패러데이와 과학 쇼를 보고, 뉴턴과 커피 한잔 하고
베게너의 강연을 직접 듣는 수상한 카페,
미스터리 과학 카페에 오신 것을 환영합니다!

세상을 바꾼 과학자 16인이
대한민국 ‘중딩’과 이야기를 나누는 곳,
과거와 현재를 잇는 기묘한 카페로 안내합니다!

뉴턴, 패러데이, 베게너, 프리스틀리… 이들은 교과서에 자주 등장하는 과학자라는 공통점이 있다. 과학 발견을 통해 인류의 미래를 바꾼 사람이라는 점도 같다. 그런데 책 속 과학자들이 살아 숨 쉬는 곳이 있으니, 바로 ‘미스터리 과학 카페’이다. 이 책은 21세기의 청소년이 역사에 한 획을 그은 과학자들을 카페에서 직접 만나고, 그들과 과학 이야기를 나눈다는 독특한 콘셉트의 과학 교양서이다. 뉴턴, 패러데이, 베게너처럼 익히 알려진 과학자뿐만 아니라 에밀리 뒤 샤틀레, 헨리에터 레빗처럼 생소하게 느껴지는 과학자들 또한 다루고 있다.
과학을 좋아하는 중학생 ‘미래’와 ‘우주’는 어느 날 갑자기 ‘미스터리 과학 카페’라는 간판을 단 가게 앞으로 이동하게 된다. 이곳은 시공간을 넘나드는 기묘한 카페이다. 카페에는 놀라운 과학적 발견을 이룬 과학자들이 머물다 간다. 물리학자 뉴턴과 로버트 훅이 ‘빛’을 두고 옥신각신하고, 화학자 라부아지에와 프리스틀리가 ‘산소’ 때문에 다투기도 한다. 16인의 위대한 과학자들은 과학 이론이 탄생한 순간을 청소년 눈높이에서 친절히 설명한다. 뉴턴이 빛의 입자적 성질을 알아낸 결정적 실험을 회상하고, 마이트너가 핵분열을 밝혀낸 감동적인 순간에 대해 이야기하는 식이다. 카페에서 돌아온 뒤에는 몇백 년 뒤의 세상을 궁금해하는 과학자들에게 미래와 우주가 편지를 쓰기도 한다. 편지에는 과학 이론의 변화와 발전, 과학자들에 대한 평가 등이 적혀 있다.
과학을 좋아하는 청소년도, 과학이 어려운 청소년도 미스터리 과학 카페의 문을 열어 보는 것은 어떨까? 16인의 과학자를 만나며 멀게만 느꼈던 과학에 한발 더 가까이 다가갈 수 있을 것이다.
과학자 만나러 과거로 갑니다!
16인의 스타 과학자와 함께
과학의 비밀을 밝히는 미스터리 과학 카페!

과학의 중요성에 대해 굳이 설명할 필요가 없는 과학의 시대를 살고 있다. 학교에서도 과학 교과를 매우 비중 있게 여긴다. 그런데 과학 앞에서 여유롭게 웃을 수 있는 청소년은 많지 않을 듯하다. 교과서에 나오는 과학 원리를 이해하기란 너무 어려운 일이다. 과학과 친해질 수 있을까. 『미스터리 과학 카페』와 함께라면 가능할지도 모른다.
이 책에 등장하는 미스터리 과학 카페는 시공간을 뛰어넘어 몇백 년 전의 과학자와 오늘날의 청소년이 만날 수 있는 미지의 힘을 지닌 공간으로 설정되어 있다. 이곳에서 과학 발전에 지대한 공헌을 한 16명의 과학자를 만날 수 있다. 물리·화학·생명과학·지구과학 등 다양한 분야의 과학자들이 고루 등장하는데, 목록은 다음과 같다.

루이 아가시, 리제 마이트너, 마이클 패러데이, 벤저민 톰프슨, 아이작 뉴턴, 알프레드 베게너, 어니스트 스탈링, 에밀리 뒤 샤틀레, 에반젤리스타 토리첼리, 제임스 줄, 율리우스 마이어, 윌리엄 톰슨,
윌리엄 하비, 조지프 프리스틀리, 토머스 모건, 헨리에터 레빗

이름만 들어도 쟁쟁한 과학자들이 미스터리 과학 카페에서 대화를 나눈다. 초파리를 연구하는 모건이 완두콩으로 유전법칙을 발견한 멘델을 만나서 유전 연구에 대해 이야기를 나누고, 프리스틀리와 라부아지에, 셸레 세 사람이 산소의 발견을 두고 옥신각신한다. 과학 발전에 지대한 공헌을 한 과학자들이 주고받는 대화를 통해, 그들의 고뇌와 연구의 핵심에 가까이 다가설 수 있다. 또한 어떤 과정을 거쳐 위대한 발견을 할 수 있었는지도 살펴볼 수 있다. 마지막으로 ‘과학책 열기’ 코너에서 교과서 속 과학 지식을 간단히 정리하여 짚고 넘어가면 더할 나위 없이 완벽한 과학 여행이 마무리된다. 과학 좀 하는 청소년이 되고 싶다면, 미스터리 과학 카페의 문을 두드려 보자. 시공간을 넘나드는 과학 여행을 하며 ‘과학 하는 힘’을 기를 수 있을 것이다.

세상을 바꾼 천재 과학자 16인과
달콤한 과학 원리를 마시는 시간,
미스터리 카페에 오면 과학에 대한 개념이 잡힌다!

『미스터리 과학 카페』에서 과학자들은 과학 발견을 이룬 결정적인 순간과 발견에 이르기까지의 과정을 쉽고 친절하게 설명한다. 제아무리 천재 과학자들이라도 단번에 과학의 비밀을 밝힐 수는 없었다. 오늘날 근대과학의 아버지로 불리는 뉴턴은 빛의 입자적 성질에 관한 이론을 내놓았을 당시 빛이 파동이라고 주장하는 과학자들에게 밀려 큰 비난을 받았으며, 모건은 냄새 나는 방에서 엄청난 숫자의 초파리 수백 대를 이어서 관찰한 뒤에야 유전자지도를 그릴 수 있었다. 그런가 하면 샤틀레는 뉴턴의 오류를 수정하고도 여성의 사회 활동을 인정하지 않는 당대 분위기 때문에 과학자로 인정받지 못했다. 교과서에 단 몇 줄로 정리된 과학자의 삶과 연구 과정이 이 책에 생생하고 상세하게 드러나 있다.
이 책이 이끄는 과학 여행이 특별한 이유가 하나 더 있다. 바로 과거의 과학자와 현대의 청소년이 소통하는 구성을 취하여 시간에 따른 과학 발전을 살펴볼 수 있다는 점이다. 미스터리 과학 카페에서 미래와 우주는 과학자에게 궁금한 점을 직접 물어보기도 하고, 반대로 과학자가 미래와 우주에게 질문을 던지기도 한다. 예를 들어, 뉴턴은 빛의 성질을 두고 훗날 어떻게 결론이 났는지 알아봐 달라고 미래와 우주에게 부탁한다. 둘은 빛의 두 가지 성질을 공부한 뒤 뉴턴에게 편지를 쓴다. 그런가 하면 마이트너가 핵분열을 발견하고 감동하는 모습을 보며 미래는 한참을 고민하는데, 핵분열이 훗날 원자폭탄의 발명으로 이어지기 때문이다. 현재로 돌아온 미래는 핵분열 발견 뒤에 벌어진 역사적 사건들을 담은 편지를 마이트너에게 보낸다. 이렇듯 과학자와 청소년의 소통을 통해 과학 이론이 시대를 거치며 변화하고 발전한다는 사실을 알 수 있다. 또한 오늘날 과학 이론이 어떻게 쓰이며 세상의 발전을 이끄는지 살펴볼 수 있다.
과학이라는 문턱에서 번번이 고전했다면 이 멋진 카페에서 과학자들과 함께 따뜻한 차 한 잔을 나눠 보는 것은 어떨까? 교과서 속 멀게만 느껴졌던 과학자들이 기다리고 있다. 미래와 우주의 과학 여행기를 술술 읽어 내려가다 보면, 어느새 과학에 대한 개념이 잡히고 원리를 이해하게 될 것이다.

미스터리 과학 카페 안에 들어서니 벽에는 왕립학회 초기에 활발히 활동한 과학자들의 초상화가 걸려 있었다. 익숙한 얼굴이 눈에 띄어 자세히 보니 아이작 뉴턴이라는 이름이 쓰여 있었다. 바로 옆의 액자는 텅 비어 있고, “1665년 『마이크로그라피아』 출간, 로버트 훅”이라는 글자가 적혀 있었다. 초상화 앞 테이블에는 두 남자가 앉아 있었다. 둘 중에 등이 구부정한 남자가 곱슬머리를 길게 내려뜨린 남자에게 무언가를 막 따져 묻는 중이었다.
“아무리 내가 미워도 그렇지, 어떻게 내 업적도 모자라 초상화까지 모조리 없애 버릴 수 있소? 내가 죽고 왕립학회장이 되고 나서 초상화를 다 없앴다는 사실 알고 있소. 뉴턴, 당신이 어떻게 그럴 수 있지? 당신 때문에 후세 사람들이 내 얼굴을 모르게 됐잖소!”
로버트 훅(Robert Hooke, 1635~1703)인 것 같았다. 그는 뉴턴에게 무언가 단단히 화가 난 모양이었다. 그런데 뉴턴 역시 할 말이 많아 보였다.
“허허, 훅! 그러게 왜 내 주장에 사사건건 반대를 했소? 당신에게 비난받기 싫어서 난 연구 결과도 제대로 발표할 수 없었소. 당신이 죽기 전까지는 말이오. 나는 정말 당신이 미웠소!”
본문 18~19쪽(아이작 뉴턴, 빛의 분산 발견)


“뉴턴은 참 많은 것을 해냈지만 미처 생각지 못한 게 있는 것 같아. 뉴턴은 운동에너지(E)가 질량(m)과 속도(v)의 곱에 비례한다고 했지만, 내가 보기엔 그렇지 않아. 이 부분에 대해서는 라이프니츠가 다른 주장을 펼쳤는데, 그의 말을 참고할 필요가 있다고 생각해. … 쉽게 말하면, 나는 라이프니츠의 주장을 참고해서 에너지는 속도에 비례하는 게 아니라 속도의 제곱에 비례한다고 생각하게 됐어. 식으로 정리하면 E=mv2이지.” …
“에너지가 속도의 제곱에 비례한다는 것은 학교에서 배운 적이 있어요. 20세기의 천재 과학자 아인슈타인의 유명한 공식에서도 본 적이 있는걸요. 아무래도 에밀리 씨의 생각이 맞는 것 같아요. 어쩌면 에너지에 관한 당신의 연구가 나중에 아인슈타인에게까지 영향을 미친 것은 아닐까요?”
본문 36~37쪽(에밀리 뒤 샤틀레, 뉴턴의 오류 수정)


“우리는 우라늄 핵이 파열하여 두 개의 핵이 발생하고, 그 두 핵을 합한 질량이 우라늄 핵의 처음 질량보다 더 가벼워져야 한다는 것을 추론해 냈어. 그리고 나는 핵의 질량을 계산하기 위해 아인슈타인의 방정식을 떠올렸고, 그의 공식인 E=mc2을 이용해 계산해 보니, 우라늄 핵 하나에서 2억 전자볼트의 에너지가 발생한다는 결론이 나왔지. 이 에너지는 같은 무게의 석유나 석탄이 탈 때 나오는 에너지에 비해 약 200~300만 배나 되는 양이라고 하니, 그야말로 엄청난 에너지가 방출되는 것이지! 우리는 새로 발견된 이 핵반응을 ‘핵분열’이라고 부를 거야.”
흥분해서 열변을 토하고 있는 여인을 바라보며, 미래는 갈등했다.
‘분명 경이로운 순간인 건 맞는데, 이 발견과 해석이 미래에 어떤 결과를 낳게 될지 이분은 알고 있을까? 핵분열의 발견은 나중에 원자폭탄 제조로 이어지잖아. 후, 이 이론을 발표하지 말아 달라고 부탁할까?’
하지만 미래는 그러지 않기로 했다. 리제 마이트너가 발표하지 않더라도 머지않아 다른 과학자가 핵분열을 발견할 게 분명했다. 게다가 운 좋게 과거로 잠시 왔다고 해서 미래에게 역사를 바꿀 권한은 없다는 생각이 들었다.
본문 90~91쪽(리제 마이트너, 핵분열 발견)


리제 마이트너 씨! 충격을 받을 수도 있겠지만, 솔직히 말씀드릴게요. 당신의 발견인 핵분열은 원자폭탄을 만들게 된 원리이기도 하면서, 지금도 인류를 불안에 떨게 하는 핵무기의 원리이기도 하답니다. 핵분열 그 자체는 자연에서 일어나는 과학 현상일 뿐이지만, 핵분열을 할 때 생기는 막대한 에너지를 계산해 낸 사람들이 곧바로 원자폭탄에 대한 아이디어를 떠올린 것 같아요. 핵분열이 발견된 뒤 얼마 되지 않아 제2차 세계대전이 터졌고, 마침내 미국의 ‘맨해튼계획’을 통해 원자폭탄이 개발되었죠. 리제 마이트너 씨는 원자폭탄 개발에 관여하지 않았지만, 당신의 조카와 닐스 보어는 이 프로젝트에 비밀리에 동원되었더군요. 원자폭탄의 영향력은 엄청났어요. … 당신의 말처럼, 인류가 기술의 발달을 무분별한 욕심을 채우는 데만 이용하는 일이 없도록 주의해야 할 것 같아요. 미스터리 과학 카페에 오지 못한 친구에게 당신을 만났던 이야기를 전해야겠다고 생각하며, 편지를 마칩니다.
본문 92~93쪽(리제 마이트너, 핵분열 발견)


“모건, 왜 이렇게 많은 초파리들을 기르고 있나?”
“멘델(Gregor Mendel, 1822~1884) 선생님! 이 초파리들이 제게는 선생님의 완두콩이나 마찬가지랍니다.”
“아하, 이것들로 유전 실험을 하고 있나 보군.”
“제대로 보셨습니다. 초파리는 몸집이 작아 키우기 쉽고, 수명도 짧은 데다 새끼도 많이 낳죠. 유전 연구를 하는 데 안성맞춤이에요.”
멘델이 그럴싸하다는 듯이 고개를 끄덕이자, 모건은 유리병에서 초파리 한 마리를 꺼내 보여 주며 말했다.
“이 녀석을 자세히 보세요. 눈 색깔이 보통의 초파리들과는 달리 흰색이죠. 이 흰 눈 초파리는 제가 몇 년을 기다려 얻은 돌연변이예요. 이 녀석 덕분에 제가 선생님의 이론을 받아들이게 되었답니다.”
“그게 무슨 소리인가?”
“저는 당신의 이론을 싫어했어요. 완두콩 실험을 통해 얻은 당신의 유전법칙이 너무 단순하다고 생각했거든요. ‘완두콩은 쭈글쭈글하거나 둥글고, 키가 크거나 작다’고 했는데 이런 이분법적 분석으로는 복잡한 유전 현상을 설명할 수 없다고 보았죠. 그런데 이 흰 눈 초파리로 실험을 해 보니, 당신의 유전법칙이 그대로 나타났습니다. 저는 당신의 생각을 받아들일 수밖에 없었습니다.”
“그래? 흰 눈 초파리가 자네에게 대체 무엇을 보여 준 거지? 나도 함께 들을 테니, 저기 서서 우리 대화를 엿듣고 있는 소년에게 그 이야기를 좀 들려주게나.”
본문 142~143쪽(토머스 모건, 유전자지도 작성)

Chapter 1 물리로 쌓은 탑, 무너질 리가!
01 위대한 과학자, 빛의 분산을 발견하다
- 아이작 뉴턴, 빛의 분산 발견
02 E\u003dmv라고? 뉴턴은 틀렸다!
- 에밀리 뒤 샤틀레, 뉴턴의 오류 수정
03 전기로 세상을 바꾼 과학자
- 마이클 패러데이, 전자기유도 발견
04 열은 에너지가 맞다!
- 벤저민 톰프슨, 열운동론 발표
05 에너지는 사라지지 않는다, 보존될 뿐
- 율리우스 마이어·제임스 줄, 에너지보존법칙 발견

Chapter 2 화학은 세상을 진화시키고…
06 엄청난 에너지, 핵분열을 알아내다
- 리제 마이트너, 핵분열 발견
07 세계 최초로 산소를 발견하다
- 조지프 프리스틀리, 산소 발견
08 절대 반지보다 중요한 ‘절대온도’?
- 윌리엄 톰슨, 절대온도 체계 확립

Chapter 3 생명과학의 비밀을 밝히겠어!
09 그래도 혈액은 돈다
- 윌리엄 하비, 혈액순환 발견
10 유전자지도를 그려라!
- 토머스 모건, 유전자지도 작성
11 거봐, 호르몬 때문이라니까!
- 어니스트 스탈링, 호르몬 발견

Chapter 4 지구과학의 판을 바꾼 사람들
12 공기에도 무게가 있다
- 에반젤리스타 토리첼리, 대기압 측정
13 빙하기의 존재를 예언하다
- 루이 아가시, 빙하기 근거 추적
14 우주의 거리를 잴 수 있는 열쇠를 만들다
- 헨리에터 레빗, 세페이드 변광성 관찰
15 퍼즐 맞추듯 대륙을 맞추다
- 알프레트 베게너, 대륙이동설 주장