물이란 무엇인가

우에다이라 히사시 지음 | 오진곤 옮김

전파과학사 2020년 02월 04일 출간

작품소개

책소개

물은 만물의 근원이다

물과 공기는 생물에게 없어서는 안 되는 것이지만 인간은 물에 더 많은 관심을 가져왔다. 그 까닭은 물의 풍부한 변화 상태와 홍수의 전설 따위에서 볼 수 있듯이 인류 생활에 미친 헤아릴 수 없는 영향 때문이리라. 물이라는 물질에 마음이 끌려 연구한 사람도 상당히 많다. 유럽의 어떤 학자는 “물은 가장 아름다운 화합물”이라고 했다.

물은 분자량이 기껏 18이며 2개의 수소 원자와 1개의 산소 원자로 이루어진 간단한 화합물이다. 얼핏 보기에는 분자식이 단순하게 보이지만 실제로는 놀라운 성질을 가지고 있다. 이상하게 생각될지 모르나 생물은 발생하기 그 훨씬 전부터 물의 혜택을 입어왔다. 아찔하리만큼 긴 진화 과정에서 생물은 이 신기한 화합물의 성질에 잘 적응할 수 있게 되었다. 그리고 물 없이는 살아갈 수 없게 되었다.

물은 생명에게 없어서는 안 되는 물질이지만, 단백질이나 핵산처럼 생명현상 자체의 주연은 아니다. 복잡한 현상을 진행하는 연출가이며 또한 주연을 돕는 조연이기도 하다. 지금까지 물에 관한 여러 책들이 출판되었지만 대부분은 거시적인 입장에서 물을 다루고 있다. 이 책에서는 물 분자의 운동이라는 미시적인 관점에서 물과 생명의 관계를 다루었다. 따라서 이 책에서는 그다지 눈에 띄지 않는 곳에서 활약하고 있는 물 분자에 초점을 맞추어 그것이 연출하는 역할을 정면으로 부각해 독자의 이해를 도울 것이다.

목차

머리말
1장 분자 수준에서 본 기체, 액체, 고체
기체, 액체, 고체의 차이
총알 정도인 기체 분자의 속도
분자운동으로 본 기체와 액체
병진운동과 회전운동
분자 사이에 작용하는 여러 가지 힘
판데르발스 힘
힘의 세력 범위
퍼텐셜 곡선
퍼텐셜의 골짜기
분자를 잡는다

2장 물의 구조를 밝힌다
액체의 대표는 물일까
물 분자의 구조와 작용하는 힘
물 분자의 이중성격
물의 성질
식기 어려운 액체
물은 증발하기 어렵다
물은 수축한다
18종류의 물
증류수란 무엇인가
어째서 얼음은 물에 뜨는가?
맹렬하게 운동하는 얼음의 결정
유리 상태의 물
물의 구조
물의 구조의 평균 수명

3장 수용액의 구조
물질을 녹이는 특수 능력
증류술과 양조술
알코올 수용액의 성질
5㏄+10㏄=14.6㏄!?
치환형과 빈집형
알코올 수용액 속 분자활동의 용이성
설탕과 물의 유사성
전해질 수용액
이온과 물 분자 사이의 힘
이온 주위의 물 분자 배열
정수화와 부수화
이온의 열운동

4장 계면(界面)과 물
표면장력
세제의 작용
모세관 현상
물과 기름 이야기
엔트로피의 감소
소수성 수화
소수성 상호작용
20℃에서 어는 가스
틈 사이의 물
삼투압
물의 활량
삼투압과 생물

5장 생체 내의 물
사람이 하루에 필요한 물은 얼마나 될까
체액의 조성
세포
단백질의 구조
3차 구조와 소수성 상호작용
단백질 주위의 물의 상태
세 겹의 물로 둘러싸인 단백질
단백질 생합성과 물 분자의 작용
단백질을 보호하는 구조화된 물
효소반응
어째서 돌고래는 빠르게 헤엄칠 수 있을까
세포 내 물의 상태
몸속을 물이 순환하는 속도
노약 생사의 식별
비슷한 적혈구와 암세포
동면과 휴면
중수의 생리작용

6장 마취와 온도
마취와 온도의 관계
불활성기체의 성질
가스 마취
세포의 증식을 멎게 한다
나무가 장승처럼 말라죽는 원인은?
사람은 몇 도에서 얼어 죽는가?
틈 사이의 물과 온도 변화
생명에 위험한 15, 30, 45, 60도
이콜로지

7장 저온생물학
저온생물학이란?
세포 내의 물은 몇 도에서 어는가?
생체조직의 동결
정자의 동결
아이스 베이비
이점이 많은 냉동혈액
냉동인간은 되살아나는가?
눈 녹은 물의 수수께끼
혈액과 정자의 동결건조
암의 동결 방법
인체실험

후기
번역을 마치고

출판사 서평

고대문명은 모두 큰 강 유역에서 발생했고, 그 문명은 강에 의해 지배되고 발전했다. 물에 대한 사상이 보편성을 지니고 있는 원인의 하나가 바로 여기에 있을 것이다. 이렇게도 오랜 기간에 걸쳐 인간의 사고 대상이 된 물질은 달리 또 없을 것이다. 왜 이렇게도 물은 인간의 마음을 사로잡았을까.

수소와 산소로부터 만들어지는 가장 단순한 화합물인 물. 그 친숙함에 비해 물은 꽤 특수한 물질이라고 할 수 있다. 액체 형태(물)가 고체(얼음)보다 밀도가 큰 것, 4？℃로 최대밀도가 되는 것, 물질을 녹이는 능력이 제1인 것, 표면장력이 대단히 큰 것 등. 결코 상식적인 물질은 아니다. 뜻밖에도 물이나 얼음의 구조가 본연의 의미로 이해되기에 이른 것은 최근의 일이다. 이들 물 구조의 해명에 따라 생명의 영위가 물의 여러 가지 성질에 얼마나 얽매여 있는가를 알게 된 것이다. 저자는 다양한 탐구 사례를 들어 물의 마이크로적인 기능을 살펴본다.

작가정보

저자(글) 우에다이라 히사시

동경공업대 화학 코스 졸업. 러시아의 물 구조 연구의 권위자 사미에로프와 물 연구에 전념했다. 공업기술원 섬유고분자 재료연구소에서 연구했다. 전공은 용액화학 및 생물물리이다. 저서로는 『물이란 무엇인가』, 『수학 퍼즐』, 『퍼즐과 문제』, 『퍼즐과 추리 Ⅰ,Ⅱ』, 『퍼즐과 사고』, 『퍼즐의 원류』 등이 있다.

번역 오진곤

전북대학교 물리대 화학과, 동 대학원 화학과를 졸업. 동 대학원 사학과 수료. 전라북도문화상(학술부문)을 받았다. 전공은 서양과학사로 전북대학교 교수를 역임했다. 저서로는 『자연과학사개론』, 『과학사상사』, 『근대의 과학혁명』, 『과학사』, 『서양과학사』, 역서로는 『물이란 무엇인가』, 『연금술』, 『과학사의 새로운 관점』 등이 있다.