기초과학의 중요성을 언급할 때 빼놓지 않고 등장하는 마이클 패러데이의 <촛불 하나의 과학>은 과학 꿈나무들에게 과학의 재미와 실제적인 접근 방법을 알려준다는 점에서 패러데이의 탁월한 강연 능력이 집약된 책이라고 할 수 있다. 이번에 출간된 <촛불 하나의 과학>은 현대적인 감각으로 번역하여 한국 독자들의 이해의 폭을 넓히고자 했다.
패러데이에 대하여
\"지금까지도 많은 글에서 패러데이를 다뤘지만 앞으로 더욱더 많은 글에서 패러데이를 다룰 것이고 더 많은 사람이 그 글을 읽을 것이다. 패러데이는 대단히 중대한 과학 현상들을 발견했고 관련 사료도 풍부하게 남아있다. 그뿐만 아니라 패러데이의 인생에서는 '가난뱅이에서 벗어나 출세가도에 오른' 감격스러운 여정, 그리고 과학을 사랑하지만 기회나 정식 교육의 혜택을 받지 못한 사람들에게 언제까지라도 영감을 불어넣어 줄 완벽을 향한 정진을 찾아볼 수 있다.\"
많은 사람이 패러데이의 인생과 그의 업적에 그토록 매력을 느끼는 이유를 아주 적절하게 설명한 위 구절은 데이비드 구딩과 프랭크 제임스가 편집한 저서 《패러데이 재발견Faraday Rediscovered: Essays on the Life and Work of Michael Faraday(1791-1867)》의 머리말에 런던 왕립 학회 회원 조지 포터가 쓴 내용이다.
마이클 패러데이는 1791년 9월 22일 런던의 한 가난한 가정에서 태어났다. 아버지는 일거리를 찾아 런던으로 온 대장장이였다. 패러데이의 어린 시절은 잘 알려져 있지 않다. 아버지의 소득만으로는 가족의 생활에 기본적으로 필요한 의식주를 충당할 수 없었다. 따라서 패러데이는 어릴 때부터 가족 소득을 늘릴 방법을 생각해야 했다. 패러데이는 열세 살 때 프랑스 망명자 조지 리보 씨 밑에서 신문 배달을 시작했다. 리보는 신문 발행 이외에 고서를 재제본해서 재판매하는 일도 하고 있었다. 리보는 인정 많은 사람이었다. 일 년 뒤 리보는 패러데이를 제본 기술을 배우는 유급 수련생으로 고용했다. 그 덕분에 패러데이는 재판매용 및 재제본용 서적을 가까이서 접할 수 있었다.
또한 패러데이는 정밀하고 민첩하게 도구를 사용하는 동안에 손재주를 단련할 기회를 얻었고 이 경험은 이후 과학 기구를 설계하고 다룰 때 무척 큰 도움이 됐다. 책을 가까이에서 접하면서 패러데이는 왕성한 호기심에 자극을 받았고 가게에 들어오는 책을 닥치는 대로 읽기 시작했다. 처음에는 뚜렷한 목표 없이 가리지 않고 책을 잃었다. 패러데이는 정규 교육을 받지 않았기 때문에 어쩌면 그럴 수밖에 없었을 것이다. 그는 열세 살 때까지 주간 학교에 다녔지만 그곳에서 받은 교육은 '읽기, 쓰기, 산수 기초'에 지나지 않았다.
그렇게 독서를 하던 어느 날 패러데이는 재제본용으로 리보의 가게에 들어온 《브리태니커 백과사전》 한 권에서 '전기'를 다룬 항목을 발견했다. 이 글을 읽은 뒤 패러데이는 전기 과학에 깊은 흥미를 느끼게 됐다. 그는 전기의 다양한 측면을 다룬 글을 읽기 시작했을 뿐만 아니라 낡은 병과 주변에서 얻을 수 있는 잡동사니로 직접 만든 작은 정전기 발생기를 써서 타이틀러(브리태니커 백과사전 제2판의 편집자―옮긴이)가 쓴 항목에 나오는 몇몇 사실을 확인하기도 했다. 이 글은 패러데이의 사고에 커다란 영향을 미친 듯하다. 타이틀러는 이 글에서 전기에 관한 특이한 관점을 내보였다. 타이틀러는 전기를 공중에서 입자가 흐르는 현상이 아니라 일종의 진동이라고 상상했다. 또한 모든 전기 현상을 설명할 다양한 운동 방식을 나타내는 '독특한 유동체'가 존재한다고 상정함으로써 모든 전기 효과를 설명할 수 있다고 생각했다. 그는 자기 고유의 색다른 관점을 제안하는 동시에 당대 전기 이론을 무너뜨렸다. 타이틀러의 글을 읽은 패러데이는 기존 이론을 의심하는 한편 논쟁의 여지가 있는 주장을 열린 마음으로 대하게 됐다. 패러데이가 타이틀러의 글에 얼마나 영향을 받았는지 단언할 수는 없지만 1820년부터 꾸준히 작성한 실험 노트에 타이틀러의 글을 여러 차례에 걸쳐 언급했다. 또한 우연히 타이틀러의 글을 읽은 덕분에 이후 패러데이의 경력이 완전히 뒤바뀌기도 했다. 패러데이는 이 글을 읽고 과학을 향한 진정한 열정을 느꼈고 이후 방향성 있는 독서를 하게 됐다. 같은 시기에 패러데이는 제인 마셋이 쓴 《화학 대담Conversations on Chemistry》이라는 책도 발견했고 이 책 역시 패러데이의 사고에 오랫동안 영향을 미쳤다. 동시대 화학 관련 서적들과 달리 이 책은 무미건조한 화학 지식을 상세하게 서술하지 않았다. 그 대신 마셋은 화학 반응, 전기 관련성, 열 현상 및 광학 현상을 거대한 하나의 체계로 통합하고자 했다. 마셋은 책에서 화학은 자연의 궁극적 수수께끼를 풀 열쇠라고 강조하고자 했다. 이 책을 읽고 패러데이는 화학에 관심을 느끼게 된 동시에 험프리 데이비 경의 업적을 잘 알게 됐다.
당시에는 과학 관련 직업에 종사하기가 쉽지 않았을 뿐더러 패러데이 처지에는 한층 더 어려운 일이었다. 그러나 모든 일이 꼭 논리적으로 진행될 필요는 없다. 그랬다가는 이 세상이 지루한 곳이 되고 말 것이다. 1810년에 패러데이는 당시 존 테이텀이 회장직을 맡고 있던 시립 철학 학회City Philosophical Society 회원들과 만났다. 시립 철학 협회 회원들은 일주일에 한 번씩 존 테이텀 자택에 모여 다양한 과학 주제를 논의했다. 테이텀이 특정한 주제에 관해 강의를 한 뒤에 회원들이 모두 토론에 참여했다. 이 모임은 패러데이가 과학에 관심 있는 사람들과 교류하는 통로 역할을 했다. 그러던 차에 뜻밖의 일이 벌어졌다. 어느 날 리보의 고객이 \"리보 씨, 지금 데이비 경의 강의를 들으러 가는 중인데 표가 한 장 남아요. 함께 가시죠.\"라고 말했다. 리보는 고객에게 자기는 과학 분야를 잘 몰라서 강의를 즐길 수 없겠지만 괜찮다면 대신 '과학을 사랑'하는 패러데이를 데려가라고 말했다. 고객은 흔쾌히 패러데이를 데려가겠다고 했다. 패러데이는 이미 업적을 잘 알고 있는 데이비의 강의를 듣게 돼 무척 기뻤다. 패러데이는 강의에 참석했을 뿐만 아니라 강의 노트를 꼼꼼하게 작성한 뒤 나중에 반듯하게 옮겨 써서 제본까지 했다.
패러데이는 제본 일을 그만두고 과학 관련 일에 종사하고 싶었지만 어디서부터 시작해야 할지 몰랐다. 마침내 패러데이는 데이비에게 도움을 요청하는 편지를 썼다. 패러데이는 편지와 함께 자기가 참석했던 염소를 주제로 한 데이비의 강의 4회분을 기록한 강의 노트 합본을 보냈다. 1812년 12월 크리스마스이브에 패러데이는 데이비에게 편지를 받았고 그 내용은 다음과 같았다. \"당신이 보낸 강의 노트에 담긴 자신감과 굳은 결심에 나는 기쁜 마음을 금할 수 없었습니다. 이 강의 노트에서 당신이 열렬한 관심, 뛰어난 기억력, 대단한 주의력을 갖추고 있다는 것을 알 수 있었습니다. 나는 한동안 런던을 떠나 있을 예정이고 다시 돌아와서 안정을 찾으려면 1월말이나 되어야 할 것 같습니다. 그 후 언제라도 당신을 꼭 만나고 싶습니다. 당신에게 도움을 줄 수 있다면 무척 기쁠 것입니다. 능력이 닿는 한 돕고 싶습니다.\" 1813년 1월 말에 데이비는 런던으로 돌아온 직후 패러데이를 만났다. 그러나 데이비는 패러데이에게 아무런 약속도 하지 않았다. 몇 주 뒤 데이비는 실험실에서 발생한 폭발 사고로 인해 일시적으로 실명했다. 데이비는 일상적인 실험실 업무를 도와줄 사람이 필요했고 기꺼이 과학계에 입문하고 싶어 하는 '글씨를 또박또박 쓰는 젊은이'에게 도움을 요청했다. 데이비는 패러데이의 일처리에 만족했는지 1813년 봄에 실험실 조수 자리가 비게 되자 그런 기회를 간절하게 바라고 있던 패러데이에게 그 자리를 제안했고 패러데이는 즉시 제안을 수락했다. 그리하여 패러데이는 당시 가장 유명한 화학자 중 한 명에게 화학을 배울 기회를 손에 넣었다. 데이비는 패러데이의 열의, 헌신, 독창성에 대단히 큰 감명을 받았고 패러데이의 장래에 적극적인 관심을 보였다.
데이비는 훌륭한 과학자였고 여러모로 과학계에 지대하게 공헌했다. 그러나 아마도 데이비가 과학계에 공헌한 가장 큰 업적은 아마도 패러데이에게 과학의 길로 들어설 수 있는 기회를 제공했다는 사실일 것이다. 데이비 자신도 이 사실을 인정했다. 한 기자가 데이비에게 \"선생님은 본인의 가장 큰 발견이 무엇이라고 생각하십니까?\"라고 물었을 때 데이비는 \"마이클 패러데이입니다.\"라고 즉답했다.
전기화학에 크게 기여한 데이비의 연구는 패러데이의 사고에 깊은 영향을 미쳤다. 당시에는 전기가 유동체라고 믿고 있었지만 데이비는 전기화학은 연구하던 중에 이 개념을 지지할 수 없다고 확신하게 됐다. 데이비가 발견한 많은 사실로 미루어 볼 때 전기는 물질의 입자와 관련된 힘을 의미한다는 사실이 명확해졌다. 이는 패러데이의 과학 인생 전체를 인도한 개념이다.

촛불에 대하여
연구로 과학과 기술의 토대를 닦은 여러 위대한 과학자는 이렇게 간단한 '기구'로 실험을 했다. 패러데이가 그랬다. 그는 낡은 병과 잡동사니로 작은 정전기 발생기를 설계했다. 다행스럽게도 위대한 초창기 과학자들은 강의를 해서 그 내용이 이후에 출판되거나 직접 집필을 함으로써 자기가 실시한 실험 내용을 다른 사람들과 공유했다. 개중에는 실용적인 과학 지식의 기초를 알려 주거나 배우고자 하는 사람이라면 읽고 또 읽어야 할 책도 있다.
《촛불 하나의 과학》는 패러데이가 직접 저술하지는 않았다. 이는 1860년과 1861년 크리스마스 휴가 기간에 패러데이가 학생들을 대상으로 실제로 실험을 실시하면서 진행했던 강의의 속기록이다. 패러데이는 지금까지 지구상에 살았던 가장 위대한 실험과학자 중 한 명이다. 패러데이는 과학 교육에 실험을 활용하는 데 막대한 영향을 미쳤다. 사실 패러데이가 발견과 증명에 성공을 거두면서 실험 실시와 자연 학습 간에 신뢰할 수 있는 관계가 있다고 인정받게 됐다. 패러데이는 자연에서 배우는 학습 기제로 실험을 설계했다. 그는 자기 강의를 듣는 사람이 스스로를 '자연 학교'에 다니는 학생이라고 생각하길 바랐다. 패러데이가 실시한 실험에는 정말로 제한이 없었다. 패러데이는 실험을 통해 현상을 보여주고 증명했다. 그가 사용한 기구와 기법은 무척 알기 쉬웠으므로 이를 보는 사람들은 아무런 어려움 없이 실험 진행 과정을 이해할 수 있었다. 패러데이가 실시한 실험은 현상을 자명하게 밝혔다. 우리는 패러데이의 강의를 읽은 사람이라면 분명히 패러데이가 청중들 앞에서 보여준 실험을 해보고 싶다는 충동을 느낄 것이라고 확신한다. 그제야 실험 결과와 학습 간의 관계가 얼마나 흥미로운지 깨닫게 될 것이며 그저 책을 정독했을 때 얻게 될 인상보다 훨씬 더 깊은 감명을 받게 될 것이다.

머리말
제1강 양초 한 자루: 불꽃―원료―구조―운동―밝기
제2강 양초 한 자루: 불꽃의 밝기―연소에 필요한 공기―물의 생성
제3강 연소 생성물: 연소 시 발생하는 물―물의 성질―화합물-수소
제4강 양초 속의 수소―연소로 생성되는 물―물을 구성하는 나머지 성분―산소
제5강 공기 중에 존재하는 산소―대기의 성질―그 특성―양초의 기타 연소 생성물―이산화탄소―그 특성
제6강 탄소 혹은 숯―석탄 가스―호흡과 양초 연소의 유사점―결론
마이클 패러데이에 대해서
편집자의 말