화학과 직접 또는 간접적으로 의존하지 않는 일상 활동을 상상할 수 있을까? 요리? 골프? 컴퓨터 워드 프로세서? 칫솔질? 농사일? 은행업무? 학생 교육? 투표? 일광욕? 독서? 영화감상? 만일 각각의 활동에서 화학 또는 화학 관련 제품 또는 장치를 쉽게 찾을 수 있다면 이미 화학의 중요성을 인식하고 있는 것이다. 일상의 모든 활동은 화학물질과 어느 정도 관련이 있음을 알지만 여전히 얼마나 많은 기초 화학을 알 필요가 있는가를 질문하게 된다.
많은 사람들은 화학이 생물과 물리과학 접점에 교묘하게 위치하고 있다고 한다. 두 영역의 이해를 통해 화학자와 화학적 배경을 가진 전문가들은 생활 조건을 개선하는데 많은 공헌을 하였고, 또 계속하고 있다. 많은 기술과 생물학적 발견은 화학의 기본 지식에 크게 의존하고 있다. 우리가 사는 사회를 개선하는 하나의 방편으로 이러한 발견을 추구함으로써 그 과정의 하나가 되기를 바란다. 우리는 세상을 개선하기를 추구하는 동안에 그러한 노력이 화학과 얼마나 연관되어 있는지를 상상 하지 못할 것이다. 그러나 일상 활동의 가장 평범한 사건을 잠깐 살펴보아도 현대 사회에서 화학이 얼마나 퍼져 있는지를 알 수 있다.
어떤 소비재들을 왜 화학제품이 없다고 선전하는가? 또 많은 사람들이 오늘날 왜 생수를 마시는가? 이것은 화학물질이 나쁘다는 의미인가? 당신도 소비재와 식품을살때 이런 것을 걱정하는가? 우리는 화학공부를 하면서 여러번 이런 문제들에 답할 것이다.
뜻 있는 시민들이 투표하는 많은 문제들은 과학적 정보를 평가하는 능력에 크게 의존한다. 예를 들면 지구온난화가 신화라고 생각하는 사람을 의회 대표로 선택 할 것인가 혹은 그것이 어떤 조치를 취해야 할 심각한 문제라고 생각하는 사람을 선택할 것인가? 식품을 방사선으로 조사하는 것을 허용하는 입법에 반대해야 하나? 다음에 SUV 구입을 결정해야 할 때 휘발유 연소 생성물인 이산화탄소와 물에 관한 핵심을 진정으로 이해하고 있는가? 이런 것들은 오늘날 직면하고 있는 화학적 지식에 크게 의존하는 사회문제 중 하나이다.
이런 문제들은 마치 화학만이 이들 문제의 책임이 있는 것으로 흔히 생각한다. 또한 현재의 안락함과 유용한 약품 및 즐겨 쓰는 소비재의 발전은 화학이 가져 왔다고 주장하기를 좋아한다. 이런 공헌은 세계인들의 생활의 질을 향상시키고 수명을 연장해 왔다. 그러나 모든 사람들이 이런 혜택을 받는 것은 아니다. 화학적, 기술적 발전이 경이로울 때에도 바람직하지 않는 문제들을 항상 가지고 있다. 화학을 공부 하면 일상에서 이익과 위험은 균형됨을 반복하여 알려준다. 어떤 활동의 이점이나 어떤 생산품 사용의 이익이 해로움보다 큼을 잘 알고 있어도 아무생각 없이 이런 판단을 한다. 새로운 정보는 이런 결정에 의문을 갖게 한다. 이런 미묘한 상황에 처할 때 정보를 판단할 능력이 있어야 한다.
앞으로 화학을 어떻게 대할 것인가를 잠시 생각해보자. 미래 농부로서 현대 영농에 필요한 화합물을 이용하기위해 화학을 충분히 이해할 수 있을까? 혹은 “화학 물질을 쓰지 않는 유기농”이 가야할 길이라고 느낄까? 그런 영농이 가능할까? 증권 업자로 당신의 고객에게 휘발유 대신 물로 달릴 수 있는 자동차 엔진 개발을 하고자 하는 회사에 투자하라고 추천할까? 부모로서 당신은 친구가 권하는 새로운 약이나 의학적 처치를 불안하게 생각하지 않는가? 오히려 의사가 제안한 것을 더 편안하게 느끼지는 않는가? 이와 같은 가상적인 상황을 오래 동안 토론할 수도 있으며 이를 위해 아마 지금보다 화학을 더 알아야할 것이 명백하다.
본 내용의 주목적은 화학을 좀 더 편안하게 대하는 것이다. 화학의 이해를 시작하여 보자. 아마 화학은 화학물질을 의미할 것이다. 아마도 이 말이 항상 독성이라는 형용사와 함께 생각될 것이다. 이런 생각은 아마 “독성 화학물질 누출” 또는 환경에서 독성물질의 경고에 관해서 들었기 때문에 놀라운 일도 아니다. 어떤 화합물은 맹독성이 있다. 추리소설의 비소, 세계1차 대전의 독가스, 부패된 통조림 식품에서 자란 미생물이 방출하는 식중독을 일으키는 화합물 등이 독성물질의 예이다.
그러나 화학 공부는 해로운 물질만을 배우는 것은 아니다. 또한 화학에 의해 만들어진 불치병 치료 의약품, 아름답고 유연하고 값싼 합성섬유, 또는 TV 화면의 천연색 같은 현대 사회의 경이로운 것들만 배우는 것도 아니다.
대신, “화학은 나에게 도움을 줄 수 있는 것이 무엇인가?” 와 같은 이기적인 관점이 아닌 화학 세계의 시민으로 다가 오기를 희망한다. 달에서 찍은 지구의 사진은 우리들에게 이 위성과 여기에 있는 물질들이 유한함을 알려 주었다. 화학 세계는 지구 상에서 얻은 물질과 이것들로 할 수 있는 것에 관심을 갖게 한다. 세계적 관점에서 화 학의 이해는 21세기 앞에 놓인 주요 사회 문제를 해결하는데 유용할 것이다. 60억이 상의 현재 세계 인구는 전에 보지 못한 속도로 증가 추세로 있고 50년 후에는 배로 될 전망이다.
어떻게 이 모든 인구를 먹이고, 입히고, 재울수 있나? 어떻게 지구가 제공 하는 것들을 훼손함을 방지할 수 있나? 우리의 활동의 결과에 관해 지금 알고 있는 것 보다 모르고 행한 어떤 피해를 어떻게 복원할 수 있나? 환경에 가하는 새로운 피해를 어떻게 막을 수 있나? 이런 문제의 어느 것도 심오한 응용화학 없이는 해결할 수 없다. 화학을 이해하는 것은 일상생활의 새로운 경지를 열어준다. 만일 화학물질이 들어있지 않은 상품이 광고된다면 그 상품의 생산자는 당신에게 무엇을 말하는가? 모든 것이 자연산이라고 선전하는 상품을 두 배로 살 가치가 있는가(그럴 가치가 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다)? 반응하면 맹독 가스가 생기기 때문에 가정용 암모니아와 염소 표백제를 혼합해서는 되지 않는 것을 당신은 아는가?
이제 세상에 대한 화학적 관점을 살펴보는 것이다. 그것은 관찰과 사실에 기초한다. 과학적 사실은 매번 같은 결과를 낳는 반복된 관찰에서 나온다(물은 해수면에서 100°C에서 끓는다는 것은 과학적 사실이다). 화학세계는 모형, 이론, 실험에 기초한다. 과학자들은 모형과 지식을 조직하는 이론을 사용 하고 예측을 한다. 예측은 실험에 의해 시험된다. 만일 실험 결과가 예측과 어긋나 면 그 이유를 조사해야 한다. 아마도 이론이 잘못된 것일 수 있다.
구리(a)에 질산(b)의 놀라운 효과. 어릴 때 Ira Remsen(1864~1927)은 구리동전을 질산에 넣고 무슨 일이 생기나 보았다. 유명한 화학자와 교사가 된 Remsen은 이 반응의 핵심을 다음과 같이 이해하였다. “이것은 이러한 경이로운 작용에 대하여 더 배우려는 욕망을 불러 일으켰다. 그것에 관해 배우는 유일한 방법은 실험실에서 그 결과를 보고, 실험하고, 연구하는 것이다.”
세계에 대한 화학적 관점은 두 가지 방법으로 물질을 보는 것을 배우는 것이다. 하나의 관점은 직접 관찰이 제공할 수 있는 것이 무엇인지이며, 다른 것은 과학자들 이 직접 관찰할 수 없는 세계를 배우는 추상적 모습이다.
화학세계의 소개를 계속하기 위해 일간 신문에 언급되기에 충분한 뉴스 가치가 있는 3가지 화학관련 주제들, 모든 식물과 동물의 유전을 지배하는 DNA, 대기권의 오존 파괴, 그리고 화석 연료와 기후 온난화에 대하여 간단히 살펴보고자 한다. 이와 같은 화학관련 주제들과 화학자들의 물질에 관한 관점과의 연관성에 관해 배우게 될 것이다.
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