<과학의 오솔길> ⑧ 원자와 원소

2003.08.28 11:15:00


화학을 배울 때 가장 기초적인 개념 가르기의 문제로 '원자'와 '원소'의 구별이 있다. 어쩌면 너무 기초적이라 공통과학 수준이라고 할 것이다. 이에 대해서는 직접 예를 들어보면 금방 이해된다. 물은 분자식이 H2O라는 데에서 보듯 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 만들어진다. 그런데 원소로 말한다면 물은 수소와 산소라는 두 종류의 원소로 되어 있다.

이로부터 우리는 '원자는 각칭(各稱), 원소는 총칭(總稱)'이라고 간단히 요약할 수 있다. 이에 따라 "몇 가지인가 또는 몇 종류인가"라고 물을 때는 원소, 그리고 "몇 개인가"라고 물을 때는 원자로 대답해야 한다. 원자와 원소를 영어로는 각각 atom과 element로 쓴다. 한자로는 原子와 元素로 쓰는데, 이때 '원'자가 서로 다르다는 점도 잘 새겨두어야 한다.

원소라는 말은 화학 이외의 분야에서도 자주 쓰인다. 대표적인 예로는 수학에서 '집합의 구성체'를 가리키는 데에 쓰는 것을 들 수 있다. 간단한 예로 '짝수의 집합'을 보면 2, 4, 6, 등이 그 원소들이다. 그런데 수학에서는 원소란 용어만 쓰일 뿐 원자에 해당하는 것이 없다. 따라서 여기서는 구성체의 종류든 개수든 모두 원소로 답해야 한다.

수학의 다른 예로는 유클리드가 쓴 '기하학 원본'이 있다. 이 책의 영어 제목이 바 'Elements'이며 '기초', '근본' 등을 뜻하는 그리스어 스토이케이아( , Stoicheia)의 번역이다. 우리말로는 '기하학 원본', '기하학 원론' 또는 줄여서 '원본', '원론'이라고 부르기도 한다.(이들 이름의 '원'은 모두 '原'으로서 '元'이 아니란 점도 특이하다).

이 책은 근대에 이르도록 서양에서는 별다른 수정 없이 기하학 교재로 사용되었고, 그 덕분인지 역사상 성경 다음으로 많이 읽혔다. 그런데 이 책에는 흔히 알고 있는 개념으로서의 '원소'는 없다. 또한 집합론에 관한 책도 아니다. 거기에는 10개의 '공리'와 23개의 '정의' 및 이들로부터 유도되는 465가지의 '정리'가 수록되어 있다.


따라서 여기서의 원소는 바로 '공리'와 '정의'라고 이해된다. 465가지의 정리에는 유클리드의 것도 있겠지만 대부분 선인들의 업적을 모은 것이다. 이를 토대로 비유하면 공리와 정의라는 원소로부터 정리라는 분자 또는 화합물이 이뤄진다고 하겠다. 실로 유클리드의 위대함은 '정리의 유도'가 아니라 공리와 정리라는 '원소들의 구성'에 있다.

요즘 우리나라에서도 논술 교육의 중요성이 널리 인식되고 있다. 종래 단편적 지식들에 대한 암기 위주의 공부는 모래성과 같아서 작은 충격에도 쉽게 무너진다. 반면 논술에 필요한 사고방식은 낱낱의 모래를 결합하는 시멘트와 같은 역할을 한다. 그런데 미국 대학에서 작문의 기본 교재로 가장 유명한 것에 'The Elements of Style'이란 책이 있다. 우리말로 하자면 '작문 원론' 정도가 되겠는데, 아주 얇지만 작문의 기본 요령들이 정확한 예와 함께 간명하게 설명되어 있다.

어쨌든 이런 예들을 통하여 우리는 '원소'를 뜻하는 element에 내포된 깊은 의미를 이해할 수 있다. 개별 지식보다 그물 구조의 총체적 지식이 중요하다는 점을 다시금 깨닫게 된다.
고중숙 순천대 사대 교수
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