[로이스톤 M. 로버츠 ] 우연과 행운의 과학적 발견이야기 5. 개구리의 다리와 전지

[콩 쥐]

제5장. 개구리의 다리와 전지

  
전지 
이탈리아의 생리학자 루이지 갈바니가 처음으로 전류를 증명할 수 있는 발견을 했다고 일반
적으로 믿고 있다. 갈바니는 1786년 해부학 개구리의 다리를 정전 발전기 가까이에 있는 테
이블 위에 놓자 경련하는 것을 발견했다(실제로는 같은 관찰이 30년  전에 플로리아노 칼다
니에 의해 행해졌다). 
그는 이 관찰을 '동물 전기'라 이름 지은 연구로  발전시켰다. 개구리의 다리를 놋쇠 갈고리
로 철책에 매달아서 다리의 아랫부분이 다른 철책 부분에 닿게 되면 수축한다는 사실을 알
아냈다(이에 관해서도 거의 1세기 전에 네덜란드인 잔 스왐메르담이 관찰한  사실을 갈바니
는 몰랐던 것 같다). 
갈바니의 보고 내용에 대해  또 한사람의 이탈리아인 과학자(물리학자)  알레산드로 볼타가 
흥미를 가졌다. 볼타는 철책에 매달린 개구리의 다리가 경련한 것은 동물 전기의 탓이 아니
고 이 동물의 조직이 접촉하고 있었던 두 가지 다른 종류의 금속, 즉 주성분이 동인 놋쇠로 
만들어진 갈고리와 철책 사이의 전위차에 의한 것이라고 생각했다. 개구리의 근육과 신경은 
당시 존재했던 어떠한 장치로도 검출할 수 없을 정도로 미약한 전류를 검출할 수 있는 매우 
민감한 검전기에 해당되었다. 
볼타는 세계에서 처음으로 실용적인 전지를 발명함으로써 종류가 다른 금속 간의  전위차라
는 자신의 이론을 증명하고, 1800년에 영국 학사원에 편지로 보고했다. 볼타의 전지는  이를
테면 은과 아연이라는 두 종류의 금속을 젖은  두꺼운 종이로 막아서 만든  '셀(cell)'을 직
렬로 이은 것이었다. 이와 같은(갈바니 식)셀을 조합한  것이 전지이며 전지의 전압(불트)은 
이어 만든 셀의 수에 의해서 결정된다. 그렇게 만들어진  전지는 최초로 실용화된 전류발생
원이었다. 그 이전에는 정전 발전기밖에 알려져 있지 않았으며, 이는 고전압의 방전을  해도 
정상전류를 공급하지는 못했다. 조잡해도 초기의  이러한 볼타 전지가 있었기  때문에 험프
리 데이비 경에 의한 금속나트륨이나 칼륨의 발견  같은 중요한 전기 화학적 발견이  가능
하게 되었던 것이다. 
  
전자기학. 
18세기 말에 쿨롱은 힘이 거리의 제곱에 반비례한다는 법칙을 발견하였으며, 갈바니는 종류
가 다른 금속끼리의 전기적 효과를 발견하였다(설명은 틀려있었으나). 그 후 볼타가 이를 올
바르게 설명했다. 자기와 전기 사이의 매우 중요한 관련성에  관해서는 아직 발견되지 않았
다. 덴마크의 물리학자 에르스텟이 이 중요한 관련성을 발견한 것은 1820년 이었다. 
에르스텟은 나침반[자석] 위에 철사를 놓고 전류를 통하면  자침의 향방이 흔들린다는 것을 
발견했다. 에르스텟의 저작에서는 강의 중에 실제로 이 발견을 했는지, 또는 발견을  강의의 
형식으로 해보였는지 분명하지 않다. 어쨌든 이  발견은 바로 1825년의 윌리엄 스터지온(영
국의 제화업자)에 의한 실용 전자석의 발명과 1831년 미국의 물리학자 조셉 헨리에 의한 개
량으로 발전했다. 전자석이 초인종과  전보에서부터 전기모터에 이르기까지  온갖 응용으로 
인류 생활에 지대한 영향을 미친 것에 대해서는 세삼스럽게 재론하지 않겠다.