■ 측정의 과학: 펨토미터에서 허블 길이까지, 인류가 발명한 가치의 언어 | 크리스토퍼 조지프 지음 | 고현석 옮김 | 21세기북스 | 224쪽
측정은 인류의 가장 정교하고 오래된 언어로, 문명이 시작되기 전부터 존재했다. 한 집단이 생존하기 위해 집단 내의 구성원이 아무도 굶지 않도록 식량의 ‘더 많다’ ‘더 적다’ ‘충분하다’라는 개념을 반드시 익혀야 했고, 시간의 정확한 인지를 통해 해가 지기 전에 집으로 돌아가는 등 측정은 인간에게 아주 기본적이고 필수적인 활동이었다.
측정은 의식적으로든 본능적으로든 인간의 모든 활동에 관여한다. 적절한 색상을 선택하거나 원근법을 이용해 그림을 그리거나, 집을 얼마에 내놓을지 결정하거나, 시를 쓸 때 몇 글자짜리 단어를 사용할지를 생각하는 일 모두가 측정에 속한다. 또한 ‘과학’이 새롭고 다양한 것을 계속 탐구하고 발명해내면서, 개념적 필요성과 편의로 인해 ‘측정 시스템’은 새로운 단위를 지속해서 업데이트하게 되었다. 과학의 역사는 측정의 역사와 밀접한 관련이 있다. 과학과 측정이 서로를 진보시키기 때문이다.
이 책은 측정이 다소 ‘유동적’인 개념이었던 인류 초기부터, 측정 시스템을 ‘표준화’하며 확립해나가는 현재에 이르기까지 다양하게 사용되어온 측정 용어를 분야별로 알기 쉽게 설명한 안내서다. 기록으로 남겨진 단위 중에서도 측정이 과학에서 제일 처음 적용된 영역인 ‘천문’의 측정 단위에서부터, 모든 측정에서의 기준이 되는 ‘거리(길이)’의 단위, ‘일상생활’과 밀접한 연관이 있는 단위(음식, 액체, 종이와 출판, 직물과 옷감, 음악, 사진), ‘지구과학’에서 파생되는 지질학, 기상학, 광물과 금속, ‘생명과학’에서 파생되는 의학과 생명체, ‘자연과학’에서의 전기, 화학, 온도, 핵물리학과 원자물리학까지 다양한 분야를 전방위적으로 다루고 있다.
또한, 이 책의 강점은 단순히 측정 용어의 과학적 개념을 설명하는 데서 그치는 것이 아니라, 측정이 ‘유동적’이었던 당시의 사회적 배경을 설명하며 해당 개념이 자리 잡기까지의 역사도 함께 소개하는 데 있다. 예를 들면 ‘땅의 넓이’를 재는 측정 용어를 설명하며 ‘하이드(hide)’라는 용어가 당시 영국에서 한 가족이 생계를 유지할 수 있는 정도의 땅 넓이(60에이커~120에이커)라고 약간은 모호하게 통용되었던 점을 서술하며, 시간이 지나며 이 개념이 세금 부과를 위한 기준 단위로 사용됐던 역사, 8하이드와 300하이드를 소유하고 있으면 각각 얼마의 세금을 내야 했는지도 상세하게 일러주는 식이다.
18세기 말, 프랑스는 자유, 평등, 박애를 부르짖는 시민 혁명이 한창이었다. 혁명을 이끌어낸 계몽사상가들은 ‘모든 시대에 모든 사람을 아우르는 척도의 필요성’을 인식했다. 프랑스혁명을 시작으로 대대적인 측정 단위의 개편이 시작됐고, 미터법(metric measures) 체계가 도입되었다. 모든 사람이 미터 단위를 똑같이, 그리고 정확하게 쓰게 하려고 유럽 전역과 나아가 전 ‘세계에 백금-이리듐 미터원기’ 또한 보급했다.
‘정확한 측정’이 이뤄지면서 공예, 건축, 무역, 교통 등 인간 생활의 많은 부분에 혁명적인 변화가 일어났는데, 그중 가장 중요한 변화는 ‘과학’이 가능해졌다는 것이다. 20세기에 들어 과학과 측정은 떼려야 뗄 수 없는 관계가 되었으며, 과학의 지속적인 발전으로 새롭게 측정해야 할 것들이 끊임없이 생겨났다. 1960년대가 되자 몇 년마다 SI단위(Systeme International d’unites) 및 단위의 사용을 논의하는 국제도량형총회에서는 미터, 킬로그램, 켈빈, 초, 암페어, 칸델라, 몰의 7개 기본 단위에 대한 정의를 새롭게 내려 이 기본단위들로부터 다른 모든 단위를 파생하여 정의하도록 결정했다. 단위 간 비율의 일관성을 유지하기 위해 SI단위의 ‘일관성’을 확보하기 위한 노력도 강도 높게 이뤄졌으며, 수십억 톤이라는 많은 양의 무게를 표현할 때도 새로운 단어를 만들어내지 않고도 SI 접두어 표에 등재된 기가톤(gigaton)이라는 단위를 사용할 수 있도록 정비했다.
이렇게 측정은 물리학의 ‘옴’과 ‘암페어’, 화학의 ‘몰’과 ‘동위원소’의 단위와 같이 과학의 기초가 되기도 하고, ‘십진법’은 모든 종류의 계산과 수학적 사고를 가능하게 만드는 체계가 되기도 하며, ‘SI단위’는 세계를 측정하는 표준 도구가 되기도 한다.
이 책은 각각의 분야에서 가장 보편적으로 많이 활용하고 있는 측정 용어와 단위를 설명하며, 부록을 통해 국제도량형총회가 규정한 SI단위(기본 단위에서부터 보조단위, 유도단위, 접두어)와 보편화된 측정 기호와 약자를 살필 수 있도록 다루고 있다.
20세기 말에 들어서는 기존의 SI 접두어가 충분하지 않다는 것을 알게 되었고, 특히 1970년대와 1980년대의 국제도량형총회에는 새로운 접두어를 계속 승인해야 했다. 천문학자들은 우주에 대해 더 많은 것들을 알게 되면서 그때까지 측정하던 것보다 훨씬 더 큰 것들을 측정해야 할 필요가 있었고, 다른 한편에서 물리학자들은 원자의 크기보다 더 작은 것들을 세밀하게 측정해야 하는데 기존의 측정 단위로는 더 이상 정확한 계측이 어려웠기 때문이었다.
이처럼 이 책은 우리가 잘 알고 있는 일상적 영역을 넘어서는 수백 가지의 측정을 흥미로운 방식으로 풀어낸다. 지구와 생명과학, 자연과학, 기술과 레저라는 세 가지 범주에서 천문학, 지질학, 기상학, 광물과 금속, 화학, 수학, 핵물리학과 원자물리학, 공학, 음식, 액체, 종이와 출판, 직물과 옷감에 이르기까지, 지극히 일상적인 것에서부터 일상에서는 생각조차 해본 적이 없는 영역의 측정 방법까지 다룬다.
