■ 판타 레이: 혁명과 낭만의 유체 과학사 | 민태기 지음 | 사이언스북스 | 548쪽
2021년은 우리나라의 로켓 과학 기술의 역사에서 전환점이 된 해라고 할 수 있다. 5월 로켓 기술의 개발에서 유리 천장 역할을 해 온 한미 미사일 사거리 지침이 종료되었고, 10월에는 대한민국 최초의 저궤도 실용 위성 발사용 한국형 발사체 누리호가 거의 성공적으로 발사되었다. 내년에는 5월과 12월에 2차, 3차 시험 발사가 예정되어 있는데, 발사와 위성체의 궤도 안착에 모두 성공하게 된다면, 과학 기술적 측면에서뿐만 아니라, 산업, 문화 등의 측면에서도 놀라운 발전이 이루어지리라 기대되고 있다.
그런데 로켓 과학과 기술의 핵심에는 유체 역학이 있다. 유체 역학은 기계 공학과를 비롯한 이공대 학생들의 필수 과목이지만, 많은 공학 꿈나무들을 좌절로 이르게 하는 어려움으로 악명이 높다. 현장 과학자를 비롯해, 과학 커뮤니케이터들의 활동이 두드러지는 요즘에도 유체 역학을 주제로 한 책이나 방송 등의 콘텐츠가 부족한 것에는 유체 역학이 가진 난해함이 한몫한다.
그러나 고대 그리스에서 이루어진 이후 2,500년 동안의 과학사와 기술사는 사실 유체 역학 없이는 존재할 수 없었다. 헤라클레이토스가 “모든 것은 흐른다.”라고 언명한 이후 철학자들과 다 빈치 같은 예술가, 데카르트와 라이프니츠 같은 근대 자연 철학자 겸 수학자, 그리고 19세기의 위대한 과학자 켈빈 경에 이르기까지 수많은 천재와 지성들이 소용돌이 흐름이라는 뜻을 가진 보텍스(vortex, 와류 또는 와동)를 중심에 놓고 자신의 사상과 연구를 전개했다. 그러나 천체의 자전과 공전을 보텍스로 설명한 데카르트의 이론을 논파한 뉴턴의 만유인력 이론이 확산되고 화학의 발전과 함께 원자론이 부활하고 아인슈타인의 상대성 이론과 양자 역학이 정립된 이후 ‘유체’에 대한 연구는 에테르와 함께 과학사의 커튼 뒤로 사라지게 되었다.
이와 동시에 과학과 기술의 역사에는 설명되지 않는 구멍들이 생기게 되었다. 왜 우리는 전자의 이동을 전기의 흐름이라고 부르게 되었을까? 왜 경제학자들은 돈의 움직임을 화폐 유동성이라고 부르고 나비에와 스토크스라는 유체 역학자가 개발한 유체 방정식으로 문제를 풀고 있을까? 왜 뉴턴과 라이프니츠는 다투게 되었을까? 왜 아인슈타인은 상대성 이론을 만들게 되었을까? 왜 양자 역학의 슈뢰딩거 방정식은 파동 방정식의 형태를 띠고 있는 것일까? 이런 질문들은 최초의 전자기학 발견자들과 경제학자들, 그리고 수많은 과학자와 수학자 들이 보텍스, 즉 유체 역학 연구자였다는 사실을 알지 못하면 답할 수 없는 것들이다. 과학사의 미싱 링크 뒤에는 유체 역학이 있었던 것이다.
이 책은 보텍스라고 하는 과학사에서 단 한 번도 밝혀진 적 없는 놀라운 미싱 링크를 추적하며 유체 역학의 역사와 과학의 역사, 그리고 그 과학을 낳은 사회와 사람들의 역사를 추적한다. 저자 민태기 박사는 다 빈치의 소용돌이 스케치에서 시작해, 중국 로켓 기술의 아버진 첸쉐썬의 생애까지 600년 가까이의 유체 과학사를 살피며 과학이 세상을 어떻게 바꾸고, 또 세상이 과학과 기술을 어떻게 진화시키는지, 치밀하고 섬세하게 살피면서, 인간과 과학이 이루는 거대한 소용돌이를 헤치고 갈 지침을 이 책을 통해 전달하고 있다.
어떻게 보면 과학사는 유체 소멸의 역사였다. 마지막으로 남은 유체 에테르는 전자기학을 탄생시켰지만, 에테르가 없는 것으로 결론이 나며 양자 역학과 상대성 이론이 현대 물리학을 이끌게 된다. 이후 에테르가 필요 없게 된 물리학에서 유체 역학은 서서히 잊혀졌다.
하지만 동시에, 개별 과학으로 나뉘어 버린 과학은 상호 연관성을 상실한 채 원래의 모습을 잃고 사회와 분리되었다.
이 책은 단순히 과학사의 잃어버린 연결 고리인 유체 역학의 역사를 말하고자 하는 것이 아니다. 과학은 자연 현상에 대한 부분적인 해석이 아니라 인간 사회 전체에 대한 이야기이다. 물리학에서 잊혀진 유체 역학은 20세기 두 차례의 세계 대전을 거치며 국가의 존망을 가르는 항공기와 로켓 기술로 주목받으며 공학 분야로 자리 잡았다. 또한, 유체의 개념들은 에너지와 경제의 ‘유동성’으로 확장되어 현대 사회의 중요한 흐름을 이끌고 있다. 이처럼 ‘혁명과 낭만의 과학’ 시대의 고민과 논쟁들을 보다 일관된 시각에서 바라볼 수 있는 하나의 흐름이 바로 ‘유체 역학’이기에 과학사에서 가장 치열했던 이 ‘혁명과 낭만의 과학’의 시기를 주저 없이 ‘판타 레이’의 시대라고 부를 수 있을 것이다.
과학은 사회와 격리된 어느 한 천재의 고독한 상상력으로 탄생한 것이 아니라 그가 살았던 시대의 사회 문화적 배경이 낳은 필연적 결과이다. 과학자들 역시 누군가의 아들이나 딸이었고, 남편이자 아내였으며 부모였기에, 자신이 딛고 있던 시대와 결코 떨어질 수 없는 삶을 살았다. 예술가의 작품을 이해하려면 그가 살았던 시대와 삶에 대해 아는 것이 중요하듯, 과학을 이해하기 위해서도 과학자들이 살았던 시대와 그들의 삶에 주목해야 한다. 이는 인간사에서 너무 멀리 떨어져 버린 오늘날 과학의 참모습을 찾기 위해서다.
