 18세기 영국과 과학을 그려내다
우리가 누리고 배우는 과학기술은 서양에서 비롯된 것이므로, 현재의 과학을 이해하려면 과학이 태동되었던 시대와 역사를 알아야 한다. 이 책은 18세기 영국의 시대적 상황, 두 천재의 인간적인 면까지 생생하게 묘사하고 있어, 그들의 연구와 노력, 겸손함이 얼마나 놀라운 것인지 확인하게 된다. 이 때문에 이 책은 과학에 관심이 있는 일반 독자도 어렵지 않게 접할 수 있으며, 그들의 이론만 알고 그 배경은 모르던 과학도들에게도 유익하다.
상반된 환경에서 태어나 자라난 두 사람 -오로지 독학으로 실험을 통해 업적을 세운 실험물리학자 패러데이와 천재적인 능력을 지닌 이론물리학자 맥스웰- 은 전혀 공통점이 없어 보인다. 그러나 두 인물이 서로를 발견했기에 전자기장이라는 혁신적인 이론이 성립되었고, 현대 물리학은 이론적인 기초를 얻을 수 있었다. 그 과정이 기술과 이론, 실험에 관한 설명만이 아니라 전체적인 시대 상황까지 두루 다루고 있어, 과학사에 대해 인문학적으로 이해할 수 있다는 것은 이 책의 가장 큰 장점이다.

▼ 인간적인, 너무도 인격적인 과학자들의 이야기
이 책이 더욱 생생하게 느껴지는 이유는 물리학과 공학에 전문 지식을 갖춘 과학 작가들이 썼기 때문이다. 그들은 패러데이와 맥스웰의 과학적 업적을 명확하게 설명하고 있을 뿐만 아니라, 과학사와 더불어 개인적인 삶까지도 현실감 있게 그려낸다. 두 과학자가 전자기장을 발견하고 장이론을 세우면서 어떤 실험을 거쳤는지 세세하게 설명하고 있으므로 과학에 지식이 없는 일반 독자도 다른 과학책보다 이해하기 쉽다.
그러나 과학적 업적에 대한 부분을 건너뛰고 그들의 전기만을 읽어도 흥미롭다. 물론 과학자로서의 업적은 훌륭하지만, 그들의 성품과 삶에서도 배울 점은 너무도 많기 때문이다. 패러데이는 겸손하고 성실하며 어떤 역경에도 굴하지 않고 과학과 실험에 온 힘을 쏟았다. 그리고 나라를 위하는 마음으로 자신의 작업과는 상관없는 일에도 최선을 다했다. 연구와 일에 시달린 나머지 때로는 요양이 필요했지만, 힘이 닿는 한 그는 최선을 다해 연구하고 실험했다. 한편 맥스웰은 항상 유머를 잃지 않았고 온화했으며, 여러 가지 일을 하면서도 주변 사람들에 대한 배려를 잊지 않았고 배울 기회가 없는 사람에게 배움을 베풀 줄 아는 사람이었다. 그 또한 시련과 아픔을 겪었지만, 이를 극복하고 꾸준하고 성실하게 연구를 이어갔다. 고난과 시련에도 굴하지 않았으며, 천재적인 과학자이면서도 훌륭한 인격을 지녔기에 그들의 업적이 더욱 빛나는 것은 아닐까.

▼ 맥스웰주의자들과 새로운 시대의 과학자들
흔히 아인슈타인의 상대성이론과 특수상대성이론에 대해 이야기하지만, 사실 그것이 무엇인지 잘 모르는 사람이 많다. 그래서 광고나 TV에서 본 “E=mc2”이라는 식은 친숙하게 느끼지만, 어디에서 비롯되었는지, 과연 어떤 의미를 지니는지는 명확히 알지 못한다.
그러나 이 책에서는 패러데이와 맥스웰이 새로운 시대의 과학자들에게 어떤 영향을 미쳤고, 그들과 어떻게 연결되는지 간결하고 명확하게 설명한다. 물론 어려운 수식도 등장하지만, 일반 독자들도 이해할 수 있을 정도의 설명이라 지루하거나 따분하지 않다.
패러데이와 맥스웰로부터 시작된 전자기장은 현대의 푸앵카레와 아인슈타인과 같은 훌륭한 과학자들을 낳았고, 그들을 거쳐 힉스 장이라는 거대한 통합 이론이 등장하기에 이르렀다. 어쩌면 우리는 모든 힘의 통합과 그 원리를 실험으로 입증하게 될지도 모른다. 물론 시간은 걸리겠지만, 곧 그 결과를 보게 될 것이다.
어쩌면 앞으로 전혀 다른 패러다임의 변화를 맞이할 수도 있다. 그러나 패러데이와 맥스웰은 이미 뉴턴적인 세계관과 패러다임에 도전하여 이를 넘어서게 했다. 진리를 추구하고 연구에 천착한 그들의 삶은 앞으로 우리가 나아가야 할 길을 보여주는 훌륭한 본보기다.