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세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 반입자

: 미적분의 역사부터 디랙 방정식까지

노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 시리즈이동
리뷰 총점10.0 리뷰 1건 | 판매지수 42
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품목정보

품목정보
발행일 2024년 05월 17일
쪽수, 무게, 크기 302쪽 | 152*215*30mm
ISBN13 9791193357286
ISBN10 1193357284

카드 뉴스로 보는 책

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저자 소개 (1명)

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이프니츠가 적분을 생각하게 된 동기는 포도주를 숙성하는 오크 통의 부피를 측정하기 위해서였다. 그는 미분과 적분 연구 결과를 1684년 독일 학회에 발표했다. 그런데 뉴턴이 1669년 작성한 논문 〈무한급수에 의한 해석에 관하여〉에 이미 미분과 적분 아이디어가 들어 있었다. 라이프니츠는 자신과 뉴턴의 방법이 서로 상이하여 크게 신경 쓰지 않았다. 하지만 영국 학회의 생각은 달랐다. 영국 학회는 라이프니츠가 뉴턴의 논문을 베꼈다고 주장했다. 라이프니츠는 이 일로 크게 상처받고 우울증에 빠졌다. 1711년부터 죽을 때까지 그는 미분과 적분을 뉴턴과 독립적으로 발견했는지, 아니면 원래 뉴턴의 아이디어를 다른 표기법으로 쓴 것뿐인지에 대해 논쟁을 계속할 수밖에 없었다.
--- p.25~26

1769년에 19세의 라플라스는 수학을 배우기 위해 파리로 가서 수학자 달랑베르를 만났다. 달랑베르는 라플라스를 매우 귀찮아해서 두꺼운 수학책을 던져주고는 이걸 다 읽으면 만나자고 했다. 며칠이 안 되어 라플라스가 찾아오자 달랑베르는 화를 냈다. 단 며칠 만에 그 책을 읽었을 리 없다고 생각한 것이다. 하지만 책 내용을 질문하자 라플라스는 거침없이 대답했고, 결국 달랑베르에게 인정받았다.
--- p.67

제이만은 강력한 자기장을 걸어주면 수소의 선스펙트럼이 더 많이 생긴다는 것을 알아냈어. 이렇게 자기장의 영향으로 수소의 선스펙트럼이 더 많아지는 현상을 제이만 효과라고 부르지. 이 연구로 제이만은 1902년 스승인 로런츠와 함께 노벨 물리학상을 받았다네.
--- p.82

1924년부터 슈타르크는 레나르트와 함께 히틀러를 지지하면서, 유대인 물리학자인 아인슈타인과 하이젠베르크의 이론물리학을 국익에 도움이 되지 않는 연구로 여겼다. 또한 이론물리학은 유대인들이 하는 일이라고 비하하면서 국익을 위해서는 독일인들만이 물리학을 연구해야 한다고 주장하기도 했다.
--- p.86

1841년 실베스터는 미국 버지니아 대학의 수학 교수가 되었지만 4개월도 채 못 되어 그만두었다. 그는 강의 도중에 신문을 펼쳐 읽으면서 자신의 수업을 모욕한 학생에게 폭력을 행사했고 이 일로 교수직에서 물러났다.
--- p.181

뉴턴의 물리학에서와 특수상대성이론에서 에너지의 정의는 서로 다르다네. 그래서 물리학자들은 특수상대성이론에 의한 물리학을 불확정성원리에 맞게 수정할 필요가 있었어. 이러한 양자역학을 상대론적 양자역학이라고 하지.
--- p.198

카피차는 영국 학생들이 자유로운 의견을 내지 못하고 교수의 말이라면 비판 없이 따르는 것에 불만을 가졌다. 그래서 학생들이 자유롭게 물리에 대해 자기의 의견을 얘기할 수 있는 모임을 만들었는데, 그것이 바로 카피차 클럽이다.
--- p.206~207

디랙은 동료들에게 지나칠 만큼 논리적이며 과묵한 사람으로 기억되었다. 케임브리지에서 그의 동료들은 농담 삼아 디랙이 1시간에 한 마디를 말한다는 1디랙 단위를 정의하기도 했다.
--- p.209

말보다 조금 작은 노새라는 동물이 있어. 노새는 본래 유순하지만 불만이 있으면 주인이 앞으로 가자고 끌어도 뒷걸음치지. 디랙은 음의 에너지를 가진 전자가 노새처럼 운동 방향으로 에너지를 주어도 오히려 속도가 작아지는 행동을 보이기 때문에 ‘노새 전자’라고 이름을 붙였네. 즉, 같은 정지질량에 대해 두 개의 입자가 존재한다는 것을 알아낸 거지.
--- p.215

앤더슨은 노새 전자 발견에 관한 논문을 미국 물리학회에서 발행하는 《Physical Review》에 투고했네. 논문을 심사하는 과학자가 제안하기를, 노새 전자는 전자와 질량이 같지만 양의 전기를 띠고 있으므로 ‘양’을 뜻하는 positive와 ‘전자’를 나타내는 electron을 합쳐 positron이라고 하면 어떻겠냐고 했지. 이것은 양전자라는 이름으로 번역되었다네. 앤더슨은 그 제안을 받아들여 논문을 ‘양전자의 발견’으로 수정한 거야. 앤더슨의 양전자 발견을 가장 기뻐한 사람은 디랙이었어. 자신이 수학적으로 예언한 새로운 입자가 발견되었으니까 말일세.
--- p.240~241

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추천평 추천평 보이기/감추기

저자는 이번에 아주 새로운 시도를 하고 있고 이는 어쩌면 우리에게 꼭 필요했던 것일 수 있습니다. 대화체로 과학의 역사와 배경을 매우 재미있게 설명하고, 그 배경 뒤에 나왔던 과학의 영웅들의 오리지널 논문들을 풀어간 것입니다. 과학사를 들려주는 책들은 많이 있으나 이처럼 일반인과 과학도의 입장에서 질문하고 이해하는 생각의 흐름을 따라 설명한 책은 없습니다. 게다가 이런 준비를 마친 후에 아인슈타인 등의 영웅들의 논문을 원래의 방식과 표기를 통해 설명하는 부분은 오랫동안 과학을 연구해온 과학자에게도 도움을 줍니다.

이 책을 읽는 독자들은 복 받은 분들일 것이 분명합니다. 제가 과학을 처음 공부할 때 이런 책이 있었다면 얼마나 좋았을까 하는 생각이 듭니다. 정완상 교수는 이제 새로운 형태의 시리즈를 시작하고 있습니다. 독보적인 필력과 독자에게 다가가는 그의 친밀성이 이 시리즈를 통해 재미있고 유익한 과학으로 전해지길 바랍니다. 그리하여 과학을 멀리하는 21세기의 한국인들에게 과학에 대한 붐이 일기를 기대합니다. 22세기를 준비해야 하는 우리에게는 이런 붐이 꼭 있어야 하기 때문입니다.
- 남순건 (경희대학교 이과대학 물리학과 교수 및 전 부총장)
천문학은 각종 물리학 이론과 함께 발전했습니다. 따라서 천문학을 공부하는 사람들은 물리학 이론들을 이해하고 응용하는 것이 매우 중요합니다. 특히 양자역학이 그렇습니다. 디랙 방정식은 물리학을 전공한 학생들이 고급양자역학에서 배우는 내용이기도 합니다. 《세상에서 가장 쉬운 과학 수업 반입자》는 디랙 방정식의 탄생 배경과 반입자 개념을 최소한의 수식만으로도 매우 이해하기 쉽게 풀어내고 있습니다. 이러한 책의 구성은 물리학과 미분적분학 등을 익힌 독자라면 양자역학에 즐겁게 입문하도록 도울 것입니다. 이 책을 읽는 독자들에게 만남에 덧붙인 디랙과 파울리의 오리지널 논문을 직접 읽어보고 싶은 용기가 생기길 기대합니다.
- 최윤영 (경희대학교 우주탐사학과 교수)

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