“불확실하고 어려운 시대를 살아가는 젊은 여성 연구자에게 희망과 비전을 제시한다.”
- 윤진희 인하대학교 물리학과 교수
“과학자로서의 호기심과 열정, 사랑과 의무, 봉사에 대한 진한 감동을 전한다.”
- 이공주복 이화여자대학교 물리학과 교수
“이 시대의 리더와 미래의 리더가 될 모든 학생에게 추천하고 싶은 책이다.”
- 이성빈 카이스트 물리학과 교수

탄소의 끝없는 가능성을 열어준,
‘탄소의 여왕’ 밀드레드 드레셀하우스

요즘 탄소 하면 좋은 이미지가 떠오르지는 않을 것이다. ‘탄소 저감 운동’이니 하며 기후위기의 주범으로 몰리고 있는 물질이 탄소다. 하지만 화석연료의 주성분인 탄소의 모습은 빙산의 일각일 뿐, 탄소처럼 다양한 성질과 모습을 가졌으며 활용성이 무궁무진한 물질도 없다. 탄소는 원자의 결합 형태에 따라 연필심이 되기도 하고, 매혹적인 광채를 내뿜는 다이아몬드가 되기도 한다. 탄소는 생명의 물질이기도 하다. 유기화합물을 만드는 원소이자 모든 살아 있는 유기체에 존재하는 몇 안 되는 원소 가운데 하나이다. 무엇보다 탄소는 현재 세계에 가장 많이 존재하면서도 셀 수 없이 응용 가능한, 다재다능한 물질이다. 탄소화합물의 종류는 1,000만 가지가 넘으며 지금도 매일 탄소화합물이 발견되고 있다.

《카본 퀸》은 이러한 탄소 연구에서 선구적인 업적을 이룬 물리학자 밀드레드 드레셀하우스(이하 밀리)의 전기이다. 밀리는 ‘탄소의 여왕’이라는 별명으로 알려져 있다. 60년에 걸쳐 과학 탐구자로서 끝없는 호기심을 가지고 연구했고, 탄소의 다양한 형태와 성질에 대한 사고방식을 바꾸었다. 과학과 공학에 크게 기여한 밀리의 연구 덕분에 인류는 지금 수많은 실질적인 혜택을 누리고 있다.

밀리는 ‘탄소 나노튜브’라고 부르는 물질의 존재를 예측했다. 나노튜브는 탄소 원자로 이루어진 시트가 작은 원기둥 모양으로 말린 물질이며, 전기가 매우 잘 흐른다. 축구공 모양의 버키볼, 원통 모양의 탄소 나노튜브, 그래핀이라고 부르는 2차원 탄소 시트가 에너지 저장, 의학 연구, 건축자재, 종이처럼 얇은 전자제품 등의 용도로 개발되었다. 이러한 탄소 구조는 무수히 새로운 용도로 이용되고 있어서 과학소설에서나 볼 수 있었던 양자컴퓨터, 해수를 담수화하는 효율적인 염분 제거 장치, 전자회로가 융합된 신체 기관까지 개발되고 있다.

특히 나노과학자들은 밀리가 수행한 다양한 연구에 막대한 빚을 지고 있다. 나노 크기의 물질 가운데서도 탄소는 응용 가능성이 가장 많은 흥미로운 물질이다. 밀리는 나노과학과 그에 따른 나노기술의 선구자로서 엄청난 역할을 했다. 이 모든 기술은 지금도 비약적으로 성장하고 있다.《카본 퀸》의 저자는 〈MIT 뉴스〉의 부편집장이자 MIT STEM 분야에서 여성의 역사를 강의하고 있다. 저자는 이 책을 집필하려고 밀리의 가족과 동료들의 증언을 직접 듣거나 여러 과학 매체와의 인터뷰와 기사 등 수많은 자료를 조사했다. 이를 통해 밀리의 삶과 업적을 촘촘히 엮어서, 어떻게 과학자와 공학자로서 선구적인 경력을 만들어나갔는지 보여준다.

전 세계 여성 과학자의
멘토이자 리더

1930년에 태어난 밀리는 어린 시절에 여성이 선택할 수 있는 직업이란 비서, 간호사, 교사 세 가지뿐이라고 들으면서 자랐다. 그럼에도 밀리는 뉴욕의 박물관과 천문관을 드나들고, 3센트짜리 《내셔널 지오그래픽》 과월호를 사 읽거나 과학사 책을 탐독하면서 과학 탐구의 열정을 키워나갔다. 밀리의 중고등학교 선생님들은 밀리가 얼마나 총명하고 재능이 있는지 알고 있었지만, 밀리의 학문적 호기심과 용기를 꺾는 사람도 있었다. 시카고대학교에서 박사논문을 쓸 때, 밀리의 지도교수는 여성에게 과학을 가르치는 것이 시간과 돈 낭비라고 생각한 사람이었다. 이것이 당시 STEM(과학Science, 기술Technology, 공학Engineering, 수학Mathematics) 분야의 여성을 바라보는 일반적인 시각이었다.

밀리는 하버드대학교의 래드클리프컬리지에 다니면서 처음 성차별을 인식하게 되었다. 이곳에서는 남학생이 산만해한다는 이유로 여학생과 남학생이 함께 시험을 볼 수도 없었다. 밀리는 MIT에서 공학부 최초의 여성 종신교수이자 연구소 교수가 되었고, 60년 동안 재직했다. MIT에 재직하는 동안 밀리는 본격적으로 STEM 분야에서 여성의 지위를 향상시키기 위해 노력했다. 동료 여성 교수와 함께 MIT에서 여학생과 남학생의 불평등한 입학 과정, 여학생 차별과 처우에 관한 보고서를 작성해 정책 개선을 이끌어냈다. MIT 여성포럼을 만들어서 학교에서 여성이 불평등하다고 느끼는 정책을 체계적으로 검토하도록 학교를 설득했다. 또한 미국물리학회 회장직이 끝난 뒤에는 ‘물리학에서 여성의 지위에 관한 위원회’의 위원장을 맡았다. 이 위원회에서 현재도 계속되고 있는 ‘여성을 위한 환경 현장 방문 프로그램’을 조직하는 데 주도적 역할을 했다.

어린 시절 마리 퀴리의 전기를 읽으며 과학자의 꿈을 키웠던 밀리는, 이제 전 세계 여성 과학자에게 또 다른 마리 퀴리가 되었다. 많은 사람, 특히 전 세계의 여성 과학자가 밀리의 발자취를 따르고 싶어 한다. 《카본 퀸》에는 자신의 학생과 동료에게 훌륭한 역할 모델이 되어주었던 밀리의 진면목이 잘 드러나 있다.

사라지지 않을 유산을 남긴
과학자의 모범

“우리에게는 새로운 과학, 새로운 아이디어가 필요합니다. 그리고 젊은이들이 들어와서 새로운 아이디어를 발견하는 경력을 쌓을 수 있는 충분한 공간이 있습니다. 연구자로 살아가는 것은 매우 흥미롭습니다. 이리 와서 나와 함께합시다!”
- 밀드레드 드레셀하우스의 마지막 인터뷰 중

대공황 시대의 뉴욕에서 자란 밀리는 가난과 역경으로 점철된 어린 시절을 보냈다. 초등학교 시절부터 과외교습을 하고 공장에서 일하며 살림에 보태야 할 정도였다. 밀리는 어린 시절부터 고난을 유연하게 넘기는 능력을 보여주었다. 밀리와 가족을 괴롭혔던 수없는 난관을 헤쳐나간 모습을 보면, 밀리는 다른 방향으로 갔어도 뛰어난 인재가 되었을 것이다.

특유의 긍정적 태도와 성실함으로 역경을 극복한 밀리는 헌터컬리지, 시카고대학교, 코넬대학교, 케임브리지 풀브라이트 펠로우십, 하버드의 래드클리프컬리지, 링컨연구소를 거치며 과학자로서의 경력을 쌓아갔다. 이 과정에서 밀리는 자신의 멘토가 된 물리학자 로절린 얠로와 엔리코 페르미를 만났다. 얠로는 밀리의 미래에 대한 가능성을 일깨워서 과학자의 길을 갈 수 있게 해주었다. 페르미는 물리학자로서 생각하는 방법과 교육자의 태도를 가르쳐주었다. 밀리의 연구 동료이자 남편이었던 진 드레셀하우스의 역할도 빼놓을 수 없다. 진도 뛰어난 이론 고체물리학자였다. 그럼에도 진은 늘 한발짝 뒤에서 밀리가 재능을 마음껏 발휘하도록 든든한 지원자가 되었다.

비참한 가난으로 시작했고 어린 시절 치명적인 질병을 이겨냈으며, 성차별과 편견을 극복하고끈기 있게 노력했던 밀리의 삶은 훌륭한 통찰을 준다. 밀리는 과학과 공학에서 여성을 대하는 사회적 태도를 계속 변화시켰다. 또한 자신의 경력과 지위를 최대한 활용하여 사회적, 경제적 배경 때문에 힘들어하는 사람들을 도왔다. 《카본 퀸》은 단순히 한 여성 과학자의 연구 성과를 보여주는 전기가 아니다. 자신이 받은 것을 사회에 되돌려주어야 한다고 생각한 밀드레드 드레셀하우스는 평생 자신이 받은 것보다 훨씬 많은 일을 했다. 이 책에 쓰인 모든 장면에서 밀리의 호기심과 연구 열정, 자신이 아는 모든 사람에게 보여준 사랑과 헌신, 사회적 봉사에 대한 신념이 고스란히 느껴질 것이다.

프롤로그 교육자, 멘토 그리고 탄소의 여왕

1 다듬어지지 않은 다이아몬드
브루클린에서 브롱크스로
가난과 역경으로 점철된 어린 시절
경험과 기회를 준 그리니치 하우스 음악학교
책에서 찾은 과학의 영감
신세계로 가는 티켓

2 두뇌 더하기 재미
맨해튼을 점령한 밀리
밀드레드 드레셀하우스\u003d두뇌+재미

3 갈림길에 서다
밀리의 첫 번째 멘토 로절린 얠로
케임브리지대학교로 날아가다
성차별 문제를 깨닫게 한 래드클리프컬리지

4 위대한 정신과의 만남
배척하는 사람, 도와주는 사람
초전도성 연구에 발을 내딛다
인생의 전환점이 된 새로운 선택

5 한 과학자가 꽃을 피우다
매혹적인 성질을 가진 탄소 연구
물질의 에너지띠와 전도성
링컨연구소를 떠나다

6 정신과 손
흑연의 전자구조에서 발견한 결정적 뒤바뀜
MIT 여성의 지위를 올려놓다
MIT 여성포럼의 탄생
전 세계를 다니다

7 나노 세계에 온 것을 환영합니다
나노 세계로 들어가다
밀리와 진의 조화로운 삶
한 분야가 뿌리를 내리다

8 세상을 바꾼 탄소
국가의 과학을 이끄는 지도자가 되다
세상을 바꾼 거대한 탄소 공
마법사 같은 과학자 밀리
기억해야 할 한 해

9 모범을 보이다
뜨거움과 차가움, 열전효과를 되살리다
드레셀하우스 박사 워싱턴에 가다
니트 스웨터를 입은 탄소의 여왕
과학의 순환, 그래핀으로 돌아가기
새로운 친구와 함께한 연구

10 사라지지 않을 유산
창조성의 배출구가 되어준 음악
밀리의 대가족
선구자를 기리다
다음 세대를 위한 도전
전설을 잃다
불가능해 보이는 삶

감사의 말
주요 연표
각주
찾아보기