[촛불 3탄] 마이클 패러데이의 실험 철학 – 초 하나로 물리를 설명한 과학자

“패러데이는 왜 초 하나로 강연을 시작했을까?”

『촛불 하나의 과학』은 단순한 실험 책이 아닙니다.
이 책을 쓴 마이클 패러데이는 실험을 통해 사고하는 사람이었습니다.
그에게 ‘과학’이란 손으로 확인하고, 눈으로 관찰하고, 머리로 설명하는 것이었죠.

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실험은 패러데이의 언어였다

패러데이는 대장장이의 아들로 태어났습니다.
가난한 형편 탓에 14살 무렵부터 제본소 견습생으로 일하며 생계를 도왔습니다.
그런데 바로 그 제본소에서 우연히 접한 과학 서적들을 읽으며 혼자 힘으로 과학자가 되어갑니다.

그가 왕립연구소의 험프리 데이의 강연을 듣고 써낸 노트는
지식보다 열정이 앞선 순수한 과학의 기록이었습니다.
그리고 그때부터 손으로 해보는 실험, 직접 부딪히는 과학이 그의 신념이 되었습니다.

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물리는 '눈앞의 현상'으로부터 시작해야 한다

우리는 종종 물리를 숫자와 공식으로 시작합니다.
하지만 패러데이는 달랐습니다.
는 아이들에게 “연소란 무엇인가?”, “공기는 어디로 가는가?”를 질문하며,
가장 일상적인 물건 하나(촛불)로 자연의 법칙을 설명했습니다.

그의 방식은 단순합니다.

1. 관찰하기 – 촛불을 가만히 지켜본다. 그대로 그림을 그린다.
2. 질문하기 – 왜 불꽃이 뾰족할까? 왜 불꽃이 일렁일까? 
3. 예측하기 – 바람을 불면 모양이 변할까?
4. 실험하기 – 바람을 여러 방향에서 불어본다.
5. 이론 만들기 – 결과를 보고 나만의 이론을 쓴다. 

이 구조는 오늘날의 과학 탐구 과정과 정확히 일치합니다.

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아이들도 실험가가 되었다

저는 아이들과 함께 촛불 실험을 하며 이 과정을 그대로 따라갔습니다.
아이들은 처음엔 낯설어했지만, 곧 자신만의 이론을 세우고, 다시 확인하고, 또 질문했습니다.

“큰병과 작은 별 속에 있는 촛불 중에 어느 것이 더 빨리 꺼질까요?”

"큰병의 촛불이 더 빨리 꺼질 것 같아요."

"왜 그렇게 생각해요?"
“큰 유리병이 무거운데 무거운 병이 누르고 있으니까 촛불이 빨리 꺼질 것 같아요?” (-->6세 대답)

"그래? 그럼 그렇게 생각하는 걸 그림으로 그려볼까?"

아이가 그림을 다 그리면 그 밑에 아이의 이론을 적어둡니다.

그리고 진짜 큰 병의 촛불이 먼저 꺼지는지 실험을 합니다.

실험이 반대로 나오면 아이에게 왜 작은병의 촛불이 먼저 꺼졌는지 생각해보게 합니다.

그러면 아이는 다시 생각을 해보고 자신의 이론을 실험과 빗대어 본 후 수정합니다.

"큰병의 촛불은 높이높이 올라갈 수 있어서 계속 올라가는데(타는데), 작은병의 촛불은 조금 올라가다가 병에 금방 닿아서 빨리 꺼져요."

7세 이하의 아이들은 눈으로 보이는 그대로 이해하기 때문에 공기에 대해 알지 못합니다. (공기를 알고 있다면 주위의 누군가 알려준 것이겠지요)

그래서 아이 나름의 생각을 통해 그럴듯한 대답을 하는데 이때 정말 멋진 대답들이 나옵니다.

이런 대답을 어려서부터 과학일기장에 적어주면 아이는 사고를 유연하게 할 수 있습니다.

바로 이것이 패러데이가 말한 과학자의 태도입니다.

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실험 없는 과학은 죽은 과학이다

패러데이의 실험 철학은 지금도 유효합니다.
복잡한 장비나 고급 이론이 아니라, 단 하나의 촛불로 과학을 시작하는 겸손한 자세.
그는 과학이란 모든 사람이 질문할 수 있는 것이어야 한다고 말합니다.

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그러니, 초 하나로 시작해보세요

• 교사라면: 교과서보다 먼저 질문을 던지세요
• 학부모라면: 아이와 함께 실험을 해보세요
• 학생이라면: 답을 외우기보다, 왜 그런지 관찰해보세요

『촛불 하나의 과학』은 단지 물리를 가르치는 책이 아닙니다.
질문하는 법을 가르쳐주는 책입니다. 물리는 문제풀이가 아닌 질문에서 시작하기 때문입니다.

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📮 다음 편 예고 – 촛불 4탄: 독서로 실험하다

과학자는 실험으로 사고한다면, 독서가는 무엇으로 사고할까요?
패러데이와 벤자민 프랭클린은 어쩌면 책을 도구로 실험한 인물들이 아닐까요?
다음 편에서는 두 사람의 독서법을 비교해봅니다.