마이클 패러디에의 생애에 대해 알아보는
포스팅을 하겠습니다.
참고한 다큐는 코스모스 10편입니다.
마이클 패러데이는 전자기학의 아버지로도
불리는 분인데요
아이작 뉴턴과 아인슈타인 가운데에 태어난
천재로써 인류의 삶을 발전시키는데 큰 공헌을
하신 분입니다.
전기 모터나 전기 신호를 이용하는 법도
마이클 패러데이가 발견한 것입니다.
위의 사진은 마이클 패러데이와 그의 무덤 사진
입니다.
1791년 영국의 빈민굴에서 마이클 패러데이가
태어났습니다.
그는 똑똑한 학생은 아니었습니다.
수업을 못 따라가 학교를 그만두었지요.
패러데이는 가족의 근본주의 기독교 신앙을
받아들였습니다. 신앙은 그의 힘과 위안
겸손의 원천이었습니다.
패러데이는 13살 때부터 제본소에서 일했습니다.
낮에는 책을 제본 하고 밤에는 집에서 책을 읽었지요.
그때 전기에 대한 평생 열정이 시작되었습니다.
패러데이가 21살 때 손님으로부터 받은 과학강연
입장권이 새로운 길로 나아가는 계기가 되었습니다.
과학 강연에서 H. 데이비의 강연을 듣는데요.
그의 강연을 필기해서 책으로 만들어 선물하게 됩니다.
H. 데이비는 당대의 일류과학인데요
데이비는 칼슘과 나트륨을 비롯해 여러 원소를
발견했고 쇼맨십 또한 뛰어났습니다.
초기 전기장치의 실험은 늘 인기를 끌었습니다.
데이비가 실험 도중 다치게 되는데요.
그때 패러데이를 생각하게 돼 그를 조수로
받아들이게 됩니다.
그럼으로써 패러데이는 영국왕립연구소로
들어가게 되는 것입니다.
패러데이는 데이비에게 꼭 필요한 존재가
됩니다. 임시일자리는 정식일자리가
되고 왕립연구소는 평생의 집이 되었습니다.
데이비와 월러스터는 실험을 하다 장난으로
패러데이에게 어떤 연구를 해보라고 말하는데요.
패러데이는 진심으로 노력해서 연구 성과를
내게 됩니다.
그것이 전기모터입니다.
그 당시만 해도 전기는 섬광을 내거나
차침을 돌리는 딱 신기한 장난감 정도였는데요
실생활에 활용할 수 있게 만든 것입니다.
위의 사진이 최초의 전기 모터인데요
전류를 지속적 운동으로 전환하는 장치입니다.
시시해 보이지만 저것은 혁명의 시작입니다.
전기차, 다리미, 선풍기, 냉장고등 전자기기
에서 모터는 굉장히 많은 비중을 차지하고
있습니다. 엄청난 것입니다.
패러데이는 그것으로 엄청난 유명인이 됐고
데이비는 시기하게 됩니다.
많은 원소를 발견한 자기보다 더 유명해졌
으니까요
그래서 그를 광학유리의 질을 개선하라는
명목으로 유리공장에 보내는데요.
아무런 성과 없이 4년이 흐르게 됩니다.
아무리 애를 써도 유제프 프라운 호프가
발명한 것을 알아낼 수 없었습니다.
패러데이는 광학유리 주조가 과학인 동시에
공예임을 몰랐습니다.
패러데이는 실패의 기념으로 저 유리블럭
한 개를 가지고와 그냥 놓게 되는데요.
저 유리블럭이 나중에 전 인류의 삶을
바꿔놓습니다.
데이비의 죽음으로 소득 없는 프로젝트는
끝났고 패러데이는 실험실 감독이 됩니다.
그는 그 권한으로 전례 없는 일을 합니다.
청소년을 위한 크리스마스 과학 강연이지요.
1825년부터 지금까지 계속 되고 있습니다.
저렇게 자석의 움직임으로 전기가 발생하는 것을
발명하기도 했는데요.
저것이 최초의 발전기입니다.
그러다 패러데이에게 문제가 생깁니다.
45살부터 기억상실증과 우울증을 겪게 됩니다.
그냥 건망증정도가 아니라 조금 전에 생각
했던 것을 금방 금방 잊게 되는 것입니다.
생각을 하는 일인 과학자에게 치명적이지요.
그 와중에도 그의 연구는 멈추지 않습니다.
자석은 철가루 실험에서 보듯이 눈에 보이지
않은 힘이 일어나고 있는데요.
패러데이는 그것을 자기장이라고 불렀습니다.
그는 자연의 통합성을 믿었습니다.
전기와 자기장의 관계를 입증한 패러데이는
빛에도 관심을 갖게 됩니다.
전기와 자기의 힘이 빛과도 상호 작용하는 것인지
알고 싶었습니다.
위의 실험장치가 바로 그 사항을 알아 볼 수 있는
장치입니다.
빛은 파동 형태로 모든 방향에 퍼집니다.
그런 광파를 저렇게 거울로 반사시키면
편광(임의의 평면에서 전기장의 방향이
일정한 빛)를 얻을 수 있는데요
그 편광을 저렇게 자기장이 흐르는 곳을
지나게 해 필터가 있는 접안렌즈로 가게
합니다.
접안렌즈에는 울타리 역할을 하는 필터가 있어
아무런 상태가 아니면 빛을 볼 수 없고
자기장이 빛에 영향을 미친다면 빛을
볼 수 있습니다.
그리고 자기장 바로 위 빛이 통과 하는
저 지점에 수백까지의 투명한 물체를 놓아
빛이 영향을 받는지 알아보게 됩니다.
그러나 렌즈를 통해 아무것도 볼 수 없었
습니다. 빛은 휘어지지 않았습니다.
황산 염산 탄산나트륨 황산칼슘, 산소등 많은
물질을 사용했지만 볼 수 없었습니다.
그러다 옛날에 광학유리 프로젝트를 실패한
기념으로 가져왔던 유리블럭을 사용하게 됩니다.
빛이 보였습니다. 자기장이 빛을 휘게 하는거
였습니다.
패러데이가 우주에 숨은 원시적 힘들의
상호 작용을 발견한 것입니다.
그는 천재성이 극에 달했을 때도 우울증과
기억상실증에 시달리고 있었습니다.
40살 무렵에는 전동기, 변압기, 발전기
까지 발명했습니다.
가정, 공장, 농장, 사무실 모두 쓰이고 있는
것들입니다.
다들 아시다시피 저것은 자석과 철가루를
같이 놨을 때 나오는 현상인데요.
패러데이가 살았을 당시 사람들은
철가루의 힘으로 저렇게 움직이는 것으로
알았습니다.
그러나 패러데이는 자기장의 힘으로
저렇게 움직이는 것이라고 생각했습니다.
나침판이 북극을 가리키는 것은 자북극에
반응 하는 것이 아니라 지구 전체에 흐르는
자기장에 반응하는 것입니다.
위의 사진같이 보이는 자기장에 의해
나침판은 움직이는 것입니다.
패러데이 전까지 어떤 사람도 그것을
알지 못했습니다.
철새는 이동경로가 굉장히 긴데요. 길을
잃지 않고 굉장히 긴 거리를 다닙니다.
부분적으로는 강과 산 별들에 의지하지만
주 방식은 지구에 흐르는 자기장을 처리
해서 얻는 정보로 길을 찾는 것입니다.
사람이 시각을 처리 하는 것과 유사한
방식으로 자기장을 처리한다고 합니다.
자기장은 우주방사선으로부터 우리를
방어 해주는데요. 이 자기장 방패를 밴 앨렌 대라고
합니다. 우주방사선은 DNA를
관통 할 수 있어 그대로 노출되면 돌연
변이가 더 많이 일어납니다.
지구에 자기장이 흐르는 이유는 자전을
할 때 고체의 내핵 주위를 도는 액체의 철성분이
전류가 흐르는 전선역할을 하여 생기는 것입니다.
그러나 패러데이에게 약점이 있었습니다.
가난한 유년시절로 인해 수학을 제대로
공부하지 못한 것입니다.
현대 물리학의 언어 정확한 방정식으로 표현 되야
했는데 그렇게 못했습니다.
그때 19세기의 유명한 이론 물리학자가 등장합니다.
제임스 클러크 맥스웰입니다.
그는 부유한 특권 계층 출신이었습니다.
그는 20대초에 수학자로 이름을 떨쳤습니다.
맥스웰은 전기에 관한 패러데이의 글을 전부 읽었
습니다.
그리고 힘의 장이 있다고 믿게 되었고
그에 대한 정확한 수학 공식을 만들게 되었습니다.
맥스웰은 패러데이의 전자기장에 대한
실험관측결과를 방정식으로 옮기며 불균형을
발견했습니다.
뛰어난 수학자인 맥스웰은 불균형의 식에
항 하나를 집어넣어 균형을 맞춥니다.
패러데이는 자기장이 정지된 힘이라고 했지만
빛의 속도로 퍼지는 파동으로 바꾼 것입니다.
우리는 그 파동을 이용해 메시지를 전달하는
방법을 알아냈습니다.
현재의 방송, 라디오, 통신 등이 그렇게 만들어진
것입니다.
자연법칙에 부합하기만 한다면 상상하기 힘든
일도 현실이 될 수 있습니다.