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공기로 빵을 만들려고 했던 어느 과학자의 이야기

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과학자 중 업적에 비해 유명하지 않은 사람들이 있다. 대표적인 인물이 바로 프리츠 하버(Fritz Haber, 1868~1934)다. 네이버 과학인물백과에 따르면, 그는 공기 중 질소로 암모니아를 합성하는 방법을 발견해서 1918년 노벨상을 수상했다. 이것은 뒤에 화학비료 제작에 사용됨으로써 식량 생산량을 비약적으로 증가시킨다. 하버는 인류의 번영에 기여했을 뿐 아니라 정반대의 역할도 담당했다. 독일군을 위해 독가스를 개발하였다. 극과 극의 업적을 남긴 하버의 삶을 만나보자.

fritz haber

1. 훌륭한 스승이 중요하다.

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스승의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 비단 학문의 영역만의 이야기는 아니다. 경영,정치, 스포츠 등 분야와 상관 없이 똑같다. 스승이 제자에게 하나에서부터 열까지 모두 모범이 되면 정말 좋다. 거기에 제자가 스승의 장점을 모두 배우려는 의지가 있다면 더욱 좋다. 하버가 하이델베르크 대학에서 만난 분젠은 최고의 스승이었다.

“분젠(Robert Bunsen, 1811~1899)은 가열된 원소의 방출 스펙트럼을 분석해서 키르히호프와 공동으로 세숨(Cs)과 루비듐(Rb)을 발견한 과학자이다. …. 분젠은 현재 화학의 한 분야로 매우 중요하게 인식되는 광화학 분야의 개척자이기도 하다. 중,고등학교는 물론 대학 실험실에서 자주 이용되는 불꽃 가열 기구를 흔히 분젠 버너라고 하는데, 이것은 가연성 기체 연료와 공기를 조절하여 그을음이 없고 열이 발생하는 불꽃 버너를 말한다. …. 하버가 하이델베르크 대학교로 옮길 당시에 분젠 교수는 이미 일흔을 넘긴 나이였다. 그렇지만 하버는 분젠 교수에게서 연구자의 자세, 즉 실험의 정확성과 측정의 정밀성을 비롯하여 끈기, 열정의 중요성을 충분히 배웠던 것으로 보인다. 나중에 하버 자신이 교수로서 학생들을 가르치고 지도하며 엄한 훈련을 시킨 것도 모두 분젠 교수의 연구실을 거치면서 몸에 익은 연구 경험과 지도력이 뒷받침하고 있었다는 것을 알 수 있다.” (책 ’공기로 빵을 만든다고요?’, 여인형 저)

2. 비료 대량생산은 지금도 시사하는 바가 크다.

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석유가 고갈될 것이라고 몇 십 년 전에 예측을 한 것이 빗나갔다. 굴착 기술이 발달한 것을 계산에 넣지 않은 탓이다. 마찬가지로 19세기에는 사람들이 기하급수적으로 늘어나고, 식량은 산술급수적으로 늘어난다고 했다. 지구의 파멸을 예고하였다. 이 역시 실제로 일어나지 않았다. 이렇게 되기까지 수많은 과학자들의 피땀 어린 노력이 있었다. 그리고 이런 노력들은 지금도 필요하다.

“유일한 방법은 질소 화합물을 사용하여 비료를 대량으로 생산하는 것이었다. 이 때문에 공기 중에 풍부한 질소를 질소 화합물로 변형시켜 비료를 생산할 수 있는 방법을 개발하는 것이 19세기 말 과학계의 큰 화두였다. 그러므로 크룩스의 강연은 과학자 중에서도, 특히 화학자들에게 질소 고정에 대한 연구열에 불을 지피는 계기가 되었다. 수많은 저명한 화학자들 사이에 이 문제를 해결해 보려는 경쟁이 벌어졌다. 오스트발트, 네른스트, 르샤틀리에, 하버와 같은 저명한 과학자들이 암모니아 합성 연구에 도전하기 시작하였다. 공기 중의 질소를 사용하여 암모니아를 합성할 수 있는 과제를 해결할 수 있는 것은 온전히 화학자들의 몫이었다. 여기서 잠깐 오늘날의 문제로 눈을 돌려 보자. 하버 시대에 식량 문제가 화학자들의 최대 과제였던 것과 마찬가지로, 오늘날 우리는 지구온난화라는 커다란 과제를 안고 있다. 따라서 이산화탄소의 적정 농도를 유지하여 지구 온난화 문제를 해결하려면 21세기의 화학자들이 사명 의식을 갖고 이산화탄소 감축 연구에 박차를 가해야 할 것이다. …. 만약 화학자들이 공기 중에 있는 이산화탄소를 탄수화물(연료 또는 식량)로 전환하는 연구에 성공을 거둔다면 정말 멋지고 대단한 일이 아닐 수 없을 것이다.” (책 ’공기로 빵을 만든다고요?’, 여인형 저)

3. 제1차 세계대전 중 노벨화학상을 수상했다.

the first world war

노벨상은 종종 뒷말들이 나온다. 수상자의 자격을 둘러싼 말들, 그리고 선정 과정에 대한 말들이다. 제1차 세계대전은 독일과 영국, 프랑스 등의 대결이었다. 그런데 세계대전 중에 독일측 과학자가 노벨화학상 수상자로 선정되었으니 말이 많이 나올 수밖에 없었다. 그 외에도 여러 면에서 하버는 공격을 받았다.

“제1차 세계대전 기간에도 노벨상 명단은 발표되었다. 그러나 축하 강연이나 만찬은 열리지 않았다. 이 시기(1914~1919년)에 노벨상 수상자들은 모두 1920년에 상을 받았고, 이때 강연 기회가 주어졌다. 하버는 1918년 노벨 화학상 단독 수상자로 결정되었는데, 그의 수상 업적은 공기 중에 있는 질소를 사용하여 암모니아를 합성한 것에 대한 것이었다. 노벨이 추구하는 인류에 대한 지대한 공헌이라는 기준에 하버의 연구 결과가 합격 점수를 받는 것이다. …. 그러나 하버의 노벨상 수상 소식이 발표되자 각국의 과학자들과 언론은 하버의 수상 자격을 놓고 격렬히 반대하였다. …. 현재의 기준으로 볼 때 더욱 이해할 수 없는 일은 암모니아 합성 연구 초기에 지대한 공헌을 한 로시놀을 비롯해 대량 생산 공정을 성공적으로 이끈 보슈 등이 공동 수상자로서 이름이 빠졌다는 것이다. 암모니아 대량 생산에 매우 크게 기여한 이들을 제외하고, 하버를 단독 수상자로 결정한 위원회의 판단은 이해하기 어렵다.”(책 ’공기로 빵을 만든다고요?’, 여인형 저)