여러분이 전자라는 작은 구슬을 들고 있고, 그것을 한곳에서 다른 곳으로 굴려 보내고 싶다고 상상해 보세요. 어떤 물질은 그 구슬을 위해 매끈하고 탁 트인 복도를 펼쳐 줍니다. 또 어떤 물질은 구슬 앞의 모든 문을 쾅 닫아 버리지요. 이것이 도체와 절연체의 비밀 전부예요. 그리고 그 비밀은 여러분이 만지는 모든 것 속에 숨어 있답니다.

도체는 전기가 쉽게 흐르도록 해 주는 물질이에요. 금속선을 길고 반짝반짝 닦인 미끄럼틀이라고 생각해 보세요. 전하가 한 번 움직이기 시작하면, 슝, 반대쪽 끝까지 계속 나아갑니다. 안에 있는 전자들은 거의 밀 필요도 없어요.

금속은 왜 그렇게 좋은 미끄럼틀일까요? 금속은 가장 바깥쪽 전자들을 아주 느슨하게 붙잡고 있기 때문이에요. 금속 원자 하나하나가 이웃과 손을 잡고 있지만, 몇몇 전자는 남아서 무리 전체를 자유롭게 돌아다닌다고 상상해 보세요. 바로 그 떠돌아다니는 전자들이 전류를 나르는 거예요.

절연체는 그 반대예요. 흐르는 전기에게 “고맙지만 사양할게요”라고 말하는 물질이지요. 고무, 유리, 플라스틱, 마른 나무에서는 모든 전자가 의자에 붙어 버린 손님처럼 단단히 붙잡혀 있어요. 아무도 돌아다니지 않습니다. 전하가 갈 곳이 없어요.

그래서 전선은 보통 한꺼번에 두 가지 역할을 해요. 안쪽에는 반짝이는 금속이 있어요. 전기가 달리는 미끄럼틀이지요. 그 둘레에는 플라스틱이나 고무 외투가 감싸고 있어요. 전기가 손으로 새어 나오지 않고 전선 안에 얌전히 머물게 해 주는 벽입니다.

자연도 이 방법을 써요. 새들이 전선 위에 앉아도 괜찮은 것은 두 발이 한 줄의 전선 위에 있고, 전기가 새의 몸을 지나 다른 곳으로 쉽게 미끄러져 갈 길이 없기 때문이에요. 전류는 구리 고속도로를 따라 계속 굴러가며, 새는 완전히 지나쳐 갑니다.

어떤 물질들은 마음을 정하지 못해요. 그런데 바로 그런 물질이 가장 쓸모 있답니다. 그것들을 반도체라고 불러요. 규소가 가장 유명하지요. 보통은 그럭저럭 괜찮은 미끄럼틀이지만, 살짝 조절하면 엔지니어들이 순식간에 “그래, 흘러가”에서 “아니, 멈춰”로 바꿀 수 있어요. 그 스위치가 모든 컴퓨터 칩의 심장 박동입니다.

그러니 어떤 것이 전기를 통하게 하는지, 막는지는 아주 작은 질문 하나에 달려 있어요. 전자들이 자유롭게 돌아다닐 수 있을까요, 아니면 자리에 붙잡혀 있을까요? 자유로운 전자는 흐르는 전기의 강을 뜻해요. 붙잡힌 전자는 차분하고 조용한 벽을 뜻하지요. 똑같은 보이지 않는 구슬들이지만, 규칙은 아주 다릅니다.

다음에 전등 스위치를 딸깍 켤 때, 이렇게 상상해 보세요. 전자들이 조용한 고무 외투에 감싸인 구리 복도를 따라 즐겁게 미끄러져 내려가며 제 길을 지키고 있는 모습 말이에요. 도체는 “어서 지나가”라고 말합니다. 절연체는 “바로 거기에 있어”라고 말하지요. 그리고 그 둘 사이에서 온 전기 세상이 윙윙 살아 움직입니다.