마이클 패러데이
과학자, 물리학자, 화학자, 발명가, 대중 과학 교육자
65최근 수정 시각 : 2025-10-07- 11:54:19
정식 교육 없이 독학으로 과학의 거장이 된 입지전적인 인물 전기 모터 발전기 변압기의 기본 원리를 발견하며 현대 전기 기술의 토대 마련 벤젠 발견 전기 분해 법칙 확립 등 화학 분야에도 지대한 공헌 겸손하고 청렴한 삶을 살았으며 크리스마스 강연회로 대중 과학 교육에 앞장섬 수학 없이 실험과 직관으로만 연구하며 시대를 앞선 자기장 개념을 제시
- 빈곤 속 독학으로 과학자의 꿈을 키우다
- 험프리 데이비의 눈에 띄어 과학계에 발을 들이기 시작하다
- 세계적인 과학자들과 교류하며 과학적 영감을 얻다
- 세계 최초의 전기 모터 원리 발견
- 화학 분야에서 눈부신 성과를 거두다
- 대중에게 과학의 즐거움을 알리는 강연을 시작하다
- '자기는 전기로 변한다!' 현대 발전기의 원리를 밝혀내다
- 전기 분해 법칙 발견
- 패러데이 새장 발견
- 빛과 자기의 놀라운 관계를 밝혀내고 새로운 자성 개념을 제시하다
- 시대를 앞선 '자기장' 개념으로 현대 전자기학의 초석을 놓다
- '양초'를 통해 과학의 아름다움을 이야기하다
- 위대한 과학자, 평생의 연구를 마치고 영면하다
1791
[빈곤 속 독학으로 과학자의 꿈을 키우다]
런던 근교 뉴잉턴 버츠에서 가난한 대장장이의 아들로 태어난 패러데이는 정규 교육을 거의 받지 못했습니다.
13세에 서점 견습생이 되어 책을 제본하며 틈틈이 과학 서적을 탐독했고, 작은 실험들을 직접 하며 과학에 대한 끝없는 호기심을 키워나갔습니다.
1813
[험프리 데이비의 눈에 띄어 과학계에 발을 들이기 시작하다]
패러데이가 유명 과학자 험프리 데이비의 강연을 듣고 이를 정성껏 책으로 엮어 보내자, 데이비는 그를 자신의 조수로 고용했습니다.
이는 패러데이가 전문적인 과학 연구의 길로 들어서는 결정적인 계기가 되었으며, 그는 데이비로부터 뛰어난 실험 기술과 과학적 통찰력을 전수받았습니다.
데이비가 삼염화질소 폭발 사고로 시력 부상을 입자, 치료 기간 동안 실험 기록을 도와줄 사람이 필요했고 패러데이가 발탁되었습니다. 며칠간의 대필 작업 이후 패러데이는 제본 기능공으로 돌아가기 싫었고, 데이비에게 도움을 구하는 편지를 썼습니다. 결국 데이비는 그에게 왕립 연구소의 방에서 지내며 주당 1기니를 받는 조건으로 일을 제안했고, 패러데이는 이를 받아들였습니다.
[세계적인 과학자들과 교류하며 과학적 영감을 얻다]
스승 험프리 데이비와 함께 3년에 걸친 유럽 대륙 여행을 떠나 프랑스와 이탈리아 등지를 방문했습니다.
이 여행에서 패러데이는 조제프 루이 게이뤼삭, 알렉산드로 볼타 등 당대 최고의 과학자들을 만나고 학술적인 교류를 가졌습니다.
특히 요오드 발견 과정에 참여하고, 다이아몬드가 탄소임을 확인하는 실험을 직접 보며 과학적 시야를 크게 확장하는 소중한 경험을 했습니다.
프랑스에서 설탕 공장을 방문하여 과거 자신의 연구 주제였던 사탕무 설탕 추출 과정을 산업 규모로 접하고 흥미를 느꼈습니다. 앙드레마리 앙페르, 니콜라스 클레멘트 등 전기학 연구자들을 만나고, 염소와 유사한 새로운 물질을 보았습니다. 며칠간의 실험을 통해 데이비는 이 물질이 염소와 다른 새로운 원소임을 확신하고 '요오드'라 명명했습니다. 플로렌스의 실험 아카데미에서는 대형 볼록렌즈로 태양빛을 모아 다이아몬드를 연소시켜 이산화탄소 발생을 확인, 다이아몬드가 탄소 원소임을 확인했습니다. 이 여행은 패러데이에게 평생 잊지 못할 과학적, 역사적 경험이 되었습니다.
1815
[왕립 협회와 함께하며 과학 성장의 발판을 마련하다]
유럽 여행을 마치고 귀국한 패러데이는 왕립 협회 실험실의 장비 및 광물학 물품 관리자 겸 조수로 재고용되었습니다.
비록 급료는 많지 않았지만, 숙소와 실험실, 도서관 등 안정적인 연구 환경을 제공받으며 약 40년간 이곳에서 활발한 연구를 수행할 수 있었습니다.
이는 그의 과학적 성장에 큰 발판이 되었습니다.
왕립 협회는 패러데이가 교수직에 얽매이지 않고 정기적인 강의 외에는 자유롭게 연구할 수 있는 환경을 제공했습니다. 또한 험프리 데이비로부터 개인 지도를 받을 수 있었으며, 이는 패러데이에게 실험 기술과 청결한 습관을 습득하게 하는 데 큰 영향을 미쳤습니다.
1821
[평생의 동반자와 행복한 가정을 꾸리다]
샌더매니언 집회 회원인 사라 바너드와 결혼했습니다.
처음에는 연구에 방해가 될까 결혼을 망설였으나, 결국 사랑을 택하고 결혼에 이르게 됩니다.
두 사람 사이에 아이는 없었지만, 평생 변함없는 사랑과 행복을 누리며 패러데이의 과학 연구에 든든한 버팀목이 되어주었습니다.
[세계 최초의 전기 모터 원리 발견]
덴마크의 외르스테드가 전류가 자침을 움직인다는 것을 발견한 후, 패러데이는 이를 심화 연구했습니다.
그는 전류가 흐르는 도선 주위에서 자석이 원형으로 회전하는 현상인 '전자기력에 의한 회전'을 세계 최초로 발견했습니다.
이 발견은 훗날 전동기(모터) 개발의 핵심 원리가 되어 현대 문명에 혁명적인 변화를 가져왔습니다.
리차드 필립스 <물리학연보> 편집장의 요청으로 전기와 자기에 대한 글을 쓰던 중, 외르스테드의 실험을 직접 재현했습니다. 1821년 9월 3일, 전류가 흐르는 도선 주위에서 자석이 원형으로 움직이는 것을 성공적으로 관찰하고 이를 "도선은 항상 자석막대기와 직각을 이루며 움직이려 하고 확실히 그 주위를 원형으로 돌게 된다"고 기록했습니다. 이 발견은 <계간 과학 저널>에 출판되었습니다.
1823
[화학 분야에서 눈부신 성과를 거두다]
험프리 데이비의 조수로서 염소 연구에 집중하던 패러데이는 염소를 포함한 여러 기체를 높은 압력 아래 가열하여 액화시키는 데 성공했습니다.
그는 물질의 상태가 압력에 의해 변하지 않는 임계점의 존재를 알아냈고, 기체, 액체, 고체가 상호 호환될 수 있음을 증명했습니다.
1825년에는 런던 가스 공장 찌꺼기에서 중요한 유기 화합물인 벤젠을 발견하는 등 화학 분야에서도 기념비적인 업적을 남겼습니다.
1823년과 1844년에 걸쳐 암모니아, 이산화탄소, 이산화황, 산화질소, 염화수소, 황화수소, 시아노겐, 에테인 등 많은 물질들의 액화에 성공했습니다. 1825년에 발견한 '수소의 비카르부렛'은 훗날 아일하르트 미처리히에 의해 '벤젠'이라는 이름으로 명명되었습니다. 또한 부틴과 에틴이 실험식이 같지만 화학적 성질이 다르다는 것을 발견했으며, 1826년에는 나프탈렌의 분자구조를 밝혀냈습니다.
1826
[대중에게 과학의 즐거움을 알리는 강연을 시작하다]
과학 대중화에 대한 깊은 열정으로 '아이들을 위한 크리스마스 강연회'를 세계 최초로 기획하고 시작했습니다.
이 강연회는 지금까지도 런던 왕립 협회의 전통으로 이어지고 있으며, 패러데이 자신도 20여 차례 참여하며 과학 지식을 쉽고 재미있게 전달하는 데 힘썼습니다.
그의 대표 강연인 '양초 한 자루에 담긴 화학 이야기'는 책으로 출판되어 오늘날까지 사랑받고 있습니다.
패러데이는 자신의 유년 시절, 여러 강연을 들으며 과학에 대한 열정을 얻었던 경험을 잊지 않고, 아이들에게도 과학의 아름다움과 중요성을 직접 보여주고자 했습니다. 이 강연회는 과학 교육의 새로운 지평을 열었으며, 그의 노력 덕분에 과학은 소수의 전문가만의 영역이 아닌 대중에게 친숙한 학문이 될 수 있었습니다. 현재 영국의 20파운드권 지폐에는 이 강연을 하는 패러데이의 모습이 그려져 있습니다.
1829
[고품질 광학 유리 개발에 성공하며 기술 발전에 기여하다]
왕립학회로부터 망원경에 사용될 광학 유리의 성질을 연구해달라는 의뢰를 받아, 균일하고 기포 없는 유리를 만드는 방법을 탐구했습니다.
초기에는 어려움을 겪었으나, 주철 팬에서 발생하는 일산화탄소가 붕규산염을 환원시켜 문제가 발생했음을 밝혀내고 해결함으로써 고품질 광학 유리 제작에 성공했습니다.
이 연구 결과는 왕립학회 베이커리언 강의에서 발표되었습니다.
1825년부터 연구를 시작했으며, 1827년 왕립연구소의 특수 화로를 제공받아 본격적으로 실험에 착수했습니다. 온도를 조절하고 유리의 산화납 성분을 붕규산염으로 교체하는 등 다방면으로 노력했습니다. 착색유리 형성 등 실망스러운 결과가 있었으나, 결국 원인을 파악하고 해결하여 유리의 광학적 성질을 향상시키는 데 기여했습니다.
1831
['자기는 전기로 변한다!' 현대 발전기의 원리를 밝혀내다]
1822년 노트에 '자기는 전기로 변한다'는 문구를 남겼지만, 당시에는 연구를 단념했던 주제를 다시 시작했습니다.
그는 철 고리에 감은 두 개의 전선 중 한쪽에 전류를 연결하고 끊을 때, 다른 쪽 전선에 순간적으로 전류가 흐르는 것을 발견했습니다.
이는 '전자기 유도' 현상으로, 발전기(역학적 에너지를 전기 에너지로 변환)의 기본 원리가 되어 전기를 대량 생산하고 실생활에 활용하는 데 결정적인 역할을 했습니다.
윌리엄 스터전과 프랑소와 아라고가 전류의 변화가 자기에 영향을 미친다는 사실을 밝혀내면서 패러데이의 관심이 다시 일깨워졌습니다. 그는 약 15센티미터의 연철 고리에 구리 전선 두 개를 감고 한쪽은 전지에, 다른 한쪽은 검류계에 연결하여 실험했습니다. 전지 회로를 끊거나 연결할 때 검류계 바늘이 움직이는 것을 관찰하고, 전류의 변화가 철 고리의 자기에 영향을 미치며, 이 자기 변화가 반대쪽 회로의 전류 변화를 일으킨다는 결론을 얻었습니다.
1832
[전기 분해 법칙 발견]
다양한 종류의 전기가 화학 반응에 미치는 영향을 연구하던 중, '전류의 통과로 생성된 화학 변화의 양은 통과된 전기의 양에 비례한다'는 첫 번째 전기 분해 법칙을 발견했습니다.
이어서 1833년에는 '일정한 양의 전기로 분해된 물질의 양은 침전되거나 유리된 물질의 화학 당량에 비례한다'는 두 번째 전기 분해 법칙을 확립했습니다.
이 두 법칙은 전기 화학 분야의 근간이 되었으며, 그의 이름을 딴 전기량 단위 '패럿(Farad)'으로 업적을 기리고 있습니다.
초기에는 운이 좋게도 일반 검류계가 아닌 매우 작은 전류 충전에 반응하는 충격 검류계를 사용하여 정확한 결과를 얻었습니다. 1832년 말부터 '전기 화학 분해'를 본격적으로 연구하여 볼타미터를 이용해 전류가 용액을 통과할 때 방출되는 기체의 부피를 측정했습니다. 1833년 말에는 전압전류계에서 물에 용해된 다양한 물질로 실험을 확장하며 두 번째 법칙을 확립했습니다.
1836
[패러데이 새장 발견]
충전된 도체의 전하가 도체 표면에만 분포하고 내부에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 발견했습니다.
그는 금속박으로 코팅된 공간을 만들고 외부에 고전압을 가한 후, 내부에서는 전하가 존재하지 않음을 검전기로 확인하여 자신의 가설을 증명했습니다.
이 현상은 오늘날 '패러데이 새장'으로 불리며, 전자 장비를 외부 전자기파로부터 보호하는 데 필수적인 원리로 사용됩니다.
1845
[빛과 자기의 놀라운 관계를 밝혀내고 새로운 자성 개념을 제시하다]
빛의 편광 평면이 자기장 내에서 회전하는 현상인 '패러데이 효과'를 세계 최초로 발견했습니다.
이는 빛과 자기 사이의 근본적인 관계를 밝혀낸 기념비적인 업적으로, 후대의 맥스웰 방정식에도 영향을 미쳤습니다.
또한 물질이 자기장에 수직으로 멈추는 '반자성체'와 평행으로 멈추는 '상자성체' 개념을 정립하여 물질의 자성 분류에 새로운 기준을 제시했습니다.
1845년 6월 케임브리지 대학교에서 젊은 물리학자 윌리엄 톰슨(캘빈 경)을 만나 편광에 대한 논의를 나눴습니다. 8월 말부터 9월 초까지 편광 평면에 미치는 전기장의 효과를 연구했으나 관찰되지 않자, 이를 자기장으로 전환하여 연구했습니다. 9월 18일, 강력한 전자석을 이용하여 자기장 내에서 광학 유리를 통과한 편광 평면이 회전하는 것을 관찰하여 자기와 빛의 물리적 관계를 증명했습니다. 그는 이 결과를 "광선 진동에 관한 고찰"이라는 논문을 통해 발표했습니다. 이후 다양한 물질을 실험하여 반자성체와 상자성체를 구분하고, 산소가 상자성을 가진다는 사실도 발견했습니다.
1848
[시대를 앞선 '자기장' 개념으로 현대 전자기학의 초석을 놓다]
'패러데이 효과' 발견 이후 자기력선이 물리적인 의미를 가진다고 확신하며, 기존의 자극 개념으로는 설명하기 어려운 반자성체의 특이 현상을 연구했습니다.
그는 자석의 영향으로 결정이 일정한 방향으로 정렬되는 것을 발견했고, 이 실험 보고서에서 위치에 따라 자석의 영향이 달라지는 '자기장' 개념을 처음으로 언급하며 현대 전자기학의 기초를 다졌습니다.
이는 수학적 기호화보다 시각적 사고와 상상력이 뛰어났던 그의 직관을 보여줍니다.
자기력선 개념을 놓고 자성이 전극의 성질이라고 믿던 빌헬름 에두아르트 베버와 논쟁했습니다. 패러데이는 기존의 척력과 인력 개념으로는 설명할 수 없는 현상을 발견하고, 이 보고서에서 자기장 개념을 도입했습니다. 그의 수학 실력은 간단한 대수학 수준이었으나, 뛰어난 실험 능력과 직관으로 제임스 클러크 맥스웰이 훗날 패러데이의 이론을 수학적으로 재정립하는 데 큰 영감을 주었습니다.
1860
['양초'를 통해 과학의 아름다움을 이야기하다]
왕립 협회의 크리스마스 강연회에서 어린이들을 위해 '양초 한 자루에 담긴 화학 이야기'를 강연했습니다.
이 강연은 평범한 양초의 불꽃을 통해 물질의 특성, 연소, 산소, 이산화탄소 등 화학의 기본 원리를 쉽고 흥미롭게 풀어냈습니다.
과학적 지식뿐 아니라 자연의 아름다움과 인류애, 그리고 과학자로서의 올바른 자세까지 전달하며 큰 감동을 주었고, 윌리엄 크룩스에 의해 책으로 출판되어 오늘날까지 스테디셀러로 남아있습니다.
1861
[명예를 거부하고 평생을 순수한 학문에 헌신하다]
48세부터 기억 상실 증세가 나타났음에도 불구하고 연구와 강연을 계속했습니다.
그는 명예와 부를 추구하지 않아 왕립 학회 회장직과 기사 작위 수여를 거절했으며, 빅토리아 여왕의 후원도 받지 않았습니다.
중력과 전기의 관계를 연구하는 등 마지막까지 과학에 몰두했으며, 1861년 크리스마스 강연을 마지막으로 과학계에서 물러나 평온한 노년을 보냈습니다.
1858년 빅토리아 여왕의 배려로 런던 햄프턴 궁전 근처 저택에서 지냈습니다. 1860년 중력과 전기의 상관관계에 대한 논문을 제출했으나 철회 권고를 받았고, 1862년에는 스펙트럼이 전자기장에 영향을 받는지에 대한 실험을 했으나 당시 장비의 한계로 제이만 효과를 발견하지 못했습니다. 그의 겸손함과 검소함은 종교적 신념에서 비롯되었으며, "지적인 노력에 대해 상을 준다면 그 가치가 떨어진다"는 신념을 가지고 순수한 학문을 추구했습니다.
1867
[위대한 과학자, 평생의 연구를 마치고 영면하다]
현대 문명의 초석을 다지고 대중에게 과학의 아름다움을 알리는 데 평생을 바친 위대한 물리학자이자 화학자 마이클 패러데이가 75세의 나이로 세상을 떠났습니다.
그의 업적은 후대 과학자들에게 지대한 영향을 미쳤으며, 오늘날까지도 수많은 사람에게 영감을 주고 있습니다.
