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현미경과 함께한 로버트 훅의 업적은 [[자연학]]의 경계를 완전히 바꾸어 버렸다. 실제로 18세기에는 유럽 전체에 걸쳐 사람들은 그들이 어떤 [[종]]이었고, 어떻게 분류되는지 알아내기 위해 [[동물]], [[채소]], 그리고 [[식물]]의 [[표본]]을 수집하기 시작했다. 1700년대 당시에는 [[분류]]가 가장 인기 있는 단어 중 하나였고 그것을 논하는 데 가장 인기 있었던 장소는 [[바쓰]]였다. 바쓰는 18세기의 라스베가스였고 풍족했으며, 신흥도시였다. 도시는 지식인들로도 유명했다. 지식인들은 커피집이나 온천 주변에서 수다를 떨었다. 그들은 생명, 우주 등 모든 것에 관한 아이디어를 공유했다. [[윌리엄 허셜]]은 바쓰로 연주를 하기 위해 [[독일]]에서 온 음악가였다. 허셜은 빛에 대한 이해를 극적으로 바꾸어 놓았다. 그는 바쓰의 살롱에 있는 철학자들과 섞이면서, 분류에 대해 관심을 가지게 되었다. 허셜은 바쓰의 지적 사회에서 [[산호]]를 공부하면서 큰 문제는 산호가 동물인가, 식물인가를 고민했다. 허셜은 현미경을 가지고 산호를 자세히 연구하기 시작했고, 허셜은 그 문제에 빛과 렌즈를 적용시켰다. 허셜이 본 것은 얇은 [[세포벽]]이었고 이전까지는 식물로 생각되었던 산호가, 실제로는 동물이었다. 허셜은 창의력의 거대한 도약을 가져왔다.
1) 허셜의 천왕성 발견.
지구에서의 빛과 렌즈를 이용한 접근이 된다면, 하늘에서도 똑같이 적용될 것이다. 허셜은 살아 있는 생물들을 분류하는 것처럼 별들을 분류했다. 허셜이 필요로 했던 것은 어떤 종류의 별인지, [[성운]]인지, [[은하]]인지 분류해낼 만큼 우주를 깊게 투과할 정도의 거대한 망원경이었다. 허셜은 첫 번째로 하늘의 자연학자가 되었다. 하지만 거대한 망원경을 세우는 데에는 문제가 있었다. 갈릴레오의 작은 망원경 이후로 사람들은 점점 더 긴 망원경을 만들었지만, 렌즈의 초점이 완벽하게 맞지 않아 상이 맺히지 않았고 망원경은 관리가 힘들었다.
[[파일:Uranus2.jpg|150px|섬네일|보이저 2호가 찍은 [[천왕성]]]]
허셜은 [[아이작 뉴턴]]의 아이디어를 적용시킬 수 있다고 생각했고, 렌즈들을 [[거울]]로 교체했다. 곡면 거울은 렌즈처럼 확대를 하는데다가 다른 비슷한 렌즈들에 비해 더 많은 별빛을 붙잡았다. 문제는, 아무도 이전까지 그렇게 큰 거울을 만들어 본 적이 없어서 빛을 모으기 위해 매우 정교하게 곡선을 만들어야 한다는 것이었다. 그래서 허셜은 그 일을 독자적으로 했는데 허셜은 부엌을 거울을 만드는 공장으로 바꾸었으며 하루에 16시간을 거울이 빛을 초점을 맞추기 위해 똑바른 곡면을 가지라고 광을 내는데 사용했다. 허셜은 이 일에 몰두했고 세계 최고의 거울 만드는 사람이 되었다. 허셜은 거울을 완벽하게 만들어서 그의 망원경 안에 넣었고, 허셜은 사람들에게 거울의 상을 보여 주기 위해 정교한 장치를 고안했다. 망원경으로 들어오는 빛은 거대한 곡면거울에 반사되어 각도를 이루고 있는 작은 거울로 가게 된다. 두 번째 거울을 보면 아무런 방해 없이 밝게 빛나는 상을 볼 수 있다. 얼마 후 이 새로운 망원경으로 허셜은 놀라운 발견을 했다. 1782년 3월 13일, 그가 본 것을 처음에는 혜성이라고 생각했었지만 곧, 그것이 처음으로 발견되어 역사에 기록된 새로운 [[행성]]임을 알았다. 왕 조지 3세의 후원을 받으려고, 허셜과 그의 친구들은 그 이름을 '조지의 별' 이라고 지었지만 다른 사람들은 그렇게 부르지 않았으며, 결국 그 행성은 지금 [[천왕성]]이라고 알려져 있다. 그것은 허셜의 천문학에 있어서 엄청난 업적이었다. 이 행성을 찾음으로써, 허셜은 알려져 있던 우주의 크기를 두 배로 늘렸다. 조지왕은 생명보험과 Slough에 있는 집으로 보상했고 그를 역사상 가장 성공적인 아마추어 천문학자로 만들었다.
2) 허셜의 우주.
[[파일:Ole roemer.jpg|섬네일|150px|올레 크리스텐센 뢰머]]
빛의 속도는 [[그리스]]인들부터 논의되어 온 흥미로운 주제였다. 빛의 속도를 [[측정]]하는 방법의 해답은 태양계의 운동 속에 있는데, 그중에서도 특히 목성주위의 위성(갈릴레오가 망원경으로 발견한 위성)의 움직임에 있었다. 1676년에 젊은 [[덴마크]] 천문학자 [[올레 뢰머]]가 지구에서 [[목성의 위성]]을 관찰했다. 왜냐하면 뢰머는 위성들이 행성 주위를 도는데 걸리는 [[시간]]을 재고 싶었기 때문이다. 그리고 뢰머는 아주 놀라운 것을 찾아냈다. 뢰머가 측정한 시간은 지구와 목성 사이의 [[거리]]에 따라 달라졌다. 지구가 그 [[궤도]]에서 목성과 더 가까워지면, 목성주변의 위성들이 더 빨리 돌았고 멀어지면, 위성이 목성 주위를 더 천천히 돌았다. 그리고 뢰머는 그 차이를 빛이 목성에서부터 지구로 오는데 걸리는 시간 때문이라고 설명했다. 빛은 거리를 가는데 시간이 걸리고 뢰머는 그 속도를 측정할 수 있었다. 뢰머는 빛의 속도를 계산했고 빛의 실제속도인 300,000km/s에 아주 가까운 수치를 얻었다. 빛이 거리를 가는데 시간이 걸린다는 것과 [[빛의 속도|광속]]의 정확한 측정은 놀라운 발견이었다. 윌리엄 허셜은 정확한 빛의 속도가 그와 그의 연구에 어떤 의미가 있는지 깨달았다. 허셜은 계산을 하고 나서 은하수로부터 빛이 그의 반사장치에 도달하기까지 수백만 년이 걸린다는 걸 깨달았다. 그래서 허셜의 망원경은 타임머신 같은 것이었다. 허셜의 발견은 엄청나게 충격적이었으며 허셜을 유럽에서 가장 유명한 천문학자로 만들었다. 허셜의 망원경을 통해 수많은 별들을 보고, 여러 번에 걸쳐서 우주를 확장시키면서 [[은하수]] 전체를 기록했다. 전통적으로, [[태양계]]가 세계의 한계라고 생각되어 왔지만 허셜에게 태양계는 단지 은하수 안의 수많은 '계' 중 하나였다. 우주의 크기는 엄청나게 확장되어갔고 허셜은 엄청난 크기의 우주를 통해서 그가 보는 것이 옛날의 우주이라는 것을 깨달았다.
이 두 가지 발견들, 우주의 거대한 크기와 나이를 통해서 허셜은 큰 아이디어를 생각했다. 그는 개나 나무처럼, 별 또한 태어나고 자라거나 죽을 것이라고 믿었다. 허셜은 우주는 거대하고 한계가 없다고 믿을 뿐만 아니라 많은 면에서 생명이라는 것을 믿었다. 그가 만든 망원경으로 우주를 보는 것은 엄청나게 오래된 식물들의 전체 주기를 뒤돌아보는 [[식물학자]]나 [[박물학자]]와 비슷했다. 즉, 그는 우주의 과거를 그의 망원경으로 들여다봄으로써 다양한 단계의 발달에서의 우주와 그 내용물을 볼 수 있었다. 우주를 차지하고 있는 것들인 별, 성운, 그리고 행성들은 동물들처럼 [[생활사]]를 가지고 있었다. 그리고 중요한 점으로, 허셜은 별들에게 있어서 생활사는 그들의 빛이라고 생각했다. 허셜은 더 멀리 생각해 별들이 빛으로부터 탄생한다고 결정했다. 여러 방면으로, 허셜의 아이디어는 많은 동료들에게 충격적으로 보였다. 허셜의 아이디어가 뜻하는 바는 지구는 이제 이 우주에서 완전히 사소한 물체이고 태양계는 그저 은하수의 서쪽 [[나선팔]]의 작은 별 중 하나라는 뜻이었다. 그리고 은하수 안에, 우주 안에는 어마어마한 수의 별을 가진 [[성운]]이 셀 수 없을 정도로 있다. 윌리엄 허셜은 우주를 아주 크고, 아주 오래되었으며, 끊임없이 진화하고 있는 존재라고 했다.
허셜의 아이디어는 위험하고도 위협적이었다. 그 이유는 [[인간]]의 특수성을 약화시켰기 때문이다. 허셜의 아이디어는 우주를 더 크고 오래된 것으로 만들었지만 인간이 살아가기에는 더없이 위협적인 곳으로 만들기도 했다.
4. 진화론에 대한 분쟁.
1) 진화론의 등장과 반박.
허셜이 말한 것은 빛의 구름으로부터 별들이, 항성이, 그리고 우리의 태양이, 우리의 행성이 발달했다는 것이다. 이 점진적으로 변화가 거듭된다는 생각은 젊은 자연학자였던 [[찰스 다윈]]이 위험한 과학적 아이디어인 [[진화론]]을 제시하도록 직접적으로 영감을 주었다. 19세기 초에는, 진화론이 있을 수 있는 일이 되어버렸다. 창조 없이, 기적 없이, 사실상 신 없이도 어떻게 엄청난 다양성의 생명체들이 이 행성에 나타났는지에 대해 말할 수 있는 자연법칙이 있다고 상상하는 것이 가능해졌다. 그리고 1859년, 찰스 다윈은 “[[자연 선택]]에 의한 [[종의 기원]]”을 출판했다. 이것은 [[창조론]]을 대체할 더 자연적이며 법칙적인 시도였다. 그 아이디어에 매료된 사람들이 있었지만, 대부분의 사람들은 이 책이 터무니없다고 평가했다. 빅토리아 시대의 물리학자와 기술자들은 다윈의 반창조론적 이론의 편에 서지 않았다. 그리고 그들은 다윈이 틀렸다는 것을 증명할 좋은 방법이 있었다. 다윈의 진화론을 증명하려면 수억 년의 시간이 필요했고, 영국에서 가장 영향력이 컸던 물리학자 켈빈 경([[윌리엄 톰슨]])은 다윈에게 충분한 시간을 주지 않았다. 켈빈은 물리학이 창조론을 증명했으며 그의 근거는 [[에너지]]와 빛의 놀라운 원천인 태양에 근거한다고 주장했다. 과학자들은 생물에 필요한 모든 [[물질]] 중에서도, 빛이 가장 중요한 것임을 깨달았다. 태양빛은 식물이 자라는데 [[연료]]가 되고, 그것이 다른 동물의 먹이를 생산함으로써 모든 생명의 [[동력]]이 된다. 켈빈 경이 주장한 것처럼 태양이 [[중력]] 아래 오래 응축된 품질 좋은 [[석탄]] 같은 연료로 만들어졌으면, 태양은 수천만년 밖에 연료를 태울 수 없다. 이 시간은 [[진화]]가 일어나기에 충분하지 않았다. 태양빛은 창조론자들의 편에 섰고 다윈은 켈빈의 주장에 아무런 대답을 하지 못했다. 이때는 진화론이 그저 '아이디어' 로만 남게 되는 것처럼 보였다.
2) 진화론의 확립.
1904년, 젊은 [[뉴질랜드]]의 물리학자 [[러더퍼드]]는 영국의 왕립과학연구소에 [[방사능]]의 발견을 발표했다. 러더퍼드는 방사능이란 태양이 수십억년 동안 계속 탈 수 있는 새로운 형태의 에너지라고 발표했다. 이는 다윈이 진화론을 설명하는데 필요로 했던 것보다 충분히 많은 시간이었고, 물리학자들은 진화학자들에게 응당한 벌을 받았다. 20세기 중간부터, [[핵물리학]]은 별이 어떻게 그들의 중심부에서 [[핵융합]]이 일어나서 우리에게 별빛이라 보이는 엄청난 양의 에너지를 생산하는지 설명할 수 있었다. 진화론적 규모의 시간의 답은 별빛의 핵물리학이었다. 빛은 진화론을 이기게 해주었다. 진화론은 그저 생명의 발생과 역사로써 가능할 수도 있는 이야기에서 유력하고, 권위 있는 이론이 되었다.
[[파일:HST-SM4.jpeg|180px|섬네일|[[애틀랜티스 우주왕복선]] [[STS-125]]에서 촬영한 허블 우주 망원경. (2009년 5월 19)]]
빛은 신과 기적이 필요하지 않은 세상의 역사에 대한 증거를 제공해 주었다. 이제, 빛은 우주의 기원인 수십억 년 전까지 거슬러 올라갈 수 있다. 허블 우주 망원경은 우리가 가지고
있는 가장 강력한 망원경이다. 그 안에는 허셜의 직경 2.4m의 거대한 거울이 들어있다. 과학자들은 정말로 믿기 힘든 것을 밝혀내기 위해 망원경을 사용한다. 바로 하늘에서 가장 오래된, [[빅뱅]] 직후에 태어난 130억 년 전의 별을 [[허블 우주망원경]]을 사용하여 볼 수 있다.
결과적으로, 우리는 시간을 되돌아 볼 수 있고 우주의 [[기원]]을 볼 수 있다. 과학자들은 빛을 세상이 시작할 때의 과학적 이야기를 밝히는 도구로 사용했다. 과거에는 우리는 우주를 이해할 수 없고, 기적적인, 신의 행동의 결과라고 생각하곤 했다. 하지만 인간의 독창적인 도구를 이용한 빛의 조작으로 인해, 우리는 완전히 우리의 세계에 대한 모델을 바꾸었다. 갈릴레오의 망원경, 로버트 훅의 현미경, 윌리엄 허셜의 거울은 빛을 이용해서 우주를 설명될 수 있고, 이해할 수 있는 공간으로 만들었다.
3부, 지상의 빛(The Stuff of Light).
이 편에서는 우리가 어떻게 [[빛]]의 정체를 알게 됐는지, 그 과정에서 어떻게 현대 세계를 창조했는지에 관한 이야기이다. 150년 전, 하늘에 국한되어 있던 [[빛]]을 우리가 인공적으로 제어할 수 있게 되었다. 여기서는 인간이 [[빛]]에 대한 사실들을 깨닫고 그 과정에서 나타난 새로운 [[법칙]]들, 즉 [[빛]]의 비밀에 관해 서술하고 있다. 이런 과정을 인물 중심으로 기술하고 있다. 등장하는 과학자는 [[제임스 클러크 맥스웰]], [[조셉 스완]], [[토마스 엘바 에디슨]], [[빌헬름 뢴트겐]], [[조셉 존 톰슨]], [[막스 플랑크]] 등이 있다.
1. 제임스 클러크 맥스웰.
그는 [[프리즘]]에 굴절된 [[빛]]을 구경하게 된다. [[프리즘]]은 아이슬란드에서 발견된 특수한 크리스탈로 만들어진 것으로 당시 과학자들에게 놀라움을 선사했다. 투명한 크리스탈과 같지만 두 개의 크리스탈을 겹치면 [[빛]]은 하나도 통과하지 못하기 때문이다. 그는 [[프리즘]]과 [[빛]]이 만날 때 생기는 현상에 의문을 품고 이를 계기로 [[빛]]의 성질을 발견한다.
1) 맥스웰의 편광렌즈.
[[파일:James Clerk Maxwell big.jpg|150px|섬네일|맥스웰]]
당시에 영국은 모든 세계의 중심지였다. 영국의 상인, 무역상, 기술자들은 세계로 퍼져나갔다. [[과학기술]]의 발달로 [[열]]과 [[압력]]이 어떻게 작용하는지, [[소리]]가 어떻게 나는지 등은 알고 있었다. 물론 그들은 [[빛]] 역시 하나의 구성요소로 보고 건물을 지을 때 [[빛]]을 고려하여 설계했다. 하지만 이것은 단지 [[빛]]을 끌어 담기 위해 창문을 설계하는 것에 지나지 않았다. 그들은 [[빛]]을 제어하는 방법을 몰랐다. [[맥스웰]]은 [[빛]]의 목표가 무엇인지 밝히고 싶었다. [[맥스웰]]은 아이슬란드 크리스탈의 독특한 성질을 연구하기 위해서 [[편광렌즈]]라는 [[광학도구]]를 만들었다. [[빛]]이 첫 번째 [[거울]]에 들어간 다음 튜브를 통해 지나가고 반대편에 있는 두 번째 [[거울]]을 통해 보이게 된다. [[맥스웰]]은 여기서 우리가 맨눈으로 볼 수 없는 것에 초점을 맞췄다. 그는 유리조각을 뜨겁게 가열한 다음 찬물에 담가서 고정시켰다. [[거울]]을 통해서 유리를 볼 때 그는 [[고정 변형력선]]이라고 하는 맨 눈으로는 볼 수 없었던 것을 볼 수 있었다. 그는 이 [[편광렌즈]]를 통해 한 가지 사실을 발견해냈다.
어떻게 물리적 [[힘]]은 눈에 보이지 않고 만질 수 없는 [[빛]] 같은 것에 작용한다는 사실을 몰랐을까? [[맥스웰]]은 그리고 [[빛]]과 물질에 존재하는 [[힘]]이 작용하여 [[빛]]의 이동 경로를 바꾸고 [[색]]이 달라져 보이는 사실에 의문을 가졌다. [[맥스웰]]이 [[빛]]에 영향을 미치는 [[장력]]을 발견하기 얼마 전 한 가지 의심쩍은 현상이 발견된다. 프리즘 사이에 두꺼운 유리를 놓고 [[빛]]을 통과시킨 후 강력한 [[자기장]]을 걸어준다. 이 때 [[자기장]]을 거는 순간 [[빛]]의 색이 변하게 된다. [[자석]]이 [[빛]]에 영향을 미치는 것이다. 또한 [[빛]]이 [[물체]]를 뜨겁게 해준다는 것은 알려져 있었다. 하지만 [[빛]]과 연관된 어떤 [[복사선]]에 의해 어둠 속에서도 [[물체]]를 뜨겁게 만들 수 있다는 것이다. 만약 [[빛]]이 무엇인지 밝혀내게 되면 [[화학]], [[역학 (물리학)|역학]], [[전기학]], [[자기학]]을 하나로 엮을 수 있었다.
당시에는 하나로 묶인 [[이론]]을 통해 [[만물]]을 이해하는 하나의 [[이론]]을 만들 수 있다고 생각하여 이것을 밝히기 위해 열심이었다. [[맥스웰]]은 특히 모든 [[사물]]을 [[법칙]]으로 이해하려는 경향이 강했다. 그가 케임브릿지에 가서도 왜 고양이는 항상 발로 착지하는 가를 수학적인 [[법칙]]으로 설명하려 했다. 만약 [[법칙]]이 있다면 세상 [[만물]]에 적용시킬 수 있지 않을까? 등과 같은 분석적이고 융합적인 생각이 가득했다. 그가 케임브릿지로 갔을 때 [[열역학]], [[증기 엔진]], [[전기학]], [[자기학]] 등과 같은 [[공학]]들이 있었다. 하지만 예민한 케임브릿지에서는 금지되었을 뿐이다. 그는 케임브릿지에 갔을 때 [[프리즘]], [[편광기]] 등의 광학기구들을 가지고 케임브릿지 학장과 같은 사람들에게 [[공학]]이야 말로 [[수학]]과 [[이론학]]의 중심이 되어야 한다고 설득하려 했다. 이렇게 두 가지 전통의 충돌을 통해 [[맥스웰]]이 [[빛]]을 이해하는 계기가 만들어진다.
2) 맥스웰 방정식.
당시에 또 다른 난제였던 [[전기]]와 [[자기]]의 관계, [[마이클 패러데이]]가 [[코일]] 부근에서 [[자석]]으로 [[파장]]을 일으키면 [[전류]]가 발생한다는 것을 실험적으로 증명하였다. 이 [[현상]]에 대해 [[맥스웰]]은 [[수학]]을 이용하여 해답을 찾기 시작했다. 그는 새로운 방법을 고안했는데, 이는 정확하게 [[전기]]와 [[자기]]의 관계를 규명했다. 그가 발견한 4개의 방정식이 [[맥스웰 방정식]]이다. 또한 이것은 [[빛]]에 관한 진실을 담고 있었다. 이것은 [[전기]]와 [[자기]]의 현상에 대해 기술하면서 시작한다는 것이다. [[빛]]과 [[자기]]에 관한 현상을 4개의 방정식으로 풀어낸다면 [[맥스웰]]이 [[전기]]와 [[자기]] 사이에 무언가 관계가 있다고 하는 것처럼 특별한 [[상호작용]]을 발견할 수 있다. 이 뿐 아니라 [[맥스웰]]의 방정식에 나와있는 [[전자기파]]의 [[이동속도]]를 나타내주고 있는 숫자를 보면 [[전자기파]]가 이동할 때의 속도가 [[빛]]의 이동속도와 정확하게 맞아 떨어진다. 여기서 [[맥스웰]]은 [[빛]]과 [[전기]]과 [[자기]]는 같은 종류의 것이라는 결론을 이끌어 냈다. [[빛]]은 [[전자기파]]인 것이다. 이것은 [[만물]]의 [[원리]]와 [[법칙]]을 설명할 수 있는 위대한 발견이다.
[[맥스웰]]을 사람들은 이렇게 일컫는다. 그가 항상 옳았지만 그 이유를 알 수 없다고. 그는 절대 실수하지 않지만 어떻게 원리에 접근하는 아이디어를 얻는지는 알 수가 없다는 것이다. [[빛]]의 [[전자기파]]라면 [[스펙트럼]]의 다양한 색채도 각기 다른 [[주파수]]로 진동하는 [[파동]]이라고 볼 수 있다고 생각했다. 붉은 색은 느리게 진동하고 점차 진동속도가 증가하면서 보라색은 가장 빠르게 진동한다고 말이다. 우리가 볼 수 있던 [[가시광선]] 밖에는 비가시 광선이라고 하는 [[빛]]들이 존재하며 진동속도가 더 빨라진 [[자외선]], 빨강보다도 느리게 진동하는 [[적외선]] 등이 있다. [[맥스웰]]은 이것을 [[열]]의 근원이라고 생각했다. 그는 [[스펙트럼]]의 개념을 확장시켰고 [[열]]의 근원도 밝혀냈다. 그는 생각들을 요약하고 관계들을 하나로 묶어서 [[우주]]의 근본과 원리를 밝혔다. 시간이 흐르면서 이 방정식들은 엄청난 영향을 미치게 된다.
2. 조셉 스완.
[[맥스웰]] 방정식은 [[전자기학]]의 새로운 가능성을 열어주었다. 인간이 [[자석]]을 이용하여 지속적이고 안정적인 [[전기]] 공급원을 확보한 것이다. [[전기]]공급이 안정되자 [[전기]]조명도 실용화되었다. 이 때 [[화학]]에 종사하는 많은 사람들이 돈을 벌기 위해 실용적인 상품을 개발했는데, 그 중 하나가 제조업에 종사하는 화학자 [[조셉 스완]]이다.
1) 스완과 전기등.
[[파일:Joseph Wilson Swan.jpg|150px|섬네일|스완]]
당시에 [[전기]]로부터 [[빛]]을 만드는 실험이 진행 중에 있었다. [[전기]]로 만드는 불은 예술 공학으로도 불렸다. 그러나 그 이름과 같이 사용하던 [[전기]] 등의 형태인 아크등은 다루기가 쉽지 않았고 효과도 미미했다. 그는 [[전기]] 스파크를 이용하여 [[빛]]을 만드는 방법의 문제는 밝게 빛나는 물체가 쉽게 타버려서 없어진다는 것이라고 생각했다. 연소상태가 일어나지 않도록 [[진공]]에서 불을 밝힌다면 이런 문제를 해결할 수 있을 것이라고 생각했다. 이것이 전기등의 발전에 결정적인 역할을 하게 된다. 마침 안정적인 [[발전기]]가 발명되어 [[전원]]을 공급할 수 있었고 [[진공]] 펌프가 개발되어 공기를 충분히 제거할 수 있었으므로 [[전구]]의 탄생은 시간문제였다. 하지만 [[필라멘트]]를 만드는 것이 문제였다. [[스완]]은 [[탄소]]에 [[열]]을 가하면 밝게 빛난다는 것을 알고 있었다. 그는 [[종이]]를 포함해서 수많은 물질들로 탄화실험을 시행했다. 결국 찾아낸 [[필라멘트]]의 소재가 [[면]]이었다. 그는 [[숯]]을 가득 채운 용기에 [[면]]을 넣고 용기를 일부분만 봉한 다음 오븐에 넣고 구웠다. 이 탄화 면 [[필라멘트]]를 이용하여 처음으로 실용적인 [[필라멘트]]가 발명되었다. 그가 새로운 [[전구]]를 만든 것이다. 그의 [[친구]] 중 부유한 사업가인 [[윌리엄 암스트롱]]은 그의 발명품이 부유층 고객의 관심을 끌 수 있다고 생각했다. 그의 고객들은 그의 보트를 타고 뉴캐슬로 초대되어 [[전기]]가 들어온 크랙사이드 성에 초청되었다. 새로운 발명품인 백열 [[전구]]로 환하게 밝혀진 그 곳은 신문에도 마법의 성이라고 소개될 정도였다. 하지만 이 발명품에는 큰 문제가 있다. [[전력]]의 문제였다. 성 근처에 강이 있어서 수력 발전 설비를 갖추어 [[전기]]를 공급받아 사용했다. 하지만 암스트롱처럼 개인 발전시설이 없다면 [[스완]]의 발명품은 아무런 의미가 없었다. 그에게 필요한 것은 대중적인 [[전력]] 공급원이다.
3. 토마스 엘바 에디슨.
[[스완]]은 집 한 채를 밝혔지만 미국 뉴저지에는 온 세상을 밝히고 싶어하는 젊은이가 있었다. [[에디슨]]은 갓 백열 [[전구]]를 발명했지만 그는 금세 [[스완]]을 능가하게 된다. 그는 기술자이자 사업가이며 실업자였다. 1878년 그는 세계 최초의 공중 [[전기]] 공급을 건물에 적용시킨다. 그는 [[미터]], [[퓨즈]], [[스위치]] 그리고 [[절연체]]로 둘러싸인 [[케이블]]을 발명했다. [[전기]] 불빛을 사용할 수 있게 하는 것은 기존 경제도 바꾸어야 했다. 그의 혁명은 막 시작된 것이다. [[에디슨]] 시스템의 가장 큰 문제는 주로 밤에만 사용하는 [[전력]]에 맞춰 하루 24시간 중에서 매우 특정한 시간대에만 [[전기]]를 사용해야 한다는 것이었다. [[전기]]의 저장은 쉽자 않으며 특정 시간대에만 사용한다는 것은 비효율적이었다. [[에디슨]]은 여기서 사업가의 기질을 발휘했다. 그는 생활 스타일도 판매했는데, 말주변을 통해 [[전기]] 제품을 파는 캠페인을 했던 것이다. 이런 그의 마케팅은 소비자들에게 [[전구]]를 사게 만드는 효과적인 마케팅이었다. 그는 [[꿈]], [[여가]] 등과 같이 시선을 끌만한 것들을 판다고 했다. 사람들은 [[전구]]가 필요해서 산다기 보다는 자신들의 [[꿈]]과 [[미래]]를 밝혀줄 수 있을 것 같은 희망에 [[전구]]를 구매했다. 이러한 마케팅이 지금까지 이어져 아직까지도 [[전구]]가 시장에서 높은 점유율을 차지하게 만들었다. 오늘날 [[전구]]는 어디에나 있다. [[전기]]에 대한 기본적인 모든 것을 밝힌 천재 [[맥스웰]]과 그 활용도를 극대화 시킨 [[에디슨]]에 의해서 [[자연]]을 좀 더 효과적으로 제어할 수 있는 시대가 도래한 것이다.
4. 빌헬름 뢴트겐.
[[파일:Roentgen2.jpg|150px|섬네일|빌헬름 뢴트겐]]
두 천재의 결과물인 현대 사회는 우리가 원해서 생긴 것일까 혹은 항상 켜져 있으면서 돈을 만들어내는 [[기계]]에 지배를 받아서 만들어진 것일까? 우리가 정말로 매일 아침 불이 켜지고 매일 밤 불이 꺼지는 세상에서 살고 싶어서 살고 있는 것일까? 아니면 그저 이익과 [[기술]]들의 수요를 위해서 기계와 세상이 가는 대로 흘러가는 것일까? 당시 과학자들은 이런 질문에 대답하기 보다는 새로운 분야로의 확장을 꿈꿨다. 더 불확실하고 예측 안되며 위험한 세상이 곧 나타나려고 했다. 1890년 중반 볼프스부르크에서 [[빛]]에 대한 새로운 실험을 한 과학자가 있다. 그는 [[전구]]라는 새로운 장비에 대해 관심을 가지고 특별한 장비를 사용하게 된다. 바로 [[진공관]]이다.
1) 뢴트겐의 진공관.
[[진공관]]은 기다란 유리튜브에 공기를 빼서 [[진공]]상태로 만든다. 물론 이 [[진공관]]은 [[전구]]를 만드는 기술이 없었다면 만들 수 없었다. [[뢴트겐]]은 이 [[진공관]]으로 [[전류]]를 흘려 주었을 때 [[진공관]] 속에서 밝게 빛나기 시작하는 현상을 관찰했다. 분명 튜브는 비어있지만 무언가 빛나고 있었다. 후에 이것은 [[음극선]]이라고 알려진다. [[뢴트겐]]이 [[음극선]]을 가지고 한 실험 중 그가 [[전압]]을 올린 다음에 그것으로 손의 [[사진]]을 찍은 것이 있다. 이 때 [[피부]]를 통과해서 [[뼈]]의 모습이 나타났다. 이것이 바로 [[엑스선]]이다.
이것은 새로운 센세이션을 일으켰다. 투과하여 볼 수 있었기 때문이다. 이것에 대해 당시 많은 [[설]] 중 하나가 이것이 눈에서 나오는 [[광선]]이라는 것이었다. [[미디어]]에서도 이 오묘한 [[빛]]을 통해서 [[자연]]을 보게 되면 [[자연]] 세계를 넘어선 [[초자연]] 세계를 확인하는 것 같다고 하면서 큰 센세이션을 일으켰다. [[뢴트겐]]과 관련된 [[음극선]], [[엑스선]] 등 이러한 종류의 독특한 [[빛]]들은 [[영혼]] 현상이나 눈으로 볼 수 없었던 것들에 관심을 갖게 했다. [[영혼]]이 있다고 생각하는 사람들은 죽은 사람들과 얘기하기 위해서는 보이지 못하게 하는 장벽을 넘어 [[빛]]을 이용하여 그들을 보게 하면 된다고 믿었다. 얼마 후 과학자들은 모든 [[이론]]을 종합하여 [[엑스선]]이 [[초자연]] 현상을 보는데 아무런 상관이 없음을 말했다. [[엑스선]]은 [[전자기]] [[스펙트럼]]의 그저 한 부분일 뿐이었다. [[맥스웰]]이 확장시킨 [[스펙트럼]]의 [[자외선]] 위로 [[엑스선]]이라는 영역이 존재하는 것이다.
5. 조셉 존 톰슨.
[[진공]]튜브에서 빛나는 [[빛]]은 과학자들에게 새로운 무언가가 있다는 확신을 주었다. 죽은 자들과 연결 시켜주지는 못하지만 나름대로 그 나름대로 획기적인 발견이었다. 이번엔 케임브릿지에서 [[진공관]]의 이상한 특성에 대한 연구가 진행되었다. 당시 [[맥스웰]]의 연구소는 [[톰슨]]이 운영하고 있었다. 그는 [[빛]]의 독특한 모양을 연구하기 위해서 자신이 직접 [[음극선]] 튜브를 설계했다. 그는 [[음극선]]이 [[전기]]와 [[자기]]의 영향을 받는다고 생각하고 설계했다. 그는 실용적이지 않고 이론 중심적이었지만 그의 튜브를 통한 [[실험]]은 저명한 것이 되었다. 그가 한 것처럼 [[음극선]]은 틀면 반대쪽으로 [[빛]]이 도달하게 된다. 여기에 [[전자석]]을 두면 도달하는 점의 위치가 변하게 된다. [[자석]]이 [[음극선]]의 경로를 바꾼 것이다. [[톰슨]]은 정밀하게 하기 위해 이 [[실험]]을 몇 번이고 반복했다. 결국 휘어지는 정도까지 측정하였다. 이 현상을 통해 그는 튜브 안에 있는 것은 확실히 [[파동]]이 아니라 [[입자]]의 흐름이어야만 한다는 것을 알게 되었다. [[톰슨]]은 [[맥스웰]] 방정식에 결과를 넣고 분석했는데, 그는 위로 향하는 [[음극선]] [[입자]]가 [[원자]]보다도 훨씬 작다는 것을 알았다. 당시 아무도 [[원자]]보다 작은 것이 있다고 생각하지 않았고 신경 쓰지도 않았었다. 게다가 몇몇 과학자들은 [[원자]] 자체의 [[존재]]를 부정했다. 몇 년 후, [[톰슨]]은 그의 발표를 설명하기 위해 여러 기술자들을 모아놓고 강의를 하기 시작했다. 이것은 당시 [[혁명]]이라고 할 정도로 충격이었다. [[원자]]를 나눌 수 있다는 것, 그것은 시대를 앞서나가는 생각이었다.
6. 막스 플랑크.
[[파일:Max_Planck_(1858-1947).jpg|150px|섬네일|막스 플랑크]]
그 시대를 살펴보면, 세상의 가장 근본적인 것을 찾기 위해 [[광학]]을 따라왔으며 모든 기술적인 것들이 [[원자]]를 하나하나 해체시켰다. 과학사에서는 지금까지의 물리적인 개념을 전부 바꿔놓을 [[과학]]에 대해서 아무도 알아채는 사람이 없었는지 아이러니로 남아있다. 19세기 말 유럽과 세계의 과학자들은 물리가 해야 할 일은 끝났다고 믿었다. 모든 기본적인 문제는 풀렸다고 생각했다. [[전기]]를 다루고 [[빛]]을 알며 [[자석]]을 조절할 수 있었다. 게다가 [[공학]]과 [[열역학]]의 문제까지 조절할 수 있었다. 이제 [[물리학]]에서 새로운 [[법칙]]을 찾아내기 보단 좀 더 자세한 [[관측]]을 하는데 신경 썼다. 그 중 하나가 [[전구]]의 [[생산성]]에 대한 연구이다. [[전구]]의 경제적인 문제를 따질 때 매우 중요한 문제였다. [[전구]]에 공급되는 [[전력]]과 [[빛]]의 세기는 유럽 사회의 경제에서 매우 중요한 분야였다. [[전기]] 조명과 [[전력]]의 문제를 해결한다는 것은 전세계적으로 큰 돈을 벌어들일 수 있음을 뜻했다. [[공업사회]]에서 생각하는 문제들은 [[과학]]에서는 매우 사소한 것 같았다. 그저 최소의 [[전력]]으로 최대의 밝기만 얻어내면 되었다. 그래서 과학자들에게 계산을 부탁했다. 과학자들은 [[수학]]적인 방법을 통해 [[철심]]의 온도를 올리기 위해 필요한 [[전기]] 에너지량과 [[철심]]에서 나오는 [[빛]]의 양의 관계를 계산하려 했다. 하지만 아무도 이 관계가 앞으로 이론적으로 엄청난 문제가 될 줄은 몰랐다. [[물리학]]적으로나 [[이론]]적으로는 별로 중요하지 않게 보였기 때문이다. 하지만 이 문제에 대해 [[막스 플랑크]]는 조금 달랐다.
1) 플랑크와 빛의 성질.
[[플랑크]]는 [[맥스웰]]의 방정식을 유심히 살펴보았다. 그리고 거기에서부터 [[빛]]과 [[에너지]]의 관계를 찾아보았다. 결과는 [[에너지]]와 [[열]]을 주면 주는 대로 [[복사]]가 일어나야만 했다. [[맥스웰]]의 방정식에서는 [[에너지]]의 [[준위]]가 연속적이라고 했다. 만약 [[열]]을 계속 준다면 끝없이 [[에너지]]는 증가해야 한다. 그리고 [[핵분열]]이 일어나게 된다. 하지만 이것은 사실이 아니다. [[철심]]을 그냥 [[불]] 속에 넣어 내버려 두면 처음에 그것은 뜨거워지며 붉은 색으로 변하게 된다. 그리고 [[주파수]]가 커지면서 푸른색, 결국 하얀색으로 변할 것이다. 하지만 [[물질]]은 [[열]]을 얼마나 받는 [[핵분열]]을 통하여 폭파하지는 않는다. [[맥스웰]]의 이론의 추측이 틀린 것이다. [[플랑크]]가 이 실수를 바로잡기 위해 연구를 했다. 그는 직관적으로 새로운 개념을 내놓는데, [[빛]]이 [[파동]]이라서 [[물질]]을 계속 뜨겁게 한다면 계속 [[빛]]을 방출하지 않을 이유가 없다고 생각했다. 그 [[이론]]을 증명하기 위해서 [[톰슨]]과 비슷한 고민을 했다. [[톰슨]]은 [[음극선]]이 [[파동]]인지 [[입자]]인지 결정해야 했다. [[플랑크]]는 이에 대해 [[톰슨]]과 다른 결론을 냈다. 그는 [[빛]]이 상황에 따라서 [[파동]]처럼 행동해 [[파동]]의 [[성질]]을 보여주고 가끔은 [[입자]]의 [[성질]]을 보여서 [[입자]]처럼 행동한다고 말했다. 조금 시간이 지나서 이는 한 가지 새로운 아이디어로 합쳐진다. 이 아이디어가 현대 [[물리학]]의 기초가 된다. 바로 [[빛]]이 상황에 따라서 자신의 [[성질]]을 바꾼다는 것이다. 많은 물리학자들이 기 문제를 해결하려고 했다. 그리고 [[빛]]의 [[분열]] 현상을 이해하는 것을 그들의 목표로 삼았다. [[물리학]]의 모든 것이 이 [[현상]]을 설명하기 위해 집중되었고 [[과학]]의 창의적인 시대가 다가오게 된다. 바로 [[양자 물리학]]의 시대가 도래한 것이다. [[플랑크]]가 [[빛]]을 통해서 새로 발견한 그의 해석은 [[물질]]의 기본을 전부 다시 생각하게 되었다. 그리고 [[입자]]세계를 다시 재주목하여 여태까지 없다고 생각되던 [[입자]]들도 다시 찾게 되었다. [[톰슨]]의 발견을 통해서 [[전자]]가 [[양자]]와 [[중성자]]처럼 새로운 [[입자]]로 발견되었다. 급속도로 커진 관심에 [[원자]]의 새로운 모양을 제시하게 되었다. 마치 [[태양계]]처럼 [[중성자]]가 [[양성자]]가 [[핵]]과 같은 역할을 하며 [[전자]]들이 [[행성]]처럼 주변을 도는 것이다. 하지만 이 [[원자]]가 [[에너지]]를 가진다는 점이 흥미로웠다. [[원자]] 자체가 무한한 [[에너지]]의 [[공급원]]이다. 이런 [[원자 물리학]]은 [[핵융합]]을 가능하게 했다. 엄청난 [[에너지]]의 발현이 가능해진 것이다. 이후 [[빛]]의 성질에 관한 시선이 달라졌다. [[빛]]의 [[불확정성]] 때문에 정밀한 순서에 따라 움직이던 [[역학체계]]가 변하게 되었다. [[빛]]은 [[파동]]과 [[입자]]의 성질을 동시에 지니고 있다. 이 개념은 우리가 생각하던 세상을 바꾸어 놓았다. 하지만 아이러니 하게도 더 많은 것들에 의문을 가지게 되었다. 모르는 것이 늘어난 것이다.
4부, 빛, 그 찬란한 수수께끼(Light, The Universe and Everything).
모든 인간 [[문명]]은 빛에 대해 생각하면서 서로에게 해주는 이야기, 그들의 의식, [[종교]], 그리고 [[과학]]을 구축한다. 과학자들은 유리를 통해 빛을 휘게해 깊은 우주와 [[세포]]의 미세한 내부구조를 관찰하였다. 빛의 진실을 이해함으로써, 모든 것에 대한 진실을 이해할 수 있을 것이라 생각했지만 이 점은 빛에 대한 이야기 중 가장 큰 [[역설]]이 된다. 사람들이 빛을 조종하는 능력이 증가할수록, 빛은 더욱더 난해하고 까다롭다는 것을 알게 되었다. 또한 빛이 우리에게 제공하는 것 중 상당수가 [[환영]]이라는 것을 알게 되었다. 1664년, 자연 철학자 [[아이작 뉴턴]]은 기존의 사고방식을 깨뜨리는 실험인 [[프리즘]]을 이용해 [[백색광]]을 분리시키는 실험을 했다. 하지만 가장 중요한 사실은, 뉴턴이 프리즘을 통해 한 것은 미래의 과학자들에게 엄청난 과제를 남겨준 것이다. 뉴턴은 백색광이 색의 혼합이라는 것을 보여주었지만, 그도 혼란스러웠다는 것을 인정했다. [[색]]은 빛의 마지막 수수께끼였다. 색에 대한 이해가 빛에 대한 진실을 푸는 열쇠가 될 것이라는 것을 앎으로서, 모든 것이 바뀌게 되었다. 과학, 예술, 또한 우리가 사람을 이해하는 것도 바뀌었다.
1. 빛과 색.
[[산업혁명]]은 18세기 말에 북서쪽 [[영국]]의 [[섬유]] 공장에서 일어났다. 사람들은 빛, 특히 색에 대해 생각하는 것을 새로운 방법으로 강요당했다. 영국의 시장이 [[인도]]를 비롯한 [[아시아]] 여러 국가에서 수입된 밝은 빛의 옷으로 넘쳐났기 때문에 색을 조절하는 것은 중요했다. 영국의 산업 자본가들은 외국 물품의 유입을 그들만의 [[작물]]과 상업적으로 제조된 [[염색약]]으로 승부하였다. 색들을 [[표준화]]시키고, 제작법에 대한 화학적 조절을 하며 염색이 효율적으로 이뤄지게 하는 것은 시장 성공의 열쇠였다. 새로운 염색 산업이 불러온 가장 큰 효과는 자연적인 것과 인위적인 것에 대한 사람들의 시선을 바꿨다는 점이다. 예전부터 자연물에 대응되어 이해되어 왔던 색이, (예를 들자면, 파란 하늘, 녹색 잔디, 빨간 장미) 완벽하게 인위적으로 생성될 수 있었다. [[인공 염료]]는 많은 사람들이 염색된 옷을 사람들마다 다르게 바라본 다는 점을 밝혀냈다. 처음으로 사람들은 우리가 색을 보는 관점에 문제가 있다는 것을 깨달았다. 색에 대한 판단이 어긋나는 점이 대량 염료 산업과 정확히 같은 시각과 위치, 18세기 말 영국 북서부에 일어나게 된다는 것은 필연적이었다.
1) 존 돌턴의 연구.
[[파일:Dalton John desk.jpg|섬네일|200px|존 돌턴]]
가난한 의류 제작자의 아들이었던 [[존 돌턴]]은 산업 혁명의 새로운 화학에 뛰어들었다. 돌턴은 물질에 대한 [[원자론]]을 제시한 것으로 가장 유명한데, 그의 첫 과학 논문은 색에 대한 그의 인식이 잘못되었다는 것을 깨달음으로부터 나왔다. [[퀘이커]] 교도였던 돌턴은 색에 대한 잘못된 인식을 가지고 있다는 것이 드러났다. 그가 퀘이커 교도 모임에 갈 때, 가끔씩 퀘이커 교도에 걸맞지 않은 매우 밝은 붉은색을 띄는 가운을 입고 나타나고는 했다. 역사상 최초로 돌턴은 색에 대한 그의 인식을 체계적으로 분석하기 시작했다. 그는 자연으로 돌아가 어릴 적 꿈꿔왔던 식물학을 연구하였다. [[클로버]] 꽃의 밝은 분홍색이 그에게는 푸른빛으로 보였다. 분홍빛 [[제라늄]], [[페라고니엄]](꽃 종류)은 밖에서 보았을 때는 새파란 색이었지만, 집 안으로 가지고 와서 촛불을 통해 관찰했을 때는 이상하게도 파란색이서 노란색으로 바뀌었다. 돌턴은 이 문제에 대해서 깊이 생각을 해봤다. 학교 선생님이었던 돌턴은 그에게만 특별한 것인지 확인하기 위해 그의 제자들에게 그들도 같은 문제를 가지고 있었는지 물어보았다. 그리고 약 24명의 학생 중 4~5명이 같은 문제를 겪고 있었다는 것을 알게 되었다.
돌턴은 색맹을 인지하고 연구한 최초의 사람이었다. 돌턴은 색맹이 눈의 물리적 성질에 의해 발생된다고 생각해서, 그의 아이디어를 입증하기 위한 방법을 생각해냈다. 돌턴의 유언에서, 그의 주치의, [[랜섬]]에게 그의 눈 하나를 뽑아 해부해 달라고 요청하였다. 돌턴은 그의 색맹의 원인이 그의 눈 속에 푸른색 액체가 들어있어서라고 생각했기 때문이다. 랜섬은 돌턴의 유언을 따라 돌턴의 눈알을 뽑아 해부하였다. 푸른색 액체는 찾아볼 수 없었다. 랜섬은 그 눈알을 투명하다고 묘사하였고, 그것은 빛을 완벽하게 통과시키며 얼룩이나 색은 찾아볼 수 없다고 말하였다. 눈 속에 푸른색 액체가 없었으므로 그것은 돌턴이 설명한 [[색맹]]의 원인이 될 수 없었다. 랜섬이 제안한 의견은 색맹의 문제는 [[뇌]]의 판단과 관련되어 있다는 것, 뇌와 눈의 뒤쪽 사이의 문제라는 것이었다.
돌턴은 색맹의 원인은 맞추지 못하였지만 그 현상이 대를 이어서 나타난다는 것과, 몇몇 흔한 형태로 나타난다는 것을 밝혀냈다. 돌턴은 이런 혁신적인 발견을 새로운 산업 시대의 최대 도시에서 발표했다. 1794년 10월, 맨체스터 문학, 철학 협회에서 이뤄진 돌턴의 강연은 빛과 색의 과학의 혁명이 이뤄지는 무대가 되었다.
산업 혁명의 상업적 의무는 우리의 정신이 색을 보는데 역할을 한다는 발견으로 이끌어 주었다. 또한, 18세기 유럽에서 [[공장]]과 [[도시]]들은 더 밝고 더 효율적인 [[램프]]와 [[랜턴]]을 필요로 했다. 이 문제를 해결하는 과정에서 빛에 대한 이해가 더욱 더 발전했다.
2) 벤저민 톰슨의 연구.
[[파일:Benjamin Thompson.jpg|200px|섬네일|벤저민 톰슨]]
[[유럽]]에서 거주하는 [[미국]]인 이민자인 [[벤저민 톰슨]]은 빛의 성질을 알아보기 위해 매우 흥미로운 실험을 하였다. 사실 톰슨은 그를 고용한 [[뮌헨]]의 돈을 아끼기 위해 실험을 시작한 것이었다. 뮌헨 정부는 그에게 매우 중요한 임무를 내렸는데, 그 임무는, 뮌헨의 거리의 모든 거지들을 벤자민 톰슨이 새롭게 건설한 [[구빈원]]으로 몰아넣는 것이었다. 구빈원 설계에 대한 보답으로 톰슨은 [[럼포드 백작]]이 되었다. 구빈원에는 조명이 필요했는데, 럼포드는 이를 해결하기 위해 몇 가지 실험을 해서 가장 값싼 [[조명]]이 무엇인지 밝혀내려고 했다. 그중 한 실험에서 그는 촛불과 태양빛 중 무엇이 더 밝은지 비교하는 것이 가능한지 알아보려했다. 실험을 위해 햇빛이 실험실 내부로 들어오는 것을 막아야만 했는데, 그것을 위해 럼포드는 몇 겹의 색깔 필터를 통해 빛을 줄였다. 그가 태양빛 혹은 전등 앞에 색깔 필터를 놓으면서 신기한 사실을 발견하였다. 빨간 필터를 통한 그림자를 보면 그 [[그림자]]는 붉은색이 아닌 청록색을 띄었고, 램프로 인해 생긴 그림자는 검은색에서 붉은색으로 변했던 것이다.
럼포드는 붉은 그림자가 생긴 이유는 알 수 있었다. 이는 그림자를 밝히는 [[광원]] 앞에 붉은 필터를 놓았기 때문이다. 하지만 청록색 그림자는 럼포드가 해결해야 할 문제였다. 이 시점에서 럼포드는 그의 시야에서 청록색 그림자를 제외한 모든 것을 지우려 했다. 그는 청록색 그림자를 내부가 검은 관을 통해 관찰하기로 하였다. 그의 시야에 오로지 청록색 그림자만 보이도록 하여 관을 이용해 관찰했을 때, 청록색 빛이 사라졌다. 실험에서 조수는 색 유리의 색깔이 계속 바꾸면서 나타나는 색을 보며 감탄했지만, 럼포드는 그림자의 색을 전혀 식별하지 못했다. 그의 조수가 무얼 하던 간에 그는 색 변화를 전혀 볼 수 없었고, 일정한 그림자를 보았다. 같은 것을 두 명이 다르게 본 것이었고, 이에 대해 한 가지 설명밖에 존재할 수 없었다. 그림자로 인해 생기는 색 중 하나는 진짜고 하나는 빛의 속임수라는 것이다. 우리가 보는 색은 우리 뇌가 인식하는 것이지 단순히 세상에 나타나 있는 것이 아니었다. 럼포드는 그 원인은 몰랐지만, 인간의 머리는 회색빛을 띄는 그림자에 색을 첨가할 수 있다는 것을 밝혀냈다.
럼포드는 이 발견이 미래의 미술과 그림에 큰 영향을 끼치길 바랐고, 실제로 일어났다. [[조셉 터너]]와 같은 현대 화가들은 이 색을 띄는 그림자가 그들의 작품에 현실성을 더해줄 것이라는 것을 깨달았다. 럼포드는 색의 일부분이 머리에 결정된다는 사실이 미술작품보다 더 널리 적용될 수 있을 것이라 생각했다. 럼포드는 색이 주관적이면, 그것을 이용해서 사람들을 유혹할 수 있다고 생각했다. 럼포드는 [[하프시코드]]의 건반에 장치를 달아 음을 연주할 때마다 색이 나타나도록 하는 장치를 생각했고 시각적 하프시코드라 불렀다. 18세기 기술로는 역부족이었기 때문에 실제로 만들지는 못했지만, 200년 뒤 빛과 음악을 조화시키려는 럼포드의 생각은 현실화되었다.
3) 토마스 영의 연구.
[[파일:Portrait of Thomas Young with printed autograph.jpg|200px|섬네일|토마스 영]]
하지만 1700년도 후반, 사람들은 그들이 설명할 수 없는 빛과 색의 성질을 계속 발견하고 있었다. 빛을 이해하고 설명하기 위해서는 하나의 돌파구가 필요했다. 그 돌파구는 1800년대 초반에, 빛을 연구하던 사람으로부터 나온 것이 아니라 [[소리]]를 연구하는 사람으로부터 나왔다. 부유하고 조숙한 [[캠브리지]] 의과생인 [[토마스 영]]은 대학생이자 부자로써, 승마, 음악, 그리고 내기를 좋아했다. 토마스 영이 학생일 때 한 내기가 도박 책에 기록되어 있는데, 그 내기는 그가 졸업하기 전 소리에 대한 최고의 논문을 쓴다는 것이었다. 그는 그가 최고의 논문을 썼다고 생각했지만, 아무도 동의하지 않아 내기에서 지게 되었다.
그 논문은 [[오르간]] 파이프의 소리를 주의 깊게 들어보면 소리가 전달되는 원리를 설명할 수 있다는 것이다. 빛에 대한 놀라운 사실이 영의 소리에 관한 논문에 숨겨져 있었다. 그의 초기 관심사는 소리는 [[파동]]으로 전달된다는 것이었다. 예를 들자면, 파이프 내의 공기는 마치 호수 위의 물결처럼 위, 아래로 진동한다. 영은 [[음파]] 특유의 성질을 공부했고, 특히 음파가 겹칠 때를 주의 깊게 살펴보았다. 오르간에서 한 개의 음을 연주할 때는 순수하게 그 음만 들리지만, 다른 노트도 연주하면, [[맥놀이]] 현상이 일어나는데, 이것은 두 음의 진동수 차이에 의해 생기는 것이다. 두 음파가 만나면, 서로 더해지거나 빼져, [[보강간섭]] 혹은 [[상쇄간섭]]이 일어난다. 영은 빛에 대해서도 동일한 현상이 일어날 것이라 생각했다. 두개의 구멍이 난 카드에 빛을 통과시키면, 그 구멍들을 통해 두 줄기의 빛이 나오게 되는데, 그 빛줄기들이 합쳐지면 밝고 어두운 띠가 나타난다. 두 줄기의 빛이 마치 두 음파처럼 서로를 상쇄시킨다. 이 결과는 빛도 파동성을 띈다는 결론을 낳았다. 오늘날, [[광섬유]]에서부터 [[렌즈]]까지 빛이 파동이라는 전제 하에 디자인 된다. 하지만 영의 새로운 이론에 관한 연설은 큰 논란거리가 되었다.
영의 이론은 150년간 빛을 입자라고 생각해 왔던 이론을 거스르는 것이었다. 영은 물을 이용하면 파동이 수면 위를 이동하기 때문에 빛이 이동하는 경로를 볼 수 있다고 주장했다. 물을 이용한 영의 발표는 [[빛의 파동성]]을 뒷받침해주는 강한 근거가 되어 빛의 진행을 설명하였다. 빛의 파동성은 현재 과학에서의 가장 중요한 발견 중 하나로 손꼽힌다. 빛의 파동성을 이용하여 색을 이해할 수 있었다. 다른 [[진동수]]를 가진 음파가 다른 음을 생성하듯, 다른 진동수를 가진 빛이 다른 색을 나타냈다. [[망막]]이 진동하고 있다는 사실은 영에게 당연하게 여겨졌고, 망막은 입자가 부딪히는 막이 아니라는 것을 깨달았다. 망막은 진동했고, 진동수를 이용해 색의 차이를 설명할 수 있었다. 푸른빛은 빨리 진동했고, 붉은 빛은 훨씬 더 느리게 진동했다. 또한 영은 우리가 색을 인식하는데 아주 중요한 사실을 추측하였다. 영은 빛이 파동이고 색이 파동의 진동수에 의해 결정된다면, 눈 뒤쪽에 서로 다른 진동수를 인식하는 장치가 있을 것이라 생각했다. 영은 [[색상환]]을 돌려서 실험하였다. 색상환을 충분히 빠르게 돌리면, 세 가지 색: 빨강, 초록, 파랑을 이용해 백색광을 만들 수 있다는 것이었다. 이를 통해 영이 내린 결론은 사람들이 본다고 생각하는 광대한 범위의 색은 단지 세 가지 진동수의 색, 빨강, 초록, 파랑이 적절히 섞여서 나온다는 것이었다. 영은 존 돌턴에게 나타났던 색맹의 원인을 설명할 수 있었다. 색에 대한 한 개의 [[수용기]]라도 제대로 작동하지 않으면, 그 색은 인지할 수 없다는 것이 영의 생각이었다. 1995년, 돌턴이 죽은 지 150년이 되는 해, 의사들은 돌턴의 눈알에서 [[DNA]]를 추출해 냈다. 그 눈알은 [[맨체스터 과학 협회]]에 잘 보존되어 있었고, 돌턴의 DNA는 적록색맹이라는 것을 밝혀주었다.
4) 색맹 검사.
1875년, [[스웨덴]]의 도시인 [[라가렌다]]에서, 기차가 밤에 빨간 신호를 놓쳐 서로 충돌하는 일이 발생하였다. 9명이 사망했고, 수백 명이 부상을 당했다. 그 지역의 교수인 홈그렌은 북쪽을 향하는 기차의 조종사가 [[적록색맹]]이었고, 빨간 불을 초록불로 착각해 그의 기차를 사고로 이끌었다고 추측하였다. 철로가 많았던 [[영국]]에서, 정부도 행동의 취하기 시작했다. 전문가들을 기용해, 운전사, 조종사들이 색맹인지 알아내는 방법을 연구하도록 했다. 연구 장은 [[레일리 경]]이었다. 레일리는 빛과 소리에 대해 전문가였고, 그는 저명한 [[토리당]] 정치인인 [[아서 밸푸어]]를 포함한 상당수의 그의 매형, 처남들이 붉은 빛에 예민해지는 이상한 형태의 색맹으로부터 앓고 있다는 것을 알고 있었다. 레일리는 매우 엄격한 기준의 색맹 검사를 일반 직장인들에게 도입하였다. 영의 3원색 이론에 덧붙여, 기차 운전자와 배 조종자를 위한 색맹 검사를 발명하였다. 1900년도 초에는, 지금 대부분의 사람들이 보는 색 인식 검사가 발명되었다.
5) 백인 우월주의.
빅토리안 시대에는, 사람이 색의 미묘한 차이를 구분할 수 있는 능력이 논란의 중심에 있었다. 보편적으로, 색맹이 아닌 사람들 모두 색을 각각 약간씩은 다르게 인식한다고 알려져 있었고, 몇몇 빅토리아 시대의 과학자들은 이 개인차를 정확히 측정 할 수만 있다면, 그 당시 유럽인들의 생각인 [[백인 우월주의]]를 증명할 수 있다고 생각했다. 사람들은 동물들이 인간보다 더 좋은 감각을 가지고 있다고 믿었고, 그 당시 흑인들은 진화를 덜 했기 때문 동물에 더 가까울 것이라고 생각되었다. 그것을 증명하기 위해서는 흑인들이 빛과 색에 더 잘 반응한다는 것을 보이면 되었다. 1898년, 캠브리지 과학자들과 의료진들은 영국에서 [[토레즈 해협]] ([[호주]]와 [[뉴기니섬|뉴기니]] 사이의 섬들)으로 이동하였다. [[윌리엄 리버스]]는 천재적인 [[생리학자]]이자 의료원 이었다. 리버스는 해변에 [[심리학]] 실험실을 설치했다. 리버스는 세밀한 색의 변화에 대한 사람의 민감도를 측정하는 도구인 [[색조계]]를 토레즈 해협으로 가지고 갔다. 리버스는 토레스 해협의 원주민들이 어떻게 비슷한 색을 짝짓는지를 실험했다. 예를 들면, 특정한 빨간색을 색조계 튜브 속에 넣고, 원주민들을 불러 이 색과 같다고 생각되는 유리를 고르게 하는 것이었다. 그러면 원주민들은 색조계의 튜브 속을 보고 이 두 색이 같다, 혹은, 이것은 좀 더 어둡거나 밝다고 판단한다. 이 실험을 통해 리버스는 주민들의 색 [[인식]] 능력을 수치적으로 나타낼 수 있었고, 주민들과 다른 사람들 중 누가 더 색을 정확히 인식하는지 검사할 수 있었다. 날이 지날수록 호기심이 생긴 원주민들은 여러 색깔의 슬라이드, 디스크 등을 보기 위해 줄을 섰고, 자신들의 [[반응]] 시간을 측정하였다. 하지만 놀랍게도, 리버스는 주민들이 색을 판별하는 능력의 범위가 영국인들이 색을 판별하는 능력의 범위와 전혀 다를 것이 없다는 결과를 얻게 되었다. 다시 말하자면, 영국인들 간의 색을 판별하는 능력의 차이는 토레스 해협의 원주민들 간의 차이와 같다는 것이었다. 실험 결과가 그의 초기 [[가설]]에 모순되자, 리버스는 그의 가설을 과감하게 버렸다. 영국으로 귀국해서 리버스는 유럽 문화가 타 인종보다 우수하다는 데에 과학적 근거가 없다는 주장을 펼치게 된다.
2. 빛의 작용.
하지만 정작 빛은 수수께끼로 남아있었다. 빛이 파동이라는 토마스 영의 의견은 받아들여졌으나, 이 파동이 무엇으로 구성되어있는지는 수수께끼였다. 그 답은 빛의 한 방면을 연구함으로써 나올 수 있었는데, 그 원인은 처음부터 간단하지는 않았다. 빛은 우리에게 세상을 보여주는 것이 아니라 세상을 바꾸는 것이었다. 햇빛 때문에 살이 심하게 타는 것처럼 빛은 자신과 접촉하는 것을 가만히 두지 않는다. 그 반대로, 빛은 아주 강력한 화학적, 물리학적, 그리고 생물학적 작용제로써, 접촉하는 그 무엇에게도 엄청난 영향을 끼칠 수 있다.
1) 광합성.