과학을 사랑하는 이들이 가장 존경하는 인물 1위는 '아인슈타인'이다. 아인슈타인이 오랜 기간 과학자들의 존경을 받아온 것은, 무시무시할 정도로 난해하다는 '상대성 이론' 덕분이었다. 아무도 접근할 수 없는 그의 독보적 천재성은 감탄과 숭배의 대상이었으며, 동시에 과학자들 스스로를 그 자리에 대입하고픈 욕망을 불러 일으켰다. 아인슈타인이 난공불락의 천재성으로 사랑 받았다면, 오늘 소개하는 『파인만 강의』의 저자 리차드 파인만은 아인슈타인과는 정반대라 할 수 있는 친근함으로 사랑 받는 과학자이다. 그는 기회가 주어질 때마다 많은 사람들에게 물리학을 알기 쉽게 강의하기로 유명했던 인물이다. 천재적이되, 고립되지 않고 일반인들과 교감할 수 있는 능력, 이것이 그의 매력이 아닐까 한다. 그리고 그런 강의가 가능했던 것은, 물리학의 기본을 꿰뚫는 통찰력이 있었기 때문이다.

파인만이 강의를 통해 칼텍 caltech(캘리포니아 공과대학) 의 학부생들에게 가르치고자 했던 것도 바로 그것이다. 일반물리학 강의, 하면 떠오르는 메마른 공식대신 풍부한 설명과 논리적 사고로 본질에 접근해 가는 것이 그의 강의 스타일이자, 이 책의 특징이다. 물리학 법칙이나 공식이 먼저 던져지고 이에 대한 보충 설명식으로 진행되는 일반 강의와 달리, 파인만은 각 강의의 주제를 먼저 제시하고, 그 주제를 파고들기 위한, 일상의 소재와 논리적 사고 과정을 통해 법칙에 도달한다.

예를 들어 '에너지 보존 법칙'을 설명하고 있는 4장을 잠시 보도록 하자. 우리는 대부분의 물리학 강의에서 위치에너지 mgh와 운동에너지 1/2mv2를 각각 정의하고, 그 합이 되는 총 에너지가 항상 일정하다는 공식 중심의 설명으로 한 chapter를 무심코 지나쳤다. 파인만은 우선, '에너지 보존 법칙'을 공식 없이 제시하고, 장난감 블록의 개수에 빗대어 이를 구체적으로 설명한다. 정해진 블록 28개가 방안에 반드시 존재한다는 사실을 설명하기 위해, 장난감 상자의 무게를 이용해 상자 속의 블록 수를 추측하고, 욕조의 물높이를 측정해 잠겨있는 블록 수를 알아 맞춘다. 이런 추측 과정을 통해, 눈에 보이지 않는 개념을 다루는 수식이, 다양한 형태의 에너지를 나타내는 한 방식임을 보여준다. 이런 접근 방식은 수식을 무조건적으로 사용하게 되는 일종의, 반사적인 사고방식에서 벗어나 새로운 각도에서 공식을 바라볼 수 있게 해준다. 수식 자체에 묶여있지 않고, 수식을 도구화하고, 그 너머의 물리적 사고를 누리게 하는 것, 이것이 파인만이 반복적으로 학생들에게 요구하는 강의의 핵심이다.

물리학을 알고 싶고, 제대로 배워보고 싶은 이들은 이 책을 읽어나가면서 물리학적 사고의 큰 틀을 잡아갈 수 있을 것이다. 시작도 하기 전에 어려울 것이라고 미리 단정 짓지 마시길, 파인만은 그 누구보다 친절하고 뛰어난 물리학의 전도사이므로.

『조지 가모브 물리 열차를 타다』부터 『발견하는 즐거움』,
『일반인을 위한 파인만의 QED 강의』, 『엘러건트 유니버스』까지,
출판계에 물리 붐을 일으켜보자는 취지로 물리 책을 기획해 온 승산이
드디어 『파인만의 물리학 강의』 완역 출간의 첫발을 내딛는다!

1957년 10월 4일, 당시 소련은 미국을 제치고 인공위성 스푸트니크 1호를 발사한다. 첨단 과학의 상징이라 할 수 있는 인공위성 발사에, 유리한 위치를 선점하지 못한 미국은 기초 과학 육성의 필요성을 절감하고 대대적인 개혁에 착수한다. 이에 아이젠하워 대통령은 대국민 성명을 발표하고 나사(NASA)를 설립하였으며, 특히 수학과 과학 교육 시스템을 혁신하는 데 총력을 기울였다. 교육 개혁이 활발히 진행되는 가운데 캘리포니아 공과대학에서는 새로운 커리큘럼, 새로운 방식의 물리학 강의가 시도되었다. 이 강의는 대학 차원에서 처음부터 녹취되고 기록되었으며, 이를 정리하여 출간한 책이 바로 『파인만의 물리학 강의』이다.

이른바 스푸트니크 쇼크 이후 미국이 과학 교육 강화에 초점을 맞추어 교육 개혁을 단행하였고 그 이후부터 지금까지 선진 국가의 위상을 고수해 오고 있다는 사실은, 21세기 지식 기반 사회를 살아가는 우리에게 시사하는 바가 크다. 기초 과학의 체계적인 육성 없이 이공계의 부활을 꿈꾸고 인재들이 근시안적인 정부의 지원책을 믿고 기초 학문을 선택해주기만을 기다리는 지금의 현실이 답답하게 느껴질 뿐이다.
파인만 교수가 굳이 칼텍의 1, 2학년생을 위한 기초물리학 강의를 시작한 데는 나름대로의 이유가 있었다. 대학에 오기 전까지만 해도 똑똑하기로 소문났던 학생들이, 정작 대학에 들어와 재미없고 딱딱한 물리학 수업을 받다 보면 어느새 “바보”가 되고 마는 것을 안타까워한 파인만은 “학생들을 구제하기 위해” 팔을 걷어 부치고, 이제는 전설로 일컬어지는 물리학 강의를 시작하게 된 것이다. 즉, 문제는 “어떻게 해서 학생들의 관심을 물리학으로 끌어 모으느냐”는 것이었고, 파인만이 택한 해결책은 “물리학이 얼마나 재미있는지 보여주겠다!”는 것이었다.

학생들의 이공계 기피의 결과로 우수한 인재들이 법대와 의대로 대거 몰리는 현상이 이미 국가적 당면 과제로 대두되었고, 이공계 학생들마저 물리 과목을 기피하는 현상은 지금의 우리 교육 현실이 얼마나 위태로운 미래를 가져올지를 예고하는 한 단면이다. 왜냐하면 21세기의 주요 키워드가 될 생명공학, 나노 과학, 양자 컴퓨터…등은 물리의 양자역학이 기초가 되기 때문이다.

이에 따라 다양한 해결책이 쏟아져 나오고 있지만, 장기적 관점에서 봤을 때 근본적인 해결책은 바로 좋은 책, 좋은 컨텐츠로 과학에 대한 인식을 바꾸는 것이라 생각한다. “과학기술 예산이 진정 가치 있는 곳, 즉 젊은이들의 창의력과 기업가 정신을 함양하는 데 투자돼야 한다.”는 카이스트 총장 로플린의 말에서 잘 알 수 있듯이, 특정 분야에만 한정된 재정 지원으로 이공계 지원자들을 억지로 끌어들이기보다는 ‘과학이 이 정도로 재미있고 가치있는 학문이라면 인생을 걸어볼 만하다’는 확신을 갖고, 발견하는 즐거움을 스스로 체득할 수 있는 기름진 토양을 마련해 주어야 한다.

파인만의 강의는 자연 현상을 이해하는 도구로서 물리학이 필수적이라는 인식에서 시작되었기 때문에 “물리의 숨은 묘미”를 충분히 느낄 수 있는 책이다. 그동안 영어로 된 원서로만 파인만의 강의를 즐겨야 했던 독자들에게, 파인만 강의의 정수를 제대로 느껴보고 싶은 독자들에게, 그리고 물리를 좋아하지만 물리학도로서의 길을 망설이고 있는 많은 젊은 인재들에게 “과학은 즐거운 장난”이라는 파인만의 자신에 찬 목소리를 들려주고자 한다. 학생들뿐만 아니라 이미 자신의 분야에서 학문적 성과를 이뤄낸 교수들에게까지 아직도 수많은 영감을 불러일으킨다는 『파인만의 물리학 강의』를 통해 물리 붐이 다시 한번 일어나길 기대해 본다.

20세기의 가장 대중적 인기를 누린 물리학자를 꼽으라하면, 아마도 파인만 교수를 생각할 수 있을 것이다. 물론 아인슈타인이나 호킹도 유명하지만, 파인만은 그 소탈한 인간성과 여러 재미있는 일화 때문에 많은 사람들이 심정적으로 매우 친근하게 느꼈던 것 같다. 이론물리학자라면 칠판 앞에서 복잡한 수식을 심각하게 논의하는 모습이 연상되는데, 이와는 달리 파인만은 봉고를 치고 학생들과 천진하게 어울리는 모습들을 보여 주었기 때문일 것이다.

파인만 교수는 이러한 대중성과 과학적인 직관력을 이용하여 물리학적인 사실들을 매우 이해하기 쉽게 설명하는 능력을 가지고 있었다. 파인만 특유의 이 능력을 아주 잘 보여주는 책이 “파인만의 물리학 강의”이다. 파인만 교수가 칼텍에서 1～2학년 학생들에게 강의한 일반물리학 내용을 책으로 출판한 이 강의록은, 초판부터 물리학을 공부하려는 학생뿐만 아니라 교수들로부터도 선풍적인 인기를 끌었다. 이 책에서 번득이는 파인만의 자연에 대한 통찰력은 지적인 즐거움뿐 아니라 종종 첨단 연구에 유용한 아이디어도 제공해 주었기 때문이다.

내가 1970년대 초 대학교에 입학하였을 때 물리학과 학생들은 “파인만의 빨간 책”이라고 알려진 이 강의록을 들고 다니는 것이 유행이었다. 잘 이해하지는 못하였지만 미국 최고의 대학생들과 같은 교과서를 공부한다는 과시욕이 있었던 것이다. 사실 나는 지금도 가끔 이 책을 들여다본다. 이 강의록에서 파인만 특유의 자연에 대한 통찰력을 보는 것은 지금이나 대학생 때에나 똑같이 즐겁다. 물리학을 진지하게 공부하려는 학생들에게 이 즐거움을 같이 느껴보도록 권하고 싶다.

정말로 오랫동안 기다리던 책의 번역이 나오게 되었다. 물리학자들의 방에 가 보면 그들이 학생일 때 열심히 읽은 파인만의 물리학 강의록이 십중팔구 꽂혀 있을 것이다. 수많은 일반 물리학 책이 나와 있음에도 불구하고 40여 년 전에 나온 파인만의 물리학 강의 앞에서는 빛을 바랜다. 그 이유를 들자면 우선 저자가 노벨 물리학상을 받은 입자물리 이론물리학자로서 나노 과학, 양자컴퓨터에 대한 기초를 마련한 창의적 연구자였다는 것만은 아니다. 훌륭한 연구자가 반드시 좋은 강의를 하지는 못하나, 분명 파인만은 가장 강의를 잘 하는 것으로 당대에 유명하던 사람이다. 무엇보다도 그에게는 열정이 있었고, 자신의 뜻을 잘 전달하는 유별난 재주가 있었다. 이런 이유로 본인이 물리학을 공부하기로 마음 정한 후 가장 닮기 원하는 학자로 파인만을 생각해왔다. 파인만은 이렇듯 물리학계 전체를 아우르는 훌륭한 선생님이었다. 이 책은 40여 년 전에 나왔음에도 불구하고 개정판이 없었다. 그 이유는 이 책이 교재라기보다는 파인만의 인간성과 유머가 흠뻑 담긴 강의 녹취록에 가깝기 때문이다.

이 책은 물리학을 전공할 학생들을 대상으로 만들어진 책이다. 그렇다고 해서 물리학자를 목표로 하는 사람만 이 책을 읽을 필요는 없다. 당대의 최고의 지성이 어떻게 사고하는가를 엿보는 것이 어떤 학문을 공부하더라도 많은 도움을 줄 것이기 때문이다. 이 책에는 다른 물리책에서는 찾아보기 힘든 내용들이 많이 들어 있다. 일반적으로 이 책은 일반물리학 수준보다 어려운 책으로 알려져 왔다. 그 이유는 내용의 독창성에도 있으나, 재미나는 이야기꾼인 파인만이 사용한 영어단어들이 만만하지 않은 것들임에도 기인할 것이다. 한글 번역판은 파인만의 우렁찬 목소리를 좀더 쉽게 접하게 할 것이다.

물리를 공부하고자 하는 학생들에게 권할 물리책 5권을 고르라 하면 그중에 들어갈 책이다. 이 책은 물리를 이해하는 정도가 더해갈수록 새롭게 읽혀지는 책이며, 40년이 지난 지금도 전혀 시대에 뒤떨어진 면이 없는 훌륭한 책이다. 이번에 출판되는 강의록 1권은 파인만이 스스로 평가하기를, 가장 잘된 것이라 한다. 그러나 한번 그의 멋진 강의에 빠지면 분명 2권, 3권을 모두 읽고 싶어질 것이다. 이 책을 번역한 박병철 박사는 과학서적 번역에 있어서 가장 활발한 번역을 하고 있으며, 그의 번역은 항상 적절한 단어를 선택함으로써 읽는 맛을 더해준다. 이런 책이 진작 번역되었으면 하는 아쉬움만이 있을 따름이다.

파인만이 신입생들의 물리학 교육을 위해 2년 이상을 투자했다는 것은 현재 이공계 위기라는 말을 많이 듣는 우리 과학계에 대해 시사하는 바가 크다. 신입생들을 제대로 교육하는 것만이 물리학의 미래를 좌우하는 중대사라고 생각했기 때문에 파인만이 이와 같은 일을 수행했던 것이다. 학생을 가르치는 선생님들의 열정이 있는 한 이공계와 물리학계의 미래는 살아 있다고 할 수 있다. 물리는 뭐니 뭐니 해도 재미있고 것이고, 파인만이 이를 잘 보여주고 있다. 이렇게 재미있는 책을 보다 많은 학생들이 읽게 되기 바란다.

“이 책을 읽는다는 것은 뉴턴이나 아인슈타인과 어깨를 나란히 한다는 뜻이다. 독자들은 이 책에서 커다란 만족과 함께 더욱 심오한 질문을 던지고 싶은 충동을 느끼게 될 것이다. 우주를 바라보며 ‘왜?’라는 질문을 한 번이라도 떠올린 적이 있는 사람에게라면 이 책을 강력하게 권하고 싶다!
-미치오 카쿠,『초공간Hyperspace』의 저자

파인만은 강단 위의 연예인이었으며, 가끔씩은 광대가 되기도 했다. 그러나 그가 지향했던 목표는 항상 진지했다. 우리의 우주를 더욱 깊이 이해하는 것보다 더 진지한 목표가 어디 있겠는가? 사람들에게 우주를 이해시키는 방면에서 파인만은 단연 최고 중의 최고이다!
- 로저 펜로즈, 수학자이자 물리학자, 『황제의 새마음』의 저자

“파인만의 강의에서 가장 놀라운 것은, 수학이나 전문 용어를 어지럽게 늘어놓지 않고 지극히 일상적인 사례들로부터 최첨단의 물리 개념을 자연스럽게 이끌어낸다는 점이다. 이것이 바로 파인만식 강의의 진수이다!”
- 폴 데이비스, 물리학자, 『현대 물리학이 발견한 창조주』의 저자