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뷰티풀 퀘스천

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: 세상에 숨겨진 아름다움의 과학

[ 양장 ]
리뷰 총점9.6 리뷰 16건 | 판매지수 762
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자연과학 top20 5주
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품목정보

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

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저자 소개 (3명)

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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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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.
- 김상욱 (경희대학교 물리학과 교수)
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〉

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