71 . 헤르츠 에 의한 전자기파 확인 1860 년 대 초 맥스웰 은 이전 까지 와 는 약간 다른 방식 을 이용 해서 오늘날 에 도 전자기학 의 뼈대 가 되 는 네 개 의 맥스웰 방정식 을 만들 어 내 었 다 . 맥스웰 이 만들 어 낸 방정식 들 을 연립 해서 풀 면 파동 방정식 이 나오 는데 맥스웰 은 그 파동 의 속도 를 계산 해 내 었 다 . 계산 결과 는 전자기파 의 속도 가 빛 의 속도 와 같 다는 것 이 었 다 . 그 결과 를 바탕 으로 그 는 전자기파 가 존재 한다고 예언 하 고 , 빛 은 전자기파 의 일종 이 며 따라서 빛 과 전자기파 는 본질 적 으로 같 은 것 이 라고 주장 하 였 다 . 맥스웰 이 전자기파 를 예언 한 후 , 1888 년 독일 의 물리학자 헤르츠 는 이러 한 전자기파 가 존재 하 는 것 을 실험 적 으로 증명 하 였 다 . 그 는 전자기파 를 발생 시키 는 장치 ( 진동자 ) 와 전자기파 를 받 는 장치 ( 공진 자 ) 를 만들 었 다 . 포물선 반사경 을 사용 하 여 평행 하 게 진행 하 는 전자기파 를 만들 어 반사 , 굴절 , 회절 , 간섭 등 의 실험 을 하 여 전자기파 와 빛 이 같 은 성질 의 것 임 을 증명 하 였 다 . 이 로써 맥스웰 의 전자기파 방정식 의 옮 음 이 증명 되 었 다 . 맥스웰 의 전자기 이론 과 그 에 따른 헤르츠 의 실험 은 원격 적 인 중심력 을 기초 로 한 뉴튼 적 자연관 을 대신 하 여 전자기 적 자연관 이 과학 사상 에 새로이 등장 하 게 함 으로써 자연 인식 의 역사 에 하나 의 전환점 을 형성 하 였 다 . 72 . 자동차 발견 자동차 가 바퀴 이래 교통 수단 의 역사 상 가장 혁명 적 인 발명품 이 라는 견해 에 는 의심 의 여지 가 없 다 . 자동차 의 기본 전제 는 간단 하 다 . 소나 말 이 끄 는 탈것 을 하나 골라서 모터 를 달 아 스스로 달리 는 수레 로 만드 는 것 이 다 . 현대 적 인 자동차 의 시조 는 1771 년 프랑스 의 전쟁 성 장관 니콜라스 조셉 컥 넛 이 만든 파르 디에 라고 하 는 증기 동력 의 삼륜차 였 다 . 이 기계 는 말 이 끄 는 것 보다 느리 고 운전 하 기 도 힘들 었 기 때문 에 본격 적 으로 생산 되 지 는 않 았 다 . 역시 프랑스인 인 앙 드 볼 르 는 1873 년 12 인승 증기 자동차 를 만들 었 다 . 그러나 증기 기관 은 마차 와 속도 를 경쟁 하 기 위해 만들 어 진 자동차 에 는 적합 하 지 않 았 다 . 실용 적 인 자동차 의 발명 이 있 기 까지 는 실용 적 인 내연 기관 의 발명 을 기다려야 했 다 . 1889 년 독일 의 고트리브 다임러 와 빌헬름 메이 바흐 는 기념비 적 인 교통 수단 을 탄생 시켰 다 . 이 자동차 는 1 . 5 마력 의 4 단 변속 과 2 기통 휘발유 엔진 으로 시속 16 킬로미터 를 달릴 수 있 었 다 . 또 다른 독일인 카를 벤츠 도 같 은 해 에 휘발유 로 가 는 차 를 만들 었 다 . 그러나 19 세기 의 휘발유 자동차 는 유럽 과 미국 에서 생산 된 진귀 한 물건 으로 단지 호기심 의 대상 일 뿐 이 었 다 . 최초 로 대량 생산 된 자동차 는 1901 년 미국 의 랜섬 E . 올 스가 개발 한 커 브 드 대 시 올 스모 실 이 었 다 . 현대 적 인 자동차 를 대량 으로 생산 해 낼 수 있 는 일괄 조립 라인 은 미국 디트로이트 의 헨리 포드 의 작품 이 다 . 그 는 1896 년 부터 휘발유 자동차 를 만들 었 다 . 1908 년 모델 T 자동차 가 생산 되 기 시작 한 이래 1927 년 생산 중단 할 때 까지 1800 만 대 가 넘 는 자동차 가 포드 의 조립 라인 을 빠져 나갔 다 . 73 . 에너지 보존 의 법칙 성립 에너지 보존 법칙 은 열 , 전기 , 자기 , 빛 , 역학 적 에너지 등 이 서로 형태 만 바뀔 뿐 , 그 총량 은 일정 하 게 보존 된다는 것 이 다 . 예 를 들 어 전열기 를 사용 하 면 전기 에너지 가 소모 되 지만 이 는 완전히 없 어 지 는 것 이 아니 라 에너지 의 형태 만 열 로 바뀔 뿐 이 다 . 또 이 열 로 물 을 끓여 수증기 를 발생 시키 고 이 수증기 로 터빈 을 돌리 면 열 에너지 는 다시 역학 적 에너지 로 바뀐다 . 에너지 보존 법칙 은 따로따로 이해 되 던 열 , 전기 , 자기 , 운동 , 빛 등 의 현상 을 에너지 라는 개념 을 통해 통일 적 으로 이해 할 수 있 는 기반 을 제공 했 다 . 사람 들 은 오랫동안 물체 에 열 을 가해 무엇 인가 를 하 고 나 면 그 열 이 사라진다고 생각 했 다 . 그러나 제임스 줄 은 열 이 역학 적 인 일 로 바뀌 고 , 또 역학 적 일 은 열 로 바뀔 수 있 다는 것 을 실험 으로 보여 주 었 다 . 이러 한 실험 을 통해 열 , 전기 , 역학 적 일 등 이 형태 는 다르 지만 본질 적 으로 같 은 어떤 것 , 즉 에너지 라는 것 을 인식 하 게 되 었 던 것 이 다 . 한편 에너지 보존 법칙 은 영구 기관 을 만들 려는 오랜 꿈 이 불 가능 하 다는 것 을 밝혀 여러 사람 들 을 실망 에 빠지 게 만들 기 도 했 다 . 영구 기관 이란 한 번 만 작동 을 시켜 주 면 더 이상 외부 에서 일 을 해 주 지 않 아도 그 작동 이 영구히 지속 되 는 , 따라서 연료 걱정 을 할 필요 가 없 는 그런 장치 를 말 한다 . 74 . X 선 의 발견 1879 년 에 영국 의 크룩스 ( William Crooks ) 는 저압 의 기체 를 넣 은 관 에 고압 의 전류 를 흘리 면서 알 수 없 는 선 이 음극 으로부터 방사 되 는 것 을 보 았 다 . 그것 은 보통 직선 으로 진행 하 며 자기장 의 영향 을 받 으면 구부러졌 다 . 그 는 이 선 을 음극 에서 방사 되 어 나오 는 극히 작 은 대전 된 입자 의 흐름 이 라고 생각 하 여 음극선 ( cathode ray ) 이 라 불렀 다 . 1895 년 에 독일 의 뢴트겐 ( Wilhelm von Röntgen ) 은 크룩스관 을 이용 하 여 음극선 을 금속 에 부딪치 면 지금 까지 알려 지 지 않 은 새로운 선 이 방출 된다는 사실 을 발견 하 였 다 . 그 는 그 선 이 대단 한 투과력 을 가지 고 있 으며 불 투명 한 물체 도 통과 한다는 점 을 알 았 다 . 뢴트겐 은 이 사실 을 아무 에게 도 알리 지 않 고 자신 의 처 를 실험실 로 불러 그녀 의 손 을 그 선 으로 찍 어 성공 을 거두 었 다 . 그러나 이 선 이 발생 하 는 원인 은 도무지 알 수 없 어서 그 는 X 선 이 란 용어 를 붙였 다 . 그간 의 실험 을 정리 해 발표 한 뢴트겐 의 논문 은 과학 계 , 의학 계 및 일반 인 사이 에서 센세이션 을 불러 일으켰 다 . X 선 은 인간 이나 기계 의 조직 을 진단 하 기 위하 여 의학 계 및 산업 계 에서 널리 사용 되 었 다 . 뢴트겐 은 1901 년 에 노벨 물리학상 의 최초 수상자 가 되 는 영예 를 안 았 다 . 한편 , X 선 이 발생 하 는 원인 은 당시 과학 계 의 중심 과제 로 떠올랐 고 이 에 관련 된 많 은 연구 활동 은 방사능 과 방사성 원소 의 발견 으로 이어졌 다 . 75 . 무선 통신 의 등장 전신 과 전화 는 모두 통신 기술 시대 의 도약 을 가져온 큰 발명품 들 이 다 . 하지만 전파 의 발견 은 전신 이나 전화 보다 도 더 큰 통신 의 새 시대 를 열 었 다 . 전파 를 발견 한 것 은 1887 년 독일 의 과학자 헤르쯔 였 다 . 그러나 최초 로 전파 를 통신 에 이용 하 여 한 사람 은 귀리 엘 리모 마르코니 였 다 . 1895 년 마르코니 는 이탈리아 볼로냐 의 자기 집 근방 에서 2 . 4 킬로미터 떨어진 곳 으로 무선 전파 신호 를 보내 는 데 성공 했 다 . 1898 년 유진 뒤 크리 테 와 에르네스트 로제 는 파리 시 를 가로질러 무선 송신 을 하 였으며 , 1899 년 3 월 28 일 에 는 마르코니 가 영국 의 도버 에서 프랑스 의 위 메레 까지 50 킬로미터 를 지나 는 무선 통신 에 성공 하 였 다 . 마르코니 는 이어 2 년 뒤 인 1901 년 12 월 12 일 , 영국 의 폴 두 에서 뉴펀들랜드 까지 무려 3380 킬로미터 떨어진 곳 에서 최초 로 대륙 간 무선 통신 에 성공 하 였 다 . 1903 년 마르코니 가 메사 추세 츠 의 사우드 웰 포리트 에 호출 부호 WOC 인 송 신국 을 세웠 을 때 , 봉헌식 에 는 테오도어 루스벨트 대통령 과 에드워드 7 세 국왕 의 축하 메시지 교환 도 있 었 다 . 1904 년 마르코니 는 최초 의 선박 , 해변 간 통신 시스템 인 커 나드 증기선 에 무선 통신 을 설치 했 다 . 이 시스템 은 1912 년 타이타닉 호 의 참사 등 여러 해난 사고 에서 인명 구조 에 절대 적 인 기여 를 했 다 . 무선 통신 은 그 후 로 도 비약 적 인 발전 을 거듭 하 여 현재 는 레이저 에 의한 통신 이 실용화 단계 에 와 있 다 . 이러 한 추세 라면 앞 으로 의 무선 통신 은 정보 화 사회 와 깊이 있 게 맞물려 함께 시대 를 선도 해 나갈 것 으로 전망 된다 . 76 . 방사능 발견 방사능 이 란 물질 원자 가 자발 적 으로 에너지 를 방출 하 는 특성 을 가리킨다 . 1897 년 앙리 베크렐 은 우라늄 화합물 에서 전 에 본 적 이 없 는 강한 에너지 가 저절로 방출 되 는 것 을 발견 했 다 . 곧이어 퀴리 부부 는 우라늄 이외 의 방사능 물질 이 있 음 을 확인 하 고 이 를 각각 폴로늄 과 라듐 으로 이름 지 었 다 . 방사능 의 발견 은 과학 적 인 면 에서 , 또 실용 적 인 면 에서 중요 한 결과 를 낳 았 다 . 먼저 물리학자 들 은 방사능 연구 를 통해 방사선 의 본질 , 원자핵 변환 에 관해 알 수 있 었 다 . 이러 한 연구 들 은 본격 적 인 핵물리학 연구 로 이어졌 고 , 마침내 원자탄 의 원리 가 되 는 인공 연쇄 핵분열 까지 가능 하 게 되 었 다 . 오늘날 원자핵 에너지 는 무기 제작 에 만 활용 되 는 것 이 아니 다 . 핵 에너지 는 화석 연료 와 더불 어 주요 에너지 공급원 의 역할 을 한다 . 그 에 따라 방사능 핵폐기물 등 의 문제 가 새로이 대두 되 기 도 했 다 . 한편 방사능 물질 들 은 의학 , 농업 , 고고학 연구 등 에 도 이용 되 고 있 다 . 병원 에서 는 피부병 과 항암 치료 에 방사선 을 이용 한다 . 방사능 동위 원소 를 이용 하 면 유물 의 연대기 측정 이나 동 · 식물 의 체내 에서 일어나 는 물질 대사 를 추적 할 수 있 다 . 또한 방사선 을 품종개량 이나 식품 보존 에 도 활용 하 고 있 다 . 77 . 인간 의 혈액형 발견 19 세기 와 20 세기 에 걸쳐 의학 은 눈부신 발전 을 이루 었 다 . 그 중 에서 도 특히 외과 는 수술 기법 과 관련 된 어려운 문제 들 이 해결 되 면서 두드러지 게 진보 했 다 . 마취 술 과 수술 부위 의 감염 을 막 는 무균 처리 법 이 발달 하 면서 수술 의 성공 률 이 크 게 높 아 진 것 이 다 . 그러나 수술 과정 에서 필연 적 으로 발생 하 는 출혈 문제 는 해결 해야 할 또 다른 장벽 이 었 다 . 출혈 이 심해 지 면 쇼크 등 의 부작용 이 생기 고 심하 면 목숨 까지 잃 게 된다 . 출혈 이 불가피 하 다면 그만큼 의 혈액 을 환자 에게 공급 해 주 면 된다는 생각 은 일찍 부터 있 었 지만 , 19 세기 까지 의 수혈 은 성공 보다 는 실패 가 훨씬 많 았 다 . 그 이유 는 혈액형 에 대한 이해 가 없 었 기 때문 이 었 다 . 이 문제 를 해결 한 사람 은 1900 년 ABO 식 혈액형 을 발견 한 란트슈타이너 ( Karl Landsteiner , 1868 - 1943 ) 였 다 . 사람 의 혈액 은 적혈구 에 어떤 응집원 이 있 느냐 에 따라 A , B , O , AB 형 으로 구분 되 는데 , 각 혈액 의 혈청 에 는 자기 것 이 아닌 응집원 에 대항 하 는 항체 가 있 어 다른 혈액형 의 혈액 과 만나 면 응집 반응 이 일어나 는 것 이 다 . 이전 시기 의 수혈 에서 많 은 실패 를 경험 한 것 은 바로 다른 혈액형 의 혈액 을 제공 하 여 환자 의 체내 에서 응집 반응 이 일어났 기 때문 이 었 다 . 란트슈타이너 의 혈액형 발견 이후 수혈 때 는 반드시 동일 한 혈액형 의 혈액 을 이용 하 게 되 었 고 , 그 결과 수혈 의 안전 성 이 크 게 높 아 졌 다 . 그 덕분 에 심한 출혈 을 하 는 부상 환자 나 많 은 출혈 이 예상 되 는 대 수술 도 무사히 실시 할 수 있 게 되 어 많 은 생명 을 구할 수 있 게 되 었 다 . 78 . 플랑크 의 양자 가 설 20 세기 의 전환기 에 막스 플랑크 는 양자 이론 을 탄생 시킴 으로서 물리학 의 근본 구조 를 완전히 바꾸 어 놓 았 다 . 플랑크 가 양자 를 발견 한 배경 에 는 19 세기 말 물리학자 들 을 괴롭힌 ' 흑체 복사 ( blackbody radiation ) ' 문제 가 놓여 있 었 다 . 그 가 흑체 복사 문제 에 관심 을 갖 게 된 것 은 그 문제 가 근본 적 으로 중요 하 다는 단 한 가지 이유 때문 이 었 다 . 용광로 처럼 가열 된 구멍 에서 복사 되 는 빛 은 밝 은 황색 에서부터 적색 , 청백색 등 의 여러 가지 스펙트럼 을 발산 한다 . 1884 년 스테판 의 추론 을 같 은 해 에 볼츠만 이 이론 적 으로 설명 한 온도 와 복사 에너지 의 관계 는 총 에너지 = σ T 4 라는 수식 으로 나타낼 수 있 다 . 이때 총 에너지 는 단위 면적 당 단위 시간 에 흑체 에서 복사 되 는 에너지 이 고 T 는 절대 온도 이 다 . 복사열 의 성질 은 순전히 온도 와 파장 에 달려 있 고 물체 자체 의 성질 과 는 관계 가 없 다 . 즉 고전 법칙 에 의하 면 모든 복사 에너지 를 흡수 한 물체 의 복사 라면 열 과 빛 은 자외선 파장 에서 방출 해야 한다 . 플랑크 는 여러 번 의 실패 끝 에 흑체 복사 를 예측 하 는 공식 을 만들 었 다 . 여기 에서 그 는 에너지 는 불연속 적 인 단위 또는 다발 로 복사 된다는 가정 을 사용 하 였 다 . 즉 에너지 는 길 이나 무게 와 같이 연속 적 으로 어떤 값 이 든지 다 가질 수 있 는 것 이 아니 라 플랑크 상수 와 진동수 를 곱한 만큼 의 값 만 을 가질 수 있 는 것 이 다 . 이 이론 은 E = h ν 라는 식 으로 나타낼 수 있 다 . 여기 서 h 는 플랑크 상수 이 고 ν 는 진동수 이 다 . 플랑크 는 1900 년 12 월 양자 에 관한 최초 의 논문 을 발표 하 여 양자 물리학 을 탄생 시켰 다 . 1905 년 아인슈타인 은 양 자설 을 이용 해 광전 효과 를 설명 했 고 , 1913 년 보어 는 플랑크 의 접근 법 이 담 고 있 는 폭넓 은 의미 를 원자 모형 에 이용해 원자 내부 에서 전자 가 양자 화 된 특정 궤도 상 에서 만 존재 한다고 가정 했 다 . 79 . 프로이트 의 무 의식 의 심리학 " 가장 기이 하 게 여겨 지 는 꿈 이 가장 심오 한 뜻 을 내포 하 고 있 다 . " 오스트리아 의 지그문트 프로이드 ( Sigmund Freud , 1856 ∼ 1939 ) 는 꿈 이 ' 무 의식 으로 통하 는 왕도 ' 이 며 , 억압 된 욕망 이 꿈 을 통해 상징 적 으로 나타난다고 주장 하 여 성욕 과 같 은 감추 어 진 인간 의 욕망 과 콤플렉스 를 세상 에 드러내 었 다 . 그리고 이러 한 욕망 의 근원 을 성기 에 대한 부러움 과 거세 공포 라는 어린 시절 의 경험 으로 설명 함 으로써 인간 의 심리 발달 을 전생 애 적 으로 보 게 하 였 다 . 프로이드 는 이 주장 을 아버지 에 대한 적대감 과 어머니 에 대한 강한 애착 을 나타내 는 ' 오이디푸스 콤플렉스 ( Oedipus complex ) ' 라는 용어 로 집약 하 였 다 . 오스트리아 유태인 가정 출신 인 프로이드 는 의대 를 졸업 한 후 신경 학자 에서 정신 병리학자 로 전환 하 면서 정신 분 석학 을 창시 하 였 다 . 정신 분석 이 라는 용어 는 1896 년 무렵 < 히스테리 병인론 > 에서 처음 으로 사용 하 였 는데 , 이 책 에서 히스테리 의 주 된 원인 이 성욕 이 라고 주장 하 여 의사회 에서 사퇴 하 기 까지 하 였 다 . 고독 한 연구 끝 에 발간 된 < 꿈 의 해석 >( 1900 ) 에서 무 의식 세계 를 보임 으로써 프로 이 드 는 세계 적 으로 유명 해졌 다 . 일부 에서 는 프로이드 의 정신 분석 이론 이 남성 우월주의 에 기반 하 고 있 으며 무 의식 과 충동 을 지나치 게 강조 하 였 다는 비판 을 하 고 있 지만 , 오늘날 까지 도 심리학 , 정신 의학 , 문학 , 예술 , 법학 등 다양 한 분야 에서 가치 를 인정받 고 있 으며 하나 의 사상 으로 까지 발전 하 였 다고 할 수 있 다 . 80 . 진공관 발명 19 세기 말 부터 20 세기 초 에 걸쳐 진행 된 교통 과 통신 의 혁명 은 산업 과 생활 양식 에 커다란 영향 을 주 었 다 . 특히 통신 분야 는 마르코니 가 1890 년 대 에 발전 시킨 무선 통신 의 상업 화 와 그 뒤 를 이 은 여러 발명 , 특히 진공관 에 의해 다른 어떤 분야 보다 도 빠른 성장 을 할 수 있 었 다 . 진공관 발명 의 역사 는 ' 발명왕 ' 에디슨 ( Thomas Edison , 1847 - 1931 ) 으로부터 시작 한다 . 1883 년 그 는 새로운 백열전등 을 개량 하 는 일 을 하 면서 , 전류 가 전등 의 탄소 필라멘트 와 양전하 된 금속판 사이 의 진공 속 을 흐른다는 것 을 발견 했 다 . 그러나 그 는 이 현상 의 대단 한 실용 성 을 예견 하 지 못하 고 ' 에디슨 효과 ' 라는 이름 만 을 붙인 채 전등 을 개량 하 는 일 에 만 매달렸 다 . ' 에디슨 효과 ' 에 주목 하 여 이극 진공관 을 발명 한 사람 은 영국 의 플레밍 ( John A . Fleming , 1849 - 1945 ) 이 었 다 . ' 플레밍 밸브 ' 라 명명 된 이 진공관 은 흔히 다이오드 라 불리 기 도 하 는데 교류 를 직류 로 바꾸 는 ' 정류 작용 ' 을 한다 . 진정한 전자 시대 를 연 삼극 진공관 은 미국 의 발명가 드 포리스트 ( Lee de Forest , 1873 - 1961 ) 가 발명 했 다 . 예 일 대학 에서 물리학 박사 학위 를 받 은 그 는 이극 진공관 의 필라멘트 와 금속판 ( 양극 ) 사이 에 제어 그리드 를 삽입 하 여 삼극 진공관 을 최초 로 만들 었 는데 , 이 장치 는 신호 의 ' 증폭 ' 도 가능 한 것 이 었 다 . 신호 의 증폭 이 가능 해 지 자 통신 거리 의 한계 가 극복 되 었 고 , 텔레비전 , 라디오 등 에 응용 되 면서 방송 시대 를 이끌 어 내 었 다 . 트랜지스터 와 집적회로 가 발명 되 기 이전 까지 모든 전자 제품 에 는 진공관 이 사용 되 었 다 .