과학자 칼 폰 린네와 헨리 캐번디시

오랜만에 과학이야기 들고 만나러왔습니다. 

오늘 같이 이야기 나눌 과학자는 칼 폰 린네 입니다. 생물을 분류학으로 나누는 질서를 세운 식물학자 입니다. 스웨덴의 식물학자이면서 분류학의 아버지 그릭 이명법을 보안한 칼 폰 린네 입니다. 칼 폰 린네는 아버지가 식물을 좋아하셔서 집에 아주 큰 정원이 있었다. 그 덕분에 하루종일 식물과 놀고 식물을 관찰하고 해서 꼬마 식물학자라고 불렸다. 칼 폰 린네는 자라서 의대에 진학했지만 식물학 공부를 더 열시미 했다. 라플란드에 까지 가서 식물을 채집해왔는데 많고 많은 식물을 어떻게 분류할지 늘 생각이 많았다. 물론 칼 폰 린네 보다 먼저 생물을 분류한 사람이 있었는데 아리스토텔레스는 동물을 온혈 동물과 냉혈 동물로 나눴다. 온혈 동물 중에서도 깃털이 있는 것과 없는 것으로 나누고 생선의 배에 새끼를 보고 알을 낳는지 새끼를 낳는지 구분했다. 식물 분류의 경우 기껏해야 약으로 쓸수 있거나 없거나로 구분했던 시절이었다. 그래서 칼 폰 린네는 생물을 분류하는 기준의 단위를 종으로 하기로 했다. 학명이라는 것은 생물의 이름인데 생물학자들이 약속한 규칙에 따라 붙인 이름이다. 이 규칙을 처음 만든 사람이 바로 린네 이다. 린네는 속명 옆에 종명을 함께 쓰자는 이명법을 생각해냈다. 학명은 라틴어나 아틴어 식으로 합성한 단어를 쓰고 이태리체로 기울여서 쓰기로 정했다. 학명을 붙일 때 종명 옆에는 학명을 붙인 사람의 이름을 써도 된다고 했다. 

 

린네는 정원 가꾸기를 좋아하는 목사 아버지 밑에서 자라나 어렸을 때부터 식물을 가까이 했다. 그는 처음에 스웨덴의 룬트 대학 의대에 갔지만 웁살라 대학으로 학교를 옮겼다. 그 대학에는 넓은 정원이 있었기 때문이다. 비록 의대를 다니긴 했지만 식물에 대한 관심을 놓을 순 없었다. 그는 또 식물 체집을 위해 멀리 라클란드 까지 여행을 다녀오기도 했다. 린네는 이렇게 식물에 매달리면서 얻은 지식을 바탕으로 자연의 체계라는 책을 썻다. 여깅는 식물을 비롯해서 동물, 광물 등의 분류 체계에 대한 내용이 담겨 있었다. 책을 보명 그가 식물을 분류할 때 식물의 꽃에 주목했다는 걸 알 수 있다. 꽃에는 암술과 수술의 개수와 모양에 따라 식물울 분류 했다. 그는 꽃을 자른 단면까지 채겡 자세히 그려 넣었다. 자의연 체계는  1735년 초판이 출판되었을때만해서 11쪽 분량으로 아주 작았다. 그 이후 내용을 계속 추가하여 1758년에 나온 10판에는 린네가 고안한 이명법이 실려있다. 그는 이때 사람에게 호모사피엔스 라는 학명을 붙이면서 유인원과 사람을 하나의 목인 영장류목으로 묶어야 한다고 처음으로 주장하기도 했다. 생물 분류는 생물의 종을 어떤 기준에 따라 종류별로 묶는 것을 말한다. 이것을 다루는 학문에는 분류학과 계통 분류학이 있다. 린네가 처음 체계적으로 생물 분류를 시작했을 떄 종-속-과-목-강-문-계 중 가장큰 계 에는 식물계와 동물계 2개밖에 없었따. 그러다가 1866년 헤켈이 원생생물을 더해 3계이다가 1969년에 휘태커가 원핵생물, 원생생물, 균류, 식물, 동물의 5계로 나누었다. 교과서에서는 주로 이 휘태커의 분류법을 많이 쓰고 있다. 

 

영국 귀족 집안에서 태어난 캐번디시는 사람들과 어울리기를 싫어한 나머지 평생을 실험에 파묻혀 살았다. 가끔 왕립학회에서 볼 수 있었지만 말 수도 적었고 차림새도 항상 비슷했다. 수소를 발견해 불타는 공기 하는 이름을 붙인 그는 이산화탄소에 대해서도 연구했다. 이산화탄소가 공기의 9분의 1의 부피를 차지한다는 것과 런던의 수도에서 퍼낸물에 든 성분이 이산화탄소를 녹인 물에도 들어있다는 걸 알아냈다. 그는 또 전기에 대해서도 연구했는데 쿨롱보다 쿨롱의 법칙을 먼저 발견했고, 옴보다 옴의 법칙을 먼저 발견했다. 캐번디시 자신이 외부에 알리길 싫어했기 때문에 100년이 지난 뒤에야 캐번디시의 연구에 감명을 받은 제임스 맥스웰이 그의 논물을 책으로 출판하게 된다. 캐번디시의 실험 중 가장 유명한 실험은 비틀림 저울을 이용해 지구의 밀도를 잰 것이다. 그는 비틀림 저울에 납 공을 매달아 중력의 세기를 계산해, 지구의 일도를 물의 5.48 배로 예측했다. 한편 영국 케임브리지 대학에는 개번디시 연구소가 있는데, 이 연구소는 캐번 다시의 후손이 캐번시디를 기념해 세운 것이다. 이 연구소는 설립 후 맥스웰, 톰슨, 러더퍼스 등 과학의 유명한 거장들을 배출해 냈다.

 

그렇다면 수소를 에너지로 쓸 수 있을까? 앞으로 석탄과 석유를 다 쓰고 나면 우리는 어디서 에너지를 얻어야 할까? 태양 에너지, 풍력 에너지 등 여러가지 대체 에너지가 떠오르고 있다. 그 중엔 수소 에너지도 있다. 수소는 기체 상태로는 지구에 그리 많지 않지만 지구에 풍부한 물을 분해하면 얻을 수 있다. 비용과 기술 개발 등 문제가 많지만, 수소를 에너지원으로 쓰기 위한 노력은 계속되고 있다.