[과학, 잡담] 노벨상을 두 번 받은 학자들

앞선 포스팅 [과학] 블랙홀과 열역학 이야기를 하다가 Bardeen, Carter, Hawking (1973) 내용이 나왔었죠. 그 때 포스팅에서 Bardeen 은 James Maxwell Bardeen 으로, 노벨상을 무려 두번이나 받은 물리학자 John Bardeen [May 23, 1908 – January 30, 1991 !!!] 의 두 아들 중 한명 이라는 이야기와 노벨상을 두번이나 받은 다른 사람은 또 없을까요? 란 질문을 던졌습니다.

그 질문의 답을 하기 위해 포스팅을 새로..원래는 블랙홀 열역학에 수록될 예정이었는데 쓰다보니 너무 엇나가서 포스팅을 나눠서 합니다 ..

같은 분야로 노벨상을 두번이나 받은 사람(평화상 같은 경우는 단체에도 주기 때문에... 제외) 은 아직까지 바딘 [물리 (1956-트랜지스터), 물리(1973-BCS 이론)] 과 프레더릭 생어 (화학, 화학// 인슐린의 구조(1958), 핵산의 염기서열(1980) 생화학 쪽이죠 ) 밖에 없습니다. 같은 분야에서 두번 노벨상을 받기는 정말 어렵죠. 뭐 일생에 한번 받기도 어려운 상을 두번이나 받았다는 것은 그 사람이 학계 뿐만이 아니라 사회, 생활에 미치는 영향이 컷다는 것을 반증합니다.

[아버지-바딘]

[아들-바딘]

아버지와 아들 이 사람은 또 얼마나 닮았나요? ㅎㅎ

먼저 아버지 Bardeen 이야기를 먼저 해보도록 하죠 John Bardeen 은 트렌지스터의 발견으로 1956년 노벨상을 받았고, 초전도체와 관련된 BCS 이론으로 1972 두번째 노벨상을 받았습니다. 프레더릭 생어역시 인슐린의 구조에 관해서 1958년 노벨 화학상을 받고 핵산의 염기서열에 대해서 1980년 노벨 화학생을 받았습니다. 두 사람을 수상 년도를 보니 대개 첫번째 노벨상을 받고 두번째 노벨상은 대략 20년 뒤에서나 받았군요.

먼저 바딘이 한 일에 대해서 알아볼까요? 첫번째로 노벨상을 받았던 트랜지스터는 전자기기의 대중화에 엄청난 역할을 했습니다. 1940년도 경 당시 물리학자들의 관심사는 그 전에 사용하던 진공관을 대체할 수 있는 다른 '물건' 을 만드는 것이었습니다. 지금으로 말하자면 반도체 같은 것을 말하는 것이죠. 당시 전자기기(?) 도구 들은 진공관을 이용해서 만들어졌습니다. 진공관의 경우 부피가 매우 크기에 발열이나 전력 소모가 심했고, 내구력도 약했습니다. 무엇보다 하나를 만드는데 드는 가격이 너무 비쌌죠. 이를 해결한 물건이 바로 트랜지스터 입니다. [1956년 쇼클리, 바딘, 브래틴이 트랜지스터의 탄생으로 노벨 물리학상을 공동 수상 했습니다. 여담으로 쇼클리와 (바딘, 브래틴) 은 트랜지스터로 인해 불화가 생기죠. 트랜지스터의 기본 원리 등 개념 은 쇼클리가 만들었지만 실제로 최초로 트랜지스터를 실질적으로 만든 것은 바딘과 브래틴이었죠 [그룹 리더는 쇼클리였지만 실질적으로 실험을 했던 것은 바딘과 브래틴이었다고 합니다. 이들이 만든 것은 point contact transistor 입니다.] 후에 쇼클리도 독자적으로 트랜지스터를 만들어냈고[이게 Bipolar Junction transistor 입니다] 트랜지스터가 상용하되자 누가 트랜지스터의 아버지냐 로 불화가 있었습니다. -.-; 자세한 내용은 [IT인물열전] 고독한 천재, 트랜지스터의 아버지 '윌리엄 쇼클리' -김영우, it 동아 에서 확인하실 수 있습니다.]

두번째로 BCS 이론으로 1972년 노벨상을 받았는데 ㅎㅎ 이 BCS 가 바로 Bardeen-Cooper-Schrieffer 로 초전도체에 대한 이론입니다. 이 초전도체에 대해서 자세히 설명하려면 또 많은 시간이 필요하여 일단 여기서는 생략합니다. 간략하게 초전도체[ 초전도 현상 을 갖는 물체]를 설명하면 특정 조건에서 저항이 없고, 반자성을 갖는 물체입니다. ㅎㅎ 마이스너 효과 나 조셉슨 효과 등 여러가지 초전도체의 특징을 나타내는 효과들이 있습니다. 이런 현상들은 실험을 통해 먼저 측정되었고 이를 설명하는 이론이 잘 성립되지 않았었습니다. BCS 이론은 초전도 현상의 원인을 최초로 설명한 이론입니다. 핵심 아이디어는 그 유명한 cooper pair!

초전도체 역시 실생활에 엄청난 영향을 주었죠. 가장 대표적인 예로 MRI 와 "자기부상" 이 있지요. 상온 초전도체 연구에 대해서는 아직도 많은 연구가 진행중 입니다. 상온에서 초전도 현상을 일으키는 물질을 만들어낸다면 엄청난 변혁이 있을 것입니다, 전자기기의 또다른 진화가 있을 예정이죠.

[프레드릭 생어]

자 이제 프레더릭 생어 에 대해서 알아 보도록 할까요. 안타깝게도 제가 생화학은 깊게 공부한 적이 없어 생어의 업적에 대해서 심도 있게 알지 못합니다. [화학과의 4대 과목 물리화학, 분석화학, 유기화학, 무기화학, 5대라 하면 포함되는 생화학 중 생화학만 제대로 공부를 못했군요, 책꽂이에 책은 꽂혀 있긴 한데 .... ] ㅠㅠ 윤창노 선생님의 "화학 분야에서 노벨상을 두 번 수상한 프레데릭 생어" 글과 프레더릭 생어, 생명의 정보를 캐는 방법을 발견한 사람- 강석기 과학 칼럼니스트 로 대체합니다. 두 분다 생화학 전공자로 첫번째 글은 좀 전문적이고 두번째 글은 대중과학 소개 글입니다. 관심있는 분은 이 두개의 글과 링크[위키]를 확인하시면 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

그래도 그냥 넘어가기가 찝찝하니까 일단 간단히 제가 아는 한도 내에서 설명해 보도록 하죠 생어는 먼저 1958년 인슐린이 51개의 아미노산으로 이루어졌음을 밝혀 노벨상을 받았고 1980년에는 DNA 와 RNA 의 염기서열을 해독하는 이론으로 노벨상을 받았습니다. 일단 첫번째 연구가 학구적인 뿐만 아니라 상용적으로 대단한 점은 이 기술의 응용성 때문입니다. 일반적으로 돼지와 소와 사람의 인슐린의 구조는 매우 유사한 것으로 알려져 있습니다. [돼지의 경우 하나의 아미노산, 소의 경우 세개의 아미노산이 다르다고 알려져 있습니다]. 즉 돼지의 경우 하나만, 소의 경우 세개만 잘 조절하면 인간의 인슐린과 같은 아미노산 배열을 만들 수 있죠. 합성 기술이 제대로 발전되 있지 않았던 과거에는 소와 돼지의 인슐린을 사람에게 사용했었다고 하네요. [앞에서도 밝혔듯이 생화학은 깊게 공부한 적이 없어 부작용이나 관련 반응들에 대해서 알지 못하는점...] 두번째로 1980년 walter Gilbert 와 Paul Berg 와 함께 DNA 와 RNA 의 염기서열에 관해서 노벨상을 받습니다. 이 건은 따로 이야기를 하지 않아도 될 것 같습니다. DNA 와 RNA 의 염기서열의 해독방법이 사회에 엄청난 파급력을 준 것은 자명하니까요. 저한테는 2000년대 나왔던 게놈 프로젝트가 떠오르는군요, TV 드라마에 나오는 친자확인의 DNA test, 각종 범죄의 DNA 지문 등 이제 DNA 는 우리에게 매우 친숙해 졌으니까요

---

다른 분야를 포함해서 노벨상을 두번 받은 사람으로는 퀴리부인 [물리학상 (1903 라듐-방사선 관련 남편과 공동수상), 화학상(1911 - 라듐 및 폴로늄 관련) ]
과 라이너스 폴링 [ 화학 (1952- 화학결합 관련) 평화상(1962) ]이 있습니다.

퀴리 부인은 대중적으로 매우 유명하여 따로 다루지 않겠습니다. 아인슈타인과 더불어 관련 서적이 엄청나게 많죠. 관련 일화라던지 그녀와 더불어 여러 스캔들 등.. 그녀의 가족사 역시 매우 잘 알려져 있습니다. 퀴리 부부가 노벨상을 받은 것 처럼 또 딸 부부 역시 노벨 화학상을 수상했죠. 안타깝지만 남편은 교통사고로 본인과 딸은 방사선 실험의 휴유증으로 돌아가시게 됩니다. ㅠㅠ ]

[마리퀴리]

[그녀의 딸 이렌 졸리오 퀴리]

어머니와 딸 많이 닮았나요?

폴링에 대해서 이야기를 해 볼까요? 폴링은 혼자서 혼자서 노벨상을 두 번 받은 유일한 사람입니다. ㅋㅋㅋ 단독으로! 폴링에게는 재밌는 일화들이 많습니다. 그 중에서 비타민C 이야기는 빼놓을 수 없죠. 폴링에 대한 평전이 여러개 있는데 그 중에 재밌게 읽었던 책 한권을 소개합니다.

과학자 폴링도 나오지만 인간 폴링에 대한 이야기가 많이 나와 그의 생각과 삶을 엿볼 수 있었습니다.

화학을 공부하다보면 이 인물은 정말 많이 만나게 됩니다. 현대 부분의 화학 기초 이론을 만든 사람이라고 보면 됩니다. 고등학교 교과서의 현대 화학 이론을 거의 만든 분이라고 보면 되겠습니다.

[폴링-미소가 인상적이군요 ㅎㅎ]

혼성오비탈의 개념을 만들고, 이온결합과 공유결합의 이론을 만든 사람이며, 벤젠의 공명구조의 설명 이론에서도 엄청난 역할을 한 사람입니다. ㅋㅋ 거기다 후에는 그 유명한 DNA 의 이중나선 모델에도 관여를 하였고, 정치 활동, 비핵화 운동의 공로로 노벨 평화상을 받았습니다. 이 분의 업적에 대해서도 하고 싶은 이야기가 많은데 이를 위해서는 기본 화학 이론에 대한 설명을 많이 해야되서 다음에 기회가 되면 다루어 보도록 하겠습니다.ㅎㅎ

블랙홀에 대한 이야기를 하다가 바딘 이야기가 나왔고 이게 여기까지 이어지게 됬군요.. 참고로 링크는 영어로 쓴 것은 영어 링크를 한글로 쓴 것은 한글 링크를 달았습니다. 다시 본문으로 돌아와서, 블랙홀의 4 법칙에 대해서 알아 보도록 합시다. --> [과학] 블랙홀과 열역학