공기의 연금술: THOMAS HAGER

[dhleepaul]

공기의 연금술 작성자 : THOMAS HAGER

The Alchemy of air by Thomas Hager

토마스 헤이거

저는 세상을 바꾼 발견에 대한 극적인 이야기를 들려줍니다. 이 깊이 있는 연구를 통해 광범위한 독자층을 대상으로 생명을 불어넣기 위해 나는 소설 작가의 도구 상자에서 빌려와 날카롭게 그려진 캐릭터, 이상한 설정, 놀라운 반전, 페이지를 넘기는 플롯으로 내 이야기에 활기를 불어넣습니다. 더 큰 규모로, 나는 연구가 정치, 돈, 그리고 인간의 감정에 어떻게 영향을 미치고 영향을 받는지를 보여주면서 사회에서 과학의 위치를 강조한다. 이 모든 것을 통해 독자들은 과학에 대해 많은 것을 배우게 될 것입니다. 제 연구는 미국화학협회(American Chemical Association)의 최고 저술상(Grady-Stack Medal for Interpreting Chemistry for the Public)을 수상하고, 미국 국립과학의학공학아카데미(National Academies of Sciences, Medicine, and Engineering)의 커뮤니케이션상(Communications Award) 최종 후보에 오르는 등 전국적인 명성을 얻었습니다. 가장 최근의 책은 "Electric City"(2021년 5월 출판일)입니다. "Ten Drugs: How Plants, Powders, and Pills Have Shaped the History of Medicine" ("흡수" --New York Times Book Review; "명료하게 유익하고 강박적으로 읽을 수 있는" -- 퍼블리셔스 위클리); " "공기의 연금술: 유대인의 천재, 불운한 거물, 그리고 세계를 먹여 살렸지만 히틀러의 부상을 부채질한 발견" (Borders Original Voices selection; Kirkus Best Books of the Year); "The Demon Under the Microscope: From Battlefield Hospitals to Nazi Labs, One Doctor's Heroic Search for the World's First Miracle Drug" ("매혹적인" -- Los Angeles Times; "웅장한 이야기" -- Wall St. Journal).

저는 오레곤 대학교의 커뮤니케이션 및 저널리즘 부교수이며 유진 근처의 숲이 우거진 언덕에 살고 있습니다.

요약

공기의 연금술은 1898년 윌리엄 크룩스 경(Sir William Crookes)이 서구 세계가 의존하고 있던 남미 비료가 바닥났을 때 곧 닥칠 식량 위기에 대해 한 연설을 소개하는 것으로 시작합니다. 이것은 사람들이 끝없는 공급이 있다고 상상했기 때문에 충격을 주었지만 그가 옳았습니다. 그는 과학자들에게 농작물을 재배하고 폭발적으로 증가하는 인구를 부양하기 위해 더 많은 질소를 생산할 방법을 찾을 것을 촉구했습니다. 그것은 초석의 간략한 역사, 유럽과 중국에서의 비료와 화약에 대한 사용, 그리고 그것에 대한 수요를 제공합니다. 그런 다음 이 책은 당시 인기 있었던 두 가지 비료, 이전의 역사적 의미, 어떻게 인기를 얻었는지, 그것을 둘러싼 전쟁, 그리고 결국 어떻게 소진되었는지에 대한 개요를 보여줍니다. 구아노 제도에서 온 페루 구아노가 먼저 왔고, 그 다음에는 아타카마 사막에서 칠레 질산염이 나왔다. 기본적으로 페루는 구아노로 벌어들인 돈에 대해 꽤 무책임했고 구아노가 떨어졌을 때 곤경에 빠졌기 때문에 그들은 질산염 거래의 일부를 원했지만 칠레는 이미 그것을 장악한 다음 볼리비아(매우 미숙한 독재자와 함께)가 그 일부를 얻으려고 시도했지만 끔찍하게 실패했습니다.

그런 다음 독일로 가서 자신의 분야에서 더 나아가고 싶지만 다소 힘든 시간을 보내고 있는 재능 있는 젊은 유대인 화학자 Fritz Haber를 만나게 됩니다. 나이는 비슷하지만 훨씬 지위가 훨씬 나은 화학자인 네른스트(Nernst)가 그를 반대하고, 그들은 하버가 공기 중에서 질소를 얻기 위해 한 실험의 결과와 그가 얻은 기록된 수율에 대해 논쟁한다. 하버는 다소 화가 나서 네른스트가 틀렸다는 것을 증명하는 데 전념하고, 결국 그와 그의 파트너는 실제로 사용할 수 있고 물론 팔 수 있는 양으로 질소를 고정하는 방법을 알아내는 지점까지 실제로 연구하고 실험하게 됩니다. 그들은 이것을 큰 염료 회사인 BASF에 팔았고, BASF는 사업에서 앞서 나가기 위해 그의 새로운 발명품에 도박을 기꺼이 감수했습니다. 문제는 수율을 높이는 것입니다. 그들은 희귀 금속인 오스뮴에서 좋은 촉매를 발견합니다. 그러나 이것은 불행한 일인데, 왜냐하면 전 세계의 오스뮴 공급량이 매우 적었고 질소와 암모니아 생산에 사용되면 빠르게 소진될 것이기 때문입니다. BASF의 화학자인 칼 보쉬(Carl Bosch)가 이 문제에 대한 연구를 시작합니다.

그들은 더 나은 촉매를 찾고 마침내 특정 다른 금속과 혼합된 철에서 그것을 찾습니다. 보쉬는 매우 근면하고 독창적이며, 시간이 지남에 따라 그와 그의 팀은 발생하는 모든 문제에 직면하고 정면으로 맞서 싸우며, 더 큰 기계에 대한 테스트 모델이 계속 폭발하고 보쉬가 금속을 검사하여 압력으로 인해 부서지기 쉬운 것을 발견하는 것과 같이 항상 방법을 찾았습니다. 몇 달 동안 그와 그의 팀은 최상의 솔루션이 무엇인지 테스트한 후 소량의 수소를 배출하기 위해 작은 구멍을 뚫고 강철 내부에 연철을 삽입하여 강철로 들어가는 히그로겐을 흡수하여 부서지기 쉽게 만들었습니다. 보쉬가 이 모든 문제를 해결하면서 하버는 팀과 무의미해졌고 그가 일하던 대학에서 자신의 발견을 발표했다. 그는 회사에서 할 수 있는 말이 제한적이었지만 그럼에도 불구하고 그의 명성은 높아졌습니다. 그는 학계에서 더 나은 지위를 얻었고 번영했습니다. 한편 BASF와 Bosch는 기계를 개선하고 아무도 하지 않았던 일을 하고 있었습니다. 기계를 만들고 개선하기 위해 그들은 끊임없이 새로운 것을 발명하고 있었고 모든 것이 새로운 과학의 가장자리에 있었고 그들은 없었습니다. 이전 예제에서 벗어날 수 있습니다. 마침내 그 기계들은 더 큰 규모로 만들어졌고, 공장으로 만들어지기 위해 읽혔다. 그들은 오파우(Oppau) 마을 옆에 이 공장을 만들었고 이름도 갖게 되었습니다. 바스프는 이 새로운 공장에서 번창했고, 보쉬는 승진했으며, 하버는 베를린에 설립된 새로운 학교의 교장으로 초대되었습니다.

반유대주의적인 유럽에서 유태인으로 태어난 하버는 많은 유태인들이 그랬던 것처럼 자신도 훌륭한 독일인이 될 수 있다는 것을 사람들에게 상기시키기 위해 지나치게 민족주의적이 되었다. 그는 아내와 마찬가지로 기독교로 개종했고, 자신이 사랑하는 조국에 도움이 될 수 있다는 것을 보여줄 기회를 갈망했습니다. 그래서 제1차 세계대전이 발발하자 가장 먼저 입대했고, 화학을 통해 전쟁 캠페인을 지원하기 위해 열심히 일했다. 칠레산 질산염에 대한 독일로의 접근이 차단되면 독일은 화약을 만들고 농작물에 비료를 줄 수 없다는 것을 알게 된 그는 바스프에 더 많은 재료가 필요한 승인 과정 대신 정부 자금을 받을 수 있도록 질산염을 만드는 공정을 조정할 수 있는지 문의했습니다. 처음에는 거절했지만 결국 이를 실현할 수 있는 시스템을 개발하게 되었고 독일 정부와 하버-보쉬 공정을 사용하여 질산염을 제조하는 계약을 체결했습니다. BASF는 결국 Leuna(가장 가까운 마을의 이름을 따서 명명됨)라는 새롭고 더 큰 공장을 열었습니다. 이것은 BASF와 Bosch의 작품의 걸작이자 왕관 보석이 되었습니다. 하버는 화학전에 사용할 수 있는 더 나은 치명적인 가스를 만드는 방법을 개발하는 데 시간을 쏟았다. 이전에 유럽 국가들은 모두 전쟁에서 발사체 화학 가스를 사용하지 않기로 합의했지만 프랑스는 이미 1차 세계 대전 초기에 최루 가스를 사용함으로써 그 합의를 깨뜨렸습니다. 하버는 염소 가스를 개발하여 사망에 이르게 하였고, 그의 아내는 크게 당황하였다. 그의 아내 클라라 역시 화학자였는데, 남편의 화학무기가 자신이 사랑하는 것을 더럽히는 것이라고 느꼈다. 그러나 하버는 계급을 올려 그의 발명품으로 대위가 되었고(유대인은 장교가 될 수 없었지만 대위가 될 수 있었다) 나중에 화학전에 기여한 공로로 전쟁 범죄자로 여겨졌다.


독일이 전쟁에서 패배한 후 연합국들은 독일에 들어와 그들의 공장에서 BASF의 영업 비밀을 빼내려고 시도했습니다. 그들 모두는 자신들만의 하버-보쉬 공장을 원했지만, 보쉬는 교묘하게 그것들을 피했고, 무엇보다도 그들 앞에서 그의 기계를 켜는 것을 거부했다. 하지만 그들은 공장을 약탈하고 모든 염료와 재료를 가져갔습니다. 이런 일이 몇 번 더 일어났고, 베르사유에서 보쉬가 독일 대표로 참석한 컨퍼런스에서 그는 프랑스 회사와 계약을 맺었습니다. 동맹국들은 그가 하는 말에 귀를 기울이지 않았고, 그래서 그는 자신의 공장이 계속 기능할 수 있도록 하기 위해 프랑스 회사에 하버-보쉬의 기밀을 팔았다. 나중에 다른 국가들이 결국 알아서 자체 공장을 만들었지만 BASF는 경쟁에서 앞서 나갈 수 있는 방법을 찾아 공장을 번개 같은 속도로 개선했습니다. 하버의 아내는 자살했고, 2년 후 그는 예쁘고 훨씬 젊은 여성과 결혼했다. 이 결혼 역시 실패로 끝났다.


하버는 독일을 다시 위대하게 만들기 위한 방법을 연구하기 위해 전쟁 무기와 가스에 대한 지속적인 비밀 실험과 바닷물에서 금을 빼내는 방법을 찾으려고 노력했지만 실패했다. 오포(Popau)가 폭발했고, 보쉬(Bosch)는 이제회사 대표였던 그는 사망한 노동자들의 가족들에게 연설을 한 후 실의에 빠졌다. 그 후 그는 약 1년 동안 자취를 감췄고, 더욱 사교적이지 않은 모습으로 돌아왔다. 하지만 그는 여전히 회사에 헌신했고, 독일 화학 회사들이 합병을 계획할 때 그는 모든 회사의 리더로 선출되었습니다. 그들은 IG Farben이 되었습니다.

하버와 그의 두 번째 부인은 10년 동안 두 자녀를 둔 후 이혼했다. 그는 이것이 지극히 개인적인 실패라고 느꼈고, 이에 대해 깊은 우울증에 빠진 아인슈타인에게 편지를 썼다. 한편, 보쉬는 회사를 최고의 자리에 유지하기 위한 차세대 혁신을 모색하고 있었습니다. 그는 합성 오일의 가능성에서 이것을 보았습니다. 그는 석유가 고갈되고 있는 세상에서 합성 석유의 유혹으로 스탠더드 오일(Standard Oil) 및 포드 자동차(Ford Motor Company)와 국제적인 관계를 맺었습니다. IG Farben은 관세를 피하기 위해 다른 국가에 공장을 확장하고 설립했습니다. 보쉬는 자신의 공장과 합성 오일을 만드는 것에 집착하게 되었습니다. 비용은 계속 올랐지만 그는 계속 올랐습니다.


그러던 중 오클라호마에서 거대한 유정이 발견되었고 , 더 이상 석유가 부족하지 않게 되었습니다. 하지만 그들은 이미 너무 많은 돈을 투자한 뒤였고, 파르벤은 그것이 독일의 국제 석유회사에 대한 의존을 끝낼 것이라고 말하며 연구를 계속했다. 물론 그러다가 갑자기 대공황이 미국을 강타했고 전 세계에 연쇄 반응을 일으켰습니다. 이제 그들은 정말로 곤경에 처해 있었다. 그들은 대공황을 헤쳐 나가기 위해 고군분투하면서 합성 오일을 만드는 데 성공했고 그 후 히틀러가 등장했습니다. 보쉬는 한동안 히틀러를 지켜봐 왔고 그의 메시지에 동의하지 않았다. 불행히도 그는 이 문제에 대해 그다지 조용하지 않았고 히틀러가 점점 더 많은 권력을 얻음에 따라 보쉬도 권좌에서 제거되었습니다. 이 새롭고 강력한 힘에 맞서 싸울 수 없게 된 보쉬는 스스로 목숨을 끊었습니다. 하버 역시 히틀러 정권으로 인해 고통을 겪었다. 나치는 제1차 세계 대전에서 화학무기와 관련된 그의 업적 때문에 그에게 일자리를 제안했습니다. 하버는 다른 유태인 과학자들이 히틀러에 의해 비슷한 기회를 거부당했다는 것을 알게 되었을 때 그 기회를 잡으려고 했다. 그는 자신이 그토록 사랑했던 독일을 분노한 채 떠났다. 그는 이혼 후 건강이 악화되어 심장 마비를 일으켜 여행 중 호텔에서 사망했습니다.


우리는 여전히 하버-보쉬(Haber-Bosch) 공정을 사용하여 암모니아와 질산염을 생산하고 있으며, 이를 통해 과도하게 자란 인구를 먹여 살릴 수 있습니다. 이 두 사람 덕분에 우리 대부분이 살아있을 수 있습니다. 그들의 개인적 견해가 무엇이었든, 원인과 결과가 무엇이었든, 전 세계는 그들의 발견에 의해 형성되었습니다.