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뷰티풀 퀘스천

: 세상에 숨겨진 아름다움의 과학

[ 양장 ]
리뷰 총점9.4 리뷰 7건 | 판매지수 1,218
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품목정보

품목정보
출간일 2018년 06월 15일
쪽수, 무게, 크기 552쪽 | 892g | 152*220*36mm
ISBN13 9788965962656
ISBN10 896596265X

책소개 책소개 보이기/감추기

“이 세계가 하나의 예술작품이라고 말하는 이 책은
그 자체로 숨 막힐 듯 아름답다.”
_ 경희대학교 물리학과 교수 김상욱

현존하는 세계 최고의 지성, 2004년 노벨물리학상 수상자 프랭크 윌첵!
수학, 과학, 양자역학으로 이 세계에 숨겨진 심오한 아름다움을 찾아 나서다!

우주에 대한 끝없는 감탄과 동경, 자연에 대한 경이와 환희. 인류 역사가 시작된 이래 인간을 둘러싼 이 아름다운 세계에 대한 호기심과 애정은 꺼지지 않는 불꽃처럼 지속되어 왔다. 이 세계에는 어떤 엄청난 비밀이 숨어 있기에 인류를 끊임없이 매혹시키고 있는 걸까? MIT 교수이자 현존하는 최고 과학자 중 한 사람인 프랭크 윌첵은 이 책에서 인류가 오랜 세월 동안 추구해온 ‘아름다움’과 ‘진리’를 하나로 엮는다. 윌첵은 인간을 둘러싸고 있는 이 세계가 태생적으로 가지고 있는 아름다움의 근원이 무엇이며, 그 속에 숨은 심오한 원리가 무엇인지 밝혀내기 위해 과학의 역사 속으로 우리를 초대한다.

2500년 전 숫자에서 우주의 질서를 찾았던 피타고라스, 천체의 신비를 직접 눈으로 확인한 갈릴레이, 만물의 운동을 하나의 역학법칙으로 통일한 뉴턴, 고전 전자기학을 완성한 맥스웰, 상대성이론으로 현대물리학의 새로운 지평을 연 아인슈타인 그리고 에미 뇌터처럼 양자이론을 구축한 20세기의 물리학자들에 이르기까지. 이 천재적인 인물들은 하나같이 이 세계가 본질적으로 아름다운 존재라는 가정을 통해 역사에 영원히 남는 위대한 과학이론들을 발견해냈다. 윌첵은 이들의 사유와 이론에 깃들어 있는 정수, 즉 이 세계가 ‘대칭’과 ‘경제성’이라는 대원칙에 의해 창조되었다는 사실을 밝히며, 하나의 질문에 대한 대답을 찾는다.

“이 세계는 정말로 하나의 예술작품인가?”
눈에 보이는 현실세계를 구축하는 심오한 자연의 진리를 찾는 윌첵의 긴 여정은 수학과 과학, 미학, 양자역학의 분야를 우아하게 넘나든다. 노벨물리학상 수상자다운 윌첵의 탁월한 논리와 직관은 우주의 탄생에서부터 현재까지를 관통하고, 원자와 광자, 쿼크에 이르는 미시적 존재들을 손에 잡힐 듯 생생하게 재현해내면서 이 세계의 모든 영역에 아름다움이 깃들어 있음을 보여준다. 놀랍고도 흥미진진한 이 여정을 함께 하는 동안 독자들은 세계에 대한 사유와 통찰의 확장을 경험하게 될 것이다.

목차 목차 보이기/감추기

이 책에 쏟아진 찬사
감수의 글_ 김상욱 경희대학교 물리학과 교수
이 책의 사용설명서

1장 질문
2장 피타고라스: 사고와 객체
3장 피타고라스: 수와 화음
4장 플라톤: 대칭 구조-플라톤의 입체도형
5장 플라톤: 동굴 밖으로 나온 인간
6장 뉴턴: 방법론과 광기
7장 뉴턴: 색(色)
8장 뉴턴: 역학적 아름다움
9장 맥스웰: 신의 미적 감각
10장 맥스웰: 인식의 문
11장 대칭 입문
12장 양자적 아름다움 I: 구(球)의 음악
13장 대칭 I: 아인슈타인의 두 단계
14장 양자적 아름다움 II: 원기 왕성한 전자
15장 대칭 II: 국소적 색상
16장 양자적 아름다움 III: 자연의 핵심에 존재하는 아름다움
17장 대칭 III: 에미 뇌터 - 시간과 에너지, 그리고 온전한 정신
18장 양자적 아름다움 IV: 우리는 아름다움을 믿는다
19장 아름다운 해답?

물리학 연대기
용어해설
미주
추천도서
그림 판권
색인
감사의 글
역자 후기

저자 소개 (3명)

책 속으로 책속으로 보이기/감추기

예술가들은 자신만의 스타일을 갖고 있다. 르누아르의 특징인 희미한 색채와 렘브란트의 신비로운 그림자, 그리고 라파엘의 우아한 화풍에는 공통점이 거의 없다. 모차르트와 비틀스, 루이 암스트롱의 음악도 마찬가지이다. 이들의 음악을 듣고 누구의 곡인지 헷갈리는 사람은 없을 것이다. 이와 마찬가지로 물리적 실체에 투영된 아름다움에도 특별한 스타일이 존재한다. 자연은 예술가처럼 고유의 스타일을 갖고 있다. 자연의 예술을 음미하려면 자연만이 갖고 있는 스타일에 공감할 수 있어야 한다. 자연의 예술적 스타일은 크게 다음 두 가지로 요약된다.
● 대칭: 자연은 조화와 균형, 그리고 절묘한 비율을 통해 사랑을 구현한다.
● 경제성: 자연은 최소한의 방법으로 다양한 효과를 낳는다.
- 1장 [질문]에서

자연을 바라보는 플라톤의 관점은 몇 가지 면에서 현대의 과학적 사고방식에 지대한 영향을 미쳤다. 플라톤의 “만물은 몇 가지 기본단위로 이루어져 있다”는 주장은 지금도 과학의 기초를 떠받치고 있다. 또한 “대칭으로부터 자연의 구조를 추적한다”는 플라톤의 아이디어는 지난 2000여 년 동안 과학(특히 물리학)을 견인해왔다. 현대물리학자들은 순수한 수학적 논리(특히 대칭 논리)를 통해 몇 개의 특별한 구조에 도달했고, 바로 여기서 자연의 기본 요소를 찾고 있다. 플라톤이 떠올린 자연의 가장 깊은 곳에 대칭이 존재한다는 아이디어는 물리적 실체를 이해하는 데 핵심적인 역할을 하고 있다. 자연의 구조에 대칭이 반영되어 있다는 것은 매우 과감한 발상이다. 물리학자들은 자연에 수학적 완벽함을 요구함으로써 복잡다단한 현상을 단 몇 개로 줄이는 데 성공했고, 이 목록에 기초하여 자연을 서술하는 모형을 만들었다. 또한 이 목록은 미지의 영역에서 우리를 인도하는 이정표 역할을 해왔다.
플라톤의 사상에서 우리의 관심을 끄는 것은 “이 세계의 가장 깊은 곳에 아름다움이 내재되어 있다”는 부분이다. 그는 이 세계의 가장 작은 기본단위(원자)가 “인간의 마음을 통해 발견되고 서술될 수 있는 순수한 개념이 현실 세계에 구현된 것”이라고 했다.
- 4장 [플라톤: 대칭 구조-플라톤의 입체도형]에서

당신이 산꼭대기에 서서 수평 방향으로(즉 지면에 평행한 방향으로) 돌멩이를 던진다고 상상해보자. 돌의 속도가 느리면 얼마 가지 못하고 떨어질 것이다. 그러나 돌을 세게 던지면 좀 더 멀리 날아가서 산기슭에 떨어질 수도 있다. 자, 조금 더 힘을 내보자. 돌을 세게 던질수록 지면에 도달하는 지점이 출발점에 점점 더 가까워지다가 어떤 특정 속도에 도달하면 돌멩이가 지구를 한 바퀴 돈 후 당신의 뒷머리를 때린다! 이 사실을 미리 알고 돌을 세게 던진 후 머리를 숙였다면 돌멩이는 처음 던진 높이에서 마치 위성처럼 지구 주변을 공전할 것이다. (공기 저항은 어떻게 극복하냐고? 이것은 상상 속에서 벌어지는 사고실험이니 사소한 문제는 잊어주기 바란다.) 이제 지구의 직경보다 훨씬 큰 초대형 산을 상상해보자. 그 산꼭대기에서 엄청나게 큰 바윗덩이를 적절한 속도로 던져서 지구 주변을 공전하게 만들었다. 이 바윗덩이를 ‘달’이라 하자. 이를 태양에도 적용해보자. 즉 태양 주변을 돌고 있는 행성들은 산꼭대기에서 적절한 속도로 던진 돌멩이와 같다. 중력은 질량을 가진 모든 물체에 예외 없이 적용되는 힘이다. 앞에서의 사고실험에 중력을 도입하면 지표면으로 떨어지는 돌멩이에서 공전하는 달에 이르기까지 우리 주변에서 일어나는 거의 모든 사건을 하나의 논리로 설명할 수 있다. 물론 사고실험만으로는 아무것도 증명할 수 없지만 신중한 연구와 실험이 동반되면 유용한 결과를 얻을 수 있다. 사고실험의 결과가 논리적이면 좋은 일이고, 아름다우면 더욱 좋다.
- 8장 [뉴턴: 역학적 아름다움]에서

일반적으로 대칭이란 ‘변화 없는 변화’를 의미한다. 수학적 대칭과 물리법칙 사이의 긴밀한 관계를 최초로 알아낸 사람은 독일 출신의 여성 수학자 에미 뇌터(Emmy Noether, 1882~1935)였다. 뇌터의 정리는 다음과 같이 쓸 수 있다. “물리법칙이 어떤 변환에 대하여 대칭적이면 그에 해당하는 보존량이 존재한다.” 그녀는 에너지보존법칙이 ‘시간에 대한 물리법칙의 불변성으로부터 유도된 결과’임을 증명함으로써 법칙의 근원과 아름다움을 만천하에 드러냈다. 뇌터가 휘두른 수학 마술지팡이에 못생긴 개구리가 꽃미남 왕자로 돌변한 것이다! 이것은 물리학이 이룩한 가장 심오하고 위대한 업적 중 하나이다.
- 17장 [대칭 III: 에미 뇌터-시간과 에너지, 그리고 온전한 정신]에서
--- 본문 중에서

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과학을 공부한다는 건 우리가 살고 있는
이 세계가 아름답다는 걸 이해하는 것이다!

신(만약 존재한다면)은 어떤 의도로 이 세계를 창조했을까? 역사적으로 이에 대한 해답은 세계를 바라보는 관점에 따라 분분했지만, 모두가 공통적으로 인정하는 단 하나의 진리는 ‘우리를 둘러싼 이 세계는 아름답다’는 것이었다. 때문에 풍부한 창조력을 가진 사람들은 이 세계를 만든 어떤 존재(?)가 본질적으로 예술가이며, 그의 심미안을 공유하고, 느낄 수 있다고 믿었다. 이후 이들의 사상은 수세기에 걸쳐 다양한 질문을 양산하면서 철학과 과학, 문학, 예술 등에 지대한 영향을 미쳤다.
결론적으로, 자연은 조화와 균형 속에서 절묘한 비율을 통해 존재하고 있으며, 최소한의 방법(조금의 낭비도 없이)으로 최대한의 효과를 발생시키고 있다. 대칭과 경제성! 이 두 가지 요소가 바로 21세기 최고의 지성이자 과학자인 프랭크 윌첵이 확신하는, 이 세계를 아름답다고 느끼게 하는, 자연에 내재되어 있는 심오한 원리다.
그렇지만 이러한 자연의 작동원리를 인간의 감각만으로 찾아내는 건 불가능하다. 인간의 감각은 빛이나 색, 원자와 같은 구성 입자 등, 자연이 본래 갖고 있는 요소 중에서 지극히 한정된 것만을 식별할 수 있기 때문이다. 현미경이나 망원경으로 들여다보거나 혹은 원자나 원자핵을 분해하거나 혹은 길고 긴 수학적 논리를 거쳐야만 가능한 일이다. 프랭크 윌첵은 이 눈에 보이지 않는 세계를 눈앞에 그려내기 위해 역사 속에 등장했던 과학자와 예술가, 철학자들을 소환한다. 이 역사 속 인물들은 자연에 존재하는 다양한 현상들을 탐구하고, 아름다움의 비밀을 풀어내기 위해 헌신한 위대한 대가들이다. 프랭크 윌첵은 그들의 영광스러운 족적을 따라가면서 이 세계를 과학적으로 이해하는 것이 아름다움을 이해하는 가장 빠른 길이라는 걸 우리에게 보여준다.

과학의 역사를 통해
‘아름다운 세계’에 대한 답을 구하다!

이 세계를 하나의 예술작품으로 바라보는 관점의 변천사는 예술의 역사와 비슷하다. 예술 분야에서 하나의 독창적 스타일은 오래되었다는 이유로 폐기되지 않으며, 새로운 스타일에 중요한 영향을 미치면서 긴 생명을 유지하곤 한다. 이와 마찬가지로 역사적 관점으로 과학을 재구성한다면, 과학이론의 단순한 개념에서부터 점차 복잡한 개념으로 옮겨가면서 위대한 과학자들이 거쳐 왔던 길을 되짚어나갈 수 있다. 이를 통해 초기에는 매우 낯설게 느껴지는 개념도 친숙한 단계를 거쳐 자명해지는 과정을 순차적으로 확인할 수 있다. 프랭크 윌첵은 이 세계가 아름다움을 간직한 하나의 예술작품이라는 명제를 역사 속 과학자들의 아이디어와 이론들을 통해 독자에게 풀어내고 있다.
가장 먼저 등장하는 건 피타고라스다. 피타고라스의 정리는 물체의 기하학적 형태가 숫자를 통해 연결되어 있다는 걸 의미한다. 다시 말해 피타고라스와 그를 추종하는 무리들이 신봉했던 ‘이 세계는 정수로 이루어져 있다’(물론 이 논리는 깨졌지만)는 믿음은 ‘아름다운 개념’들이 이 세계에 수를 통해 구현되어 있다는 믿음이었다. 또한 피타고라스는 음의 높이를 좌우하는 두 개의 놀라운 법칙을 발견한다. 진동하는 부위의 길이에 따라 음의 높낮이가 달라지며, 줄에 가해지는 장력이 간단한 정수 비율을 이룰 때 듣기 좋은 화음이 생성된다는 사실이다. 피타고라스의 실험을 통해 알 수 있는 건 사물의 형태와 크기, 무게, 조화 등이 숫자와 밀접한 관계를 갖고 있다는 것이다.
소리의 원천은 결국 진동하는 끈이며, 진동은 주기적인 운동을 의미한다. 주기적인 운동은 일정한 시간 간격으로 이루어지는 운동을 뜻하며, 이는 태양을 비롯한 행성들의 주기운동과 동일하다. 결국 지구상의 어떤 악기가 만들어내는 소리나 화음은 우주를 가득 메우고 있는 ‘천체의 음악’인 셈이다. 다시 말해 피타고라스가 발견해낸 조화로운 화성을 이루는 수학적 비율은 천체를 구성하는 수학적 비율에도 적용이 가능한 자연의 법칙이다. 그리고 이렇게 조화로운 수학적 비율로 만들어진 화성을 인간은 본능적으로 아름답다고 인지한다.
플라톤은 동일한 원자들이 모여 자연의 물리적 실체를 만들어낸다고 믿었고, 이 세계를 구성하는 그 가장 작은 단위에는 아름다움이 내재되어 있다고 믿었다. 플라톤은 이 원자들에 대칭이 반영되어 있으며, 다섯 개의 입체 정다각형으로 이 세계를 설명했다. 물론 원자와 입체도형에 관한 플라톤의 이론은 지금의 과학을 통해 사실이 아님이 판명되었지만, 플라톤의 ‘대칭을 통해 자연을 추적한다’는 발상은 향후 2000년 동안 과학(특히 물리학)의 발전을 견인해왔다.
또한 플라톤의 아이디어는 현대 과학자에게 물리적 실체를 이해하기 위한 핵심적 역할을 해왔다. 플라톤은 ‘동굴의 인간’ 비유를 통해 인간은 실제 세계가 아닌 실제 세계의 그림자만을 보고 있는 동굴 속 인간처럼 제한된 감각만을 지니고 있다고 말했다. 때문에 플라톤은 ‘이 세계의 겉모습을 초월한 실체’를 마주하기 위해 사물의 복잡한 외형을 벗겨내 그 안에 숨어 있는 정수(精髓)에 도달하도록 노력해야 한다고 했다. 다시 말해 자연에서 아름다움을 느끼는 사람이라면, 실체를 보는 훈련을 통해 아름다움의 진정한 근원을 찾아낼 수 있는 것이다. 과학과 물리학이 바로 그 열쇠다!
코페르니쿠스의 지동설로 쏘아진 현대 과학의 불꽃은 뉴턴을 통해 전방위적으로 터지기 시작한다. 이때에 이르러 세계는 관측과 측정, 기하학과 방정식을 통한 정확한 서술, 그리고 이 모든 것을 종합하는 수학 체계를 기반으로 해체되기 시작한다. 뉴턴은 ‘분석과 종합’을 통해 모든 과학의 수준을 향상시킨 인물로 평가받는다. 뉴턴은 수학(무한수열과 미적분학)과 역학(만유인력법칙), 광학(색이론) 분야에서 놀라운 성과를 이루었고, 이후부터는 자연과 우주의 본질이 수학적으로 해결되기 시작한다.
현대물리학의 새로운 장을 연 인물인 맥스웰은 물질을 담는 그릇에 불과했던 ‘공간’을 우주를 가득 채운 매질(媒質)로 바꿔놓았다. 맥스웰 이전까지 공간은 그저 텅 비어 있었을 뿐이다. 프랭크 윌첵은 맥스웰을 가장 위대한 물리학자 중 한 사람으로 꼽는다. 윌첵에 따르면 맥스웰은 자연에 수학적 아름다움이 존재한다면 반대로 아름다움에서 출발해 자연의 법칙을 추론하는 것이 가능할 거라고 예측한 인물이다. 맥스웰은 이러한 가정에 따라 빛의 새로운 형태를 예견했다. 그리고 전기장과 자기장이 어우러져 생성된 파동의 속도가 빛의 속도와 같다는 걸 밝혀내, 결국 빛이 곧 전자기파라는 사실을 증명했다.
맥스웰 이후부터 과학자들은 아름다움으로 자연을 규정해내기 시작했다. 수많은 물리학자를 비롯한 과학자들이 자연에 숨어 있는 가장 아름다운 원리로 대칭을 주장했는데, 그들에 따르면 심오한 물리적 법칙에는 예외 없이 대칭이라는 개념이 존재했다. 대칭은 자연 속에 숨겨져 만물을 지배했고, 그건 그 어떤 원리보다도 심플하고 정확했으며, 아름다웠다.
대칭의 개념은 갈릴레이, 아인슈타인, 에미 뇌터, 그리고 20세기의 물리학자들까지도 매료시켰다. 대칭이란 ‘변화 없는 변화’를 의미한다. 원을 상상해보라. 원을 회전시켜도 원의 모양은 변화가 없다. 갈릴레이에서 아인슈타인으로 넘어오면서 대칭은 우주 전체를 다스리는 최상의 원리로서 자리매김했다. 아인슈타인에 의해 시공간에 국소대칭이 존재한다(시공간에 각기 다른 속도를 더해도 물리법칙은 변하지 않는다)는 법칙이 입증되었고, 에미 뇌터는 이를 확장시켜 물리법칙이 대칭적이기 위해서는 그에 대응되는 보존량이 존재하며, 그것은 바로 에너지라는 것을 밝혔다. 결국 물리학에서 통용되는 모든 보존법칙들은 자연이 갖는 대칭에서 기원하며, 그 법칙들은 아름다움을 내포하고 있는 것이다. 그리고 그 법칙들로 이루어진 이 세계는 필연적으로 아름다울 수밖에 없는 것이다.

아름다운 세계, 아름다운 인간!
우리는 하나의 빛으로 이 세계에 머물다 간다!

역사를 통틀어 수많은 과학자들이 자신들의 이론을 발명해내면서 질서와 조화를 추구했지만 보다 완벽하고 순수한 아름다움은 이미 이 세계에 존재하고 있었다. 태양계는 정교한 역학법칙에 의해 형성되어 있었고, 빛은 불완전한 인간의 시각 범위와 상상력 너머에서 완벽하게 존재하고 있었다. 자연 역시 대칭이라는 강력한 원리에 따라 구현되어 있었다. 어느 하나, 예외는 없다.
프랭크 윌첵은 말한다.
“이 세계는 물리학의 법칙을 따르며, 그 법칙은 아름다움을 내포하고 있다.”
결국 이 세계는 본질적으로 아름다움을 가지고 있는, 하나의 놀라운 예술작품인 것이다. 세계는 아름답다. 프랭크 윌첵은 이 책을 마무리하며 우리가 자주 잊어버리는 사실에 대해 다음과 같이 이야기한다.
“당신과 나는 물질로 이루어져 있으며, 물리학의 법칙을 따른다. 당신과 나는 무언가를 선택할 수 있으며, 그 결과에 책임을 져야 한다.”
프랭크 윌첵은 결론 내린다. 결국 이 세계의 구성요소인, 자연의 한 부분을 차지하고 있는 우리 역시 아름답기 그지없는 하나의 놀라운 예술작품이라고. 프랭크 윌첵은 이 책에서 세계의 아름다움을 말하지만 동시에 우리 인간 역시 그 자연의 일부이며, 세계의 한 구성요소임을 깨닫게 함으로써 우리가 추구해야 할 궁극적인 삶에 대한 태도를 돌아보게 한다. 이 책은 자연을 바라보는 시각을 넓히는 동시에 결론에 이르러 사유의 영역을 세계의 차원에서 인간 개개인의 차원으로 환원시킨다.
우리 모두는 궁극적으로 아름답게 태어났다. 아름다운 생을 만들어가는 건 물론 각자의 몫이다. 하지만 그 사실을 잊지만 않는다면, 우리는 아름다운 존재로서 이 세계에 찬란한 빛으로 머물다 사라질 것이다(물리법칙에 따라 빛은 계속 나아가니까), 라고 프랭크 윌첵은 말하고 있다.

행복한 사람이란 오늘 하는 일이 자신의 인생과 연결되어 있음을 깨닫고 영원의 작업을 구현하는 사람이다. 그러므로 인간은 자연의 신성한 과정을 가능한 한, 비슷하게 흉내 내면서 유한과 무한을 결합하는 데 힘써야 한다. 단명할 존재라며 자신을 가볍게 여겨도 안 되고, 시간의 신비를 영원히 밝히지 못할 것이라며 눈앞에 보이는 현실을 외면해서도 안 된다. _ 제임스 클러크 맥스웰

추천평 추천평 보이기/감추기

프랭크 윌첵은 양자색역학의 점근 자유성을 발견한 공로로 2004년 노벨물리학상을 수상한 살아 있는 전설이다. 윌첵의 이야기는 바로 20세기 물리학의 역사이기도 하다. 눈에 보이지도 느껴지지도 않는 세계에서 일어나는 일을 어떻게 상상하고 기술할 수 있을까? 그런 세계에 일상의 경험이나 직관은 통하지 않는다. 하지만 자연이 아름답다는 사실을 믿는다면, 아니 자연이 대칭을 갖는다는 것을 안다면 우리는 더 나아갈 수 있다. 이 세계가 하나의 예술작품이라고 말하는 이 책은 그 자체로 숨 막힐 듯 아름답다.
_ 경희대학교 물리학과 교수 김상욱

현존하는 세계 최고 과학자의 창조적이고 영감 어린 생각이 이 한 권의 책에 집약되어 있다. 프랭크 윌첵은 탁월한 논리와 직관을 발휘하여 진리와 아름다움 그리고 우주의 심오한 법칙을 하나로 융합시켰다.
_ 브라이언 그린(Brian Greene), 《엘러건트 유니버스(Elegant Universe)》의 저자

프랭크 윌첵은 이 탁월하고 아름다운 책을 통해 은하적 스케일에서 원자 규모에 이르기까지 우주의 모든 영역에 아름다움이 깃들어 있음을 보여주었다. 그는 사소한 것도 놓치지 않는 정교하고 섬세한 사고력을 십분 발휘하여 과학자와 예술가 그리고 호기심으로 가득 찬 사람들을 아름다운 진리의 세계로 인도하고 있다.
_ 맥스 테그마크(Max Tegmark), 《맥스 테그마크의 유니버스(Our Mathematical Universe)》의 저자

윌첵은 2500년의 철학과 물리학의 역사 투어로 독자들을 이끈다. 이 책이 정말 재미있는 이유 중 하나는 윌첵이 찾아낸 대칭의 아름다움이 어떻게 인간의 경험에 적용되는지에 대해 그가 얼마나 깊이 관심을 갖고 있는지를 느낄 수 있기 때문이다. 영원불멸한 자연에 대해 직접 질문을 던지며 심오한 인간성을 탐구하는 이 책은 보기 드문 걸작이라 할 수 있다.
_ 〈월 스트리트 저널〉

미지의 세계라고 할 만한 영역을 훌륭하게 탐구하는 동시에 입자물리학 이론의 전개 상황을 참신하고 독특한 시각으로 설명해주고 있다.
_ 〈네이처〉

회원리뷰 (7건) 리뷰 총점9.4

혜택 및 유의사항?
주간우수작 세상에 숨겨진 아름다움을 찾는 과학 이야기 내용 평점5점   편집/디자인 평점5점 책****집 | 2018.08.12 | 추천22 | 댓글26 리뷰제목
"Beutiful Question"처음 이 책이 배송되어 왔을 때 잠시 멈칫했었다.각오는 하고 있었으나 그 당당한 두께와 무게에 잠시 주눅이 들어있던 기억이 난다.그러나 예쁘고 아름다운 것에는 이리저리 재는 것 없이 마음을 주고 마는 내게 이 책은 금새 마음을 줄 수 밖에 없는 매력덩어리였다.제목부터 사람을 사로잡고 막 그러지 않는가?"뷰티풀 퀘스천" 이라니 세상에나! 겉표지에 난 동그;
리뷰제목


"Beutiful Question"

처음 이 책이 배송되어 왔을 때 잠시 멈칫했었다.
각오는 하고 있었으나 그 당당한 두께와 무게에 잠시 주눅이 들어있던 기억이 난다.
그러나 예쁘고 아름다운 것에는 이리저리 재는 것 없이 마음을 주고 마는 내게 이 책은 금새 마음을 줄 수 밖에 없는 매력덩어리였다.
제목부터 사람을 사로잡고 막 그러지 않는가?
"뷰티풀 퀘스천" 이라니 세상에나!


겉표지에 난 동그란 구멍에 그려진 그림이 궁금해서 표지를 잠시 떼어 보았더니, 이게 모야 모야!!
북극성을 중심으로 한 아름다운 12궁도의 모습!
책표지에서 부터 나는 벌써 녹아내리고 말았다.
40도 넘는 폭염에도 꿋꿋했는데 표지만 보고도 이런 이런...
감탄하기엔 아직 이른데...


이미 마음을 빼앗긴 나는 이제 조심스레 책을 열어보았다.
그랬더니...

<중국의 전통 서예가 쉬파 해의 작품 >
이 책의 출간을 기념하기 위해 쉬파 해가 직접 그린 작품이라고 한다.
잉어처럼 생긴 두 형체는 음과 양을 상징하며, 몸에는 지느러미가 달려 있다. 황하 유역의 허난성에는 셰계적으로 유명한 용문폭포가 있는데, 이곳에 사는 잉어는 거센 물살을 거스르며 폭포 위로 뛰어오른다. 물론 대부분은 실패하지만 성공한 극소수는 용이 되어 하늘로 승천한다는 전설이 있다. 물리학자들은 재미 삼아 이 이야기를 '가상입자가 실제입자로 변환하는 과정'에 비유하곤 한다. 여기에는 우주의 기원과 깊이 관련된 양자적 과정이 숨어 있다. 또는 잉어의 몸부림을 '자연을 이해하기 위한 과학자들의 몸부림'에 비유할 수도 있다고 한다.

<아테네 학당> 계산에 몰두하고 있는 피타고라스 -라파엘 

우상단 그림: <연구하는 뉴턴>-윌리엄 블레이크//  좌하단 그림: <유리즌>.컴퍼스를 들고 있는 창조주 -윌리엄 브레이크 

아름다운 명작 삽화들이 눈을 아름답게 한다.
물론 눈요기용이 아니라 저자의 글에 독자들의 이해를 돕기 위한 삽화들인데,
참으로 저자인 프랭크 웰첵의 그림을 보는 안목에도 놀라움을 금할 수 없는 수작들이 많이 등장한다.


이 책에는 고대부터 현대에 이를 때까지 물리학과 수학에 업적을 남긴 많은 학자들이 등장하는데,
우리가 잘 아는 피타고라스의 새로운 면모와 그의 이론에 관한 증명에 관한 기술이 나의 눈길을 끌었다.

p. 45~46
스탠퍼드 철학백과사전에 기록된 피타고라스 
1. 사후 세계 전문가 
2. 종교의식전문가
3. 금빛 넙적다리를 가진 수행자: 그는 두 장소에 동시에 존재할 수 있었다.

내가 아는 그 수학자 피타고라스가 맞나? 하는 의심을 하는 찰나 그 아래에 피타고라스에 대한 서술이 나의 질문에 아름다운 대답을 해준다.
"문헌에 의하면 피타고라스는 엄밀한 증명을 추구하는 수학자가 아니었으며, 실험을 통해 자연의 특성을 탐구하는 과학자도 아니었다. 사실 그는 인간과 자연의 일반적인 순환 속에서 수학적 관계를 찾아내는 신비주의자에 가깝다."
그럼에도 불구하고 그는 "모든 것은 수이다. (All things are numbers!)"라고 외쳤으며,
피타고라스의 정리를 발견하고는 기쁜 나머지 콩도 먹지 않으면서 소 100마리를 잡아 뮤즈에게 바쳤다는 일화를 이야기해준다.

p. 49
최상의 증명과 마주 했을 때 느끼는 희열감은 평생 잊을 수 없을 정도로 강렬하다. 피타고라스는 말할 것도 없고, 올더스 헉슬리(영국의 소설가 및 비평가)와 아인슈타인이 평생을 한 분야애 헌신 할 수 있었던 것도 바로 이 희열감 때문이었다.

플라톤, 케플러, 뉴튼, 케플러, 페레데이, 헤르츠 등등 교과서나 사이언스 잡지에서나 볼 법한 쟁쟁한 인물들의 이론과 그들이 연구한 수많은 이 세상의 아름다운 법칙들에 대해 하나하나 아름다운 질문들을 던지며 그것과 세상의 조화들이 얼마나 아름다운지 역설하고 있는 책!

이 책을 집필하는 프로젝트는 저자가 2010년 케임브리지의 다윈 대학으로부터 '양자적 아름다움'을 주제로 강연을 해달라는 부탁을 받으면서 시작되었다고 한다. 
이 책에 수록된 많은 자료들 중 참으로 마음에 드는 것 중 한가지는 용어해설 코너인데,
아 용어해설은 그의 아내인 벳시 디바인의 강력한 권고로 이루어졌다고 한다. 그는 그의 아내에게 이것을 감사한다며 책을 마무리했는데 나 역시도 감사를 전하고 싶다.
나처럼 과학과 물리학에 지나치리만큼 친하지 않은 사람도 용어 해설을 통하여 굳이 검색을 하지 않고도 물리학 도서를 볼 수 있었으니 말이다.


p. 412
지구에 사는 70억명의 사람들은 70억개의 각기 다른 '세계'를 탐험하고 있고, 
지구는 태양계에 속한 여러 행성들 중 하나이며, 태양은 은하수에 속한 1000억개의 별들 중 하나이다.
또한 은하수는 관측 가능한 우주에 존재하는 수천억개의 은하들 중 하나에 불과하다.
우리 주변에 존재하는 천체나 우주가 많다고 해서 '나'라는 존재가 위축될 이유는 없다. 오히려 주변에 무언가가 많으면 상상력도 그만큼 풍부해진다.


"뷰티풀 퀘스천"!!

저자인 프랭크 웰첵이 자연의 섭리를 이해하는데 가장 중요한 지침으로 삼은 것은 '아름다움'이었다.

헤르츠가 세상을 떠나기 전 맥스웰 방정식에 관하여 남긴 아름다운 글이 내 눈과 마음을 사로잡았다.

p. 185 

- 맥스웰이 구축한 전자기학의 수학체계를 바라보고 있노라면 그들이 어떤 지성을 간직한 채 독자적으로 존재한다는 생각을 떨치기 어렵다. 
이 방정식들은 우리보다 현명하고 발견자보다 현명하여 입력보다 더 많은 출력을 얻을 수 있게 해준다.

뷰티풀 퀘스천을 읽은 내가 이 책에 대한 서평을 이 글에 대입하여 서술하여 보았다.

"프랭크 웰첵이 저술한 Beautiful question을 읽고 있노라면 그간 인류에게 아름다운 진리를 선사한 과학자와 천문학자들의 지성과 성취감에 흥분을 감추기 어렵다. 
이 수많은 아름다운 진리의 서술들은 우리보다 현명하고 발견자보다 현명하여 진정 입력보다 더 많은 출력을 얻을 수 있게 해준다. 프랭크 웰첵을 비롯한 수많은 과학자들에게 경의를 표한다"

과학자들의 끊임없는 아름다운 질문덕에 내가 오늘날 누리는 혜택들에 감사하며,
아름다운 책 '뷰티풀 퀘스천'을 나 다음으로 읽게 될 아들이 편집해 준 아름다운 사진을 프랭크 웰첵과 흐름출판사에 선물하는 것으로 서평을 마친다.

"참으로 감사합니다!"


관련기사 : http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201806152102005&code=960205#csidxd249eeb063b0d92ada150b942dd536c

이 리뷰는 예스24 리뷰어클럽을 통해 출판사에서 도서를 제공받아 작성되었습니다.



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과학의 역사 속에서 찾는 아름다움의 근원 내용 평점5점   편집/디자인 평점5점 탐*가 | 2019.08.09 | 추천0 | 댓글0 리뷰제목
   독서취향과는 거리가 멀어서 늘 궁금하기만 했던 과학영역의 책을 만나보게 되었어요. 모르지만 알려는 노력은 하고 싶었고 그래서 흐름출판에서 나온<뷰티풀 퀘스천> 을 펼쳐 봤습니다.552페이지에 달하는 꽤나 두꺼운 책인데내용이 역시나 어려웠어요 제게는.....이과 영역의 책은 저랑 참 거리가 멀다는 걸 또 한번 느꼈지만그래도 이 책은 여느 과학 책과는;
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독서취향과는 거리가 멀어서 늘 궁금하기만 했던 과학영역의 책을 만나보게 되었어요.

 

모르지만 알려는 노력은 하고 싶었고 그래서 흐름출판에서 나온


<뷰티풀 퀘스천> 을 펼쳐 봤습니다.


552페이지에 달하는 꽤나 두꺼운 책인데


내용이 역시나 어려웠어요 제게는.....


이과 영역의 책은 저랑 참 거리가 멀다는 걸 또 한번 느꼈지만


그래도 이 책은 여느 과학 책과는 달랐던 거 같아요.

 

20세기 물리학의 역사를 말하는 저자 프랭크 윌첵은


2004년에 노벨물리학상을 수상했습니다.


MIT 교수인 프랭크 윌첵은 일반적으로 생각하는 과학의 사고방식을


좀 더 확장해서 이 세계의 아름다움은 어디에서 왔는지, 자연의 원리를 통해서


아름다움을 발견할 수 있다는 것을 과학적 이론으로 설명해 보이고 있습니다.


저자 혼자만의 연구이론이나 결과로서가 아니라


지금까지 과학의 역사 속에서 우리가 익히 들어서 알고 있는


피타고라스, 플라톤, 뉴턴, 아인슈타인, 맥스웰, 에미 뇌터라는 과학자에 이르기까지.


처음 들어보는 과학자의 이름도 들려오긴 하지만


핵심을 관통하는 저자의 메시지는 같은 것이죠.


수학, 과학, 양자역학을 탐험하면서 발견하게 되는 세계의 아름다움을


과학의 역사적, 예술적인 면에 초점을 맞춰서 얘기하는 부분이 흥미롭습니다.


과학이론이라는 것이 들어도 잘 모르겠어서 완전히 이해되지 않는 상태로


 읽어가는 것이 녹록치 않긴 했지만요....

 

500페이지 이상에 달하는 분량 속에서 과학적인 이론들이 적지는 않았으나


그래도 끝까지 읽어갈 수 있도록 힘이 되었던 것들은


과학과 역사가 기분좋게 혼재되어 있어서


예술과 인문학을 좋아하는 저같은 문과형 두뇌와 취향을 가진 독자들도


나름 흥미롭게 읽을 수 있었던 것이랄까요.^^


실제로 학창시절에 피타고라스의 정리를 외우고 적용해서


수학문제를 풀었던 시절이 있었는데


그때는 이 수학 공식이 어떤 과정에 의해서 탄생하게 되었는지 관심조차 갖질 못했던 거 같아요.


이번에 피타고라스라는 사람과 그 삶이 살았던 시대,


그리고 피타고라스가 발견해낸 '피타고라스의 정리' 외에도


만물의 원리에서 찾아낸 아름다움에 대해서


저자는 몰랐던 흥미로운 이야기들을 꺼냅니다.



 

 

자연으로부터 소리와 진동의 원리를 발견하고 화성까지 지식을 확장해서 인간의 삶을 유익하게 했었던

피타고라스의 이야기는 수학과 과학이론을 새로운 관점으로 보게 하죠.

수학이나 과학이라는 영역이 딱딱한 이론에만 국한되는 것이 아니라  


우리의 생활에 보이지 않게 곳곳에 숨어있고


자연의 원리와 만났을 때 아름답게 생각될 수 있다는 것을 저자의


독창적인 사고와 영감을 바탕으로 독자들에게 생각할 여지를 줍니다.


이러한 숨겨진 아름다움의 과학은 피타고라스 뿐만 아니라

뉴턴이나 플라톤의 이야기들도 이어지지요.

 

 

 

인간의 오감만으로 자연이 작용하는 원리들을 구체적으로 이해하기는 아무래도 한계가 있겠죠.


빛이나 색, 원자와 같은 입자들은 인간의 감각으로는 알 수 없으나


자연의 원리를 탐구하고 수학적인 논리가 뒷받침되는 이론을 발표함으로써


자연에 존재하는 아름다움의 비밀을 발견하는 사람들이 있어요.


그는 예술가들이 아니라 과학자들이라는 것이

 

이 책이 보여주는 생소하면서도 놀랍고 흥미로운 발견입니다.



우리가 사는 세상을 과학적으로 이해하는 것이 세상의 아름다움을 탐구하는 것과


결이 닿아 있다는 새로운 사실에 눈을 뜨게 해주는 <뷰티풀 퀘스천>.


지금까지 우리가 배워온 도형이나 수학 공식들도 자연의 원리를 터득한 과학자들에 의해


발견되어지면서 이론화 되어가는 과정들이 저로서는 참 이해하기 어려우면서도 놀라울 따름입니다. ㅋㅋ


입체도형이 플라톤과 연관이 있다는 것도 전혀 생각지 못한 부분이었어요.


자연에 숨어 있는 가장 아름다운 원리로 대칭을 꼽고


그에 집중되는 이야기 부분도 흥미로웠죠.


자연의 조화와 균형을 "대칭"을 통해 구현했다는 관점을 힘있게 얘기하는 것도 새롭게 다가왔구요.


과학에서 배웠던 자기장의 그림은 시각적으로 우리에게도 참 익숙합니다.


자연에 숨은 대칭의 아름다움을 이렇게 과학에서 발견할 수 있다는 것을 알게 되니


자연을 바라보는 시각이 확장되는 듯 해요.




그리고 저자 역시 책에서도 자연의 원리와 과학의 관계를 밀접하게 보고 있고


그 관계를 통해서 세상에 숨은 아름다운 과학을 말하고 싶은 듯 합니다.


물리학자에게서 이 세계의 아름다움을 발견할 수 있다는 이야기는


참 흥미로운 지점이지요.


과학이라는 영역에 대한 틀을 예술적, 인문학적으로 접근하게 해주는 <뷰티풀 퀘스천> 이었어요.

물리학으로 모든 것을 발견할 수 있고 해결할 수 있다는 오만한 생각은 추호도 보이지 않고


자연의 아름다움 속에서 과학적 발견으로 이끌어냈던


역사속 인물들에 대한 여정이 흥미로웠던 책입니다.


본론이 끝나고 책 전체의 1/4 가량은 물리학 연대기와


용어해설로 채워질 만큼 물리학에 대한 깊은 이해도 가능하게 해줄 책이였어요.


다분히 과학 용어들이 나오는 부분에서는 명확한 이해가 어렵다 보니

저로서는 스킵하면서 읽기도 했습니다.  

독서를 수행하듯 읽을 필요는 없다고 생각하기에. ㅎㅎㅎ

<뷰티풀 퀘스천> 에서 저자는 자연의 원리를 바탕으로 쌓여온 과학의 역사를 흥미롭게 소개해 주었고 

 예술적인 영감을 가지고 세상을 바라보는 시선이 전해졌어요.

그리고 자연과 인간에 대한 철학이 느껴지는 문장들도 적지 않게 나와서

과학책이지만 생각하게 만드는 의외의 매력도 있었죠.

플라톤의 <국가>에 수록된 철학의 정수 "동굴의 비유" 에서 소크라테스가 한 말이 나오는 건

과학책에서 나올법한 내용은 아니었거든요.


과학책이지만 인문학적 접근이 돋보이는 부분들이 있었기에

끝까지 읽어낼 수 있었는지도 모르겠습니다.....



"신의 위대함은 모든 피조물에 투영되어 기적처럼 빛나고,

천상에 펼쳐진 책에 또렷이 기록되어 있다."

-갈릴레오 갈릴레이-




과학자에 대한 제 고정관념을 프랭크 윌첵이 기분좋게 깨트려준 계기도 되었어요.

저자 프랭크 윌첵이 던지는 아름다운 질문 ,이건 어떤가요?

 

 

"우주는 하나의 예술작품인가?"


 

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파워문화리뷰 이 세계는 하나의 예술 작품인가? 물리학적으로! 내용 평점4점   편집/디자인 평점4점 스타블로거 : 수퍼스타 e*a | 2018.12.11 | 추천3 | 댓글2 리뷰제목
노벨상을 받고 나면 자신의 과학과 철학을 연결시켜보고 싶은 마음이 드는 걸까? 프랭크 윌첵의 『뷰티풀 퀘스천』을 읽으면서, 다른 노벨상 수상자들이 만년에 쓴 책들도 그런 느낌이 드는 경우가 꽤 많았단 기억이 났다. (프랭크 윌첵은 2004년 노벨물리학상 수상자다. 그의 업적은 물질 사이의 4가지 힘인 중력, 전자기력, 약력, 강력 중 강력에 대한 연구였다.) 그;
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노벨상을 받고 나면 자신의 과학과 철학을 연결시켜보고 싶은 마음이 드는 걸까?

프랭크 윌첵의 『뷰티풀 퀘스천』을 읽으면서, 다른 노벨상 수상자들이 만년에 쓴 책들도 그런 느낌이 드는 경우가 꽤 많았단 기억이 났다.

(프랭크 윌첵은 2004년 노벨물리학상 수상자다. 그의 업적은 물질 사이의 4가지 힘인 중력, 전자기력, 약력, 강력 중 강력에 대한 연구였다.)

그게 의도적으로 그렇게 해야 한다고 생각해서 그렇게 되는 것인지, 그런 수준에 이르러 자연스레 그렇게 되는 것인지는 잘 모르겠다.

 

프랭크 윌첵이 과학과 철학을 연결시키고자 하면서 하는 질문은 아름다움에 관한 것이다. 아름다움? 예술가도 아니고, 미학자도 아니고, 물리학자가? 그런데 나는 물리학자만큼 아름다움에 천착하는 이들도 드물다고 생각해 왔다. 왜냐하면 물리학의 공식이나 문제 풀이를 보면, 많은 경우 마찰력 등을 무시한다. 그렇게 얻어지는 것은 이상적인 상황이고, 그 이상적인 상황에 대한 설명은 굉장히 아름답다. 세상의 번잡한 마찰을 무시했으니 당연한 것 아닌가 싶다.

 

윌첵이 말하는 아름다움은 위의 것과 비슷하기도 하고, 좀 다른 것이기도 하다. 윌첵은 이 세계에는 아름다운 사고(beautiful idea)가 깃들어 있는가?”라는 질문으로 이 책을 시작한다. 그리고 이 질문은 이 세계는 하나의 예술 작품인가?”라는 질문으로 변환된다. 이 질문에 대한 윌첵의 대답은 명확하다. “YES!”

 

윌첵의 아름다움은 단순함이고, 대칭성이다. 세계를 설명하는 이론 내지는 공식이 단순하게 나타날 수 있으며, 또한 그 공식은 대칭적이라는 것이다. 여기서 대칭우리가 일상 생활에서 쓰는 대칭도 해당되지만 물리적으로는 변화 없는 변화로 정의된다. , 어떤 값이나 문자를 바꿔 썼을 때 그대로 공식이 유지되는 경우를 말한다. 단순하고 대칭성을 가진 공식과 이론으로 설명되는 이 세계는 단순하고 대칭적이므로 아름답다는 것이 윌첵의 주장이다.

 

그 주장을 입증하기 위해서 윌첵은 피타고라스와 플라톤에서 시작한다. 윌첵은 아주 견고한 플라톤주의자라고 할 수 있는데, 플라톤이 얘기한 이상형과 실제와의 관계에 대해서 끝까지 주목한다는 점에서 그렇다. 그에게 물리학이란, 실제에 대한 설명을 이상형에 대한 설명과 동일시하기 위해서인 듯 하다. 점점 더 실제와 이상형의 거리가 가까워질수록 물리학은 물론이고, 이 세계는 아름다워진다.

 

이 설명을 위해서 뉴턴의 역학, 맥스웰의 전자기학과 색이론(윌첵이 가장 좋아하는 과학자는 단언코 맥스웰이다), 아인슈타인의 상대성이론, 그리고 20세기 이후의 양자이론이 거쳐간다. 모두 윌첵의 기준에서 아름다운 이론들이다. 물론 단순하면서 대칭적이고, 또한 이상적이라는 점에서.

 

문제는 여기까지는 어느 정도 따라가겠는데양자전기역학(QED)와 양자색역학(QCD)에 이르러서는 윌첵은 이 책을 통해서 자신이 세계에 아름다움이 깃들어 있다는 것을 충분히 설명했다고 여길지 모르지만, 나는 어느 부분까지는 점점 동의의 수준이 올라가다 어느 지점부터는 그게 붕괴되는 느낌을 받았다. (윌첵은 당당하게 매수자 위험 부담 원칙을 내세우며 여기의 내용을 이해 못하는 것은 독자의 책임을 명확하게 하고 있으니, 뭐라 할 수는 없다. 절대!)

 

사실 나의 경우엔 과학의 세계에서 허우적대다 보면, 그게 물리학이 되었든 생물학이 되었든, 세계가 아름다웠다가, 매우 지저분했다, 그런 느낌들이 왔다 갔다 한다. 그게 아주 평범한 과학도에 불과한 나와 노벨상 수상자의 차이인지는 모르겠다.

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한줄평 (6건) 한줄평 총점 10.0

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p***v | 2020.03.18
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흥미로운 주제여서 구입했습니다
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h******e | 2018.10.09
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수식의 대칭성의 아름다움에 대하여
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s*o | 2018.09.10
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