원자모형에 대한 내용이라 당연히 화학 쪽일 줄 알았는데 엄밀히 분류해 물리학에 해당하는 내용이라 하였다.

이 책의 2단원에 나오는 뉴턴의 원운동 부분의 벡터, 각속도와 각 운동량 등의 내용은 당연히 물리학이라 생각했지만 톰슨의 원자모형 등은 화학이 아닐까 했는데 물리학의 원자와 전기력 파트 부분에서 톰슨의 전자 발견, 러더퍼드의 원자핵 발견, 이후 계속 변천되어 러더퍼드의 문제점을 해결하고 나온 보어의 원자모형까지 다뤄지고 있었다.

이 책은 저자분의 시리즈로 나오고 있는 책인데 특이할 만한 점이 바로 유명한 과학자들의 논문 원문까지 함께 공부하고 참고할 수 있다는 점이다.

좀더 깊이있는 내용으로 과학을 공부하고 싶은 과학영재나 좀더 깊이있게 파고들어서 대학 전공으로 삼고 싶어 논문까지 함께 보고 싶은 학생들이 참고하기에도 정말 좋을 그런 내용으로 채워졌달까. 물론 고등수학 이상을 공부해야 좀더 이해하기 쉬운 그런 내용으로 채워져있기에 고등수학 학습이 어느 정도 되어 있는 학생들이 과학을 좀더 깊이있게 공부할때 이해하는데 더 도움이 될 책이기도 하였다.

학생들이 순수 호기심에서 혹은 대학입시를 위해 좀더 과학 분야를 깊이있게 알고 싶을때 관련 서적들을 읽으면 좋은데 물리학, 화학 등의 내용을 겉핥기식이 아닌 순수 학문과 연계하여 공부하기 좋은 내용의 책이 바로 이 시리즈가 아닌가 싶었다.

이 책에 수록된 논문은 원자모형에 대해 다룬, 1904년 톰슨, 1911년 러더퍼드, 1913년 보어의 논문이 수록되어 있다.

원자모형에 대해 다루기 앞서 돌턴의 원자설까지의 역사적 흐름을 이해할 수 있게 고대 기본원소 이론부터 미리 언급되어 있기도 하다. 고등과학을 배울 적에도 앞서 이 부분부터 배우기 시작하는 것처럼 말이다.

저자이신 정완상님이 학생들을 위한 양질의 과학 참고서적을 다수 집필하셨기에 이름부터도 낯익다 생각했는데 초심을 잃지 않기 위해 현재까지 국제 학술지에 300여편의 논문을 게재하시기도 했다니 정말 대단한 열정의 학구파교수님이시구나 싶었다.

이 책은 고등수학을 공부한 이상의 일반인들도 과학을 동떨어진 과목이 아닌 재미난 수식과 연계된 과목으로 얼마든지 흥미롭게 공부를 하여 우리나라에서도 노벨과학상 수상자가 쏟아지길 바라는 마음으로 만들고 있는 ＜노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학자 시리즈＞ 중의 하나이다.

톰슨과 러더퍼드, 보어의 원자모형을 이해하기 위한 기본 지식으로 원운동을 이해해야 하고, 그 전에 벡터와 삼각함수까지 공부가 되어 있어야한다니 이 부분이 다 고등수학에서 배우는 부분이랄 수 있겠다. 미리 그 부분들을 배워둔 학생들은 이 내용을 손쉽게 이해하고 넘어갈 수 있을테고 그래도 증명은 생략했답지만 꼭 필요한 내용은 다시 한번 책에서 짚어주고 있었으니 관련 내용을 배웠던 분들은 다시 한번 상기시키며 책 내용을 이해하는데 도움을 받을 수 있게 되어 있었다.

뒤에 수록된 논문 원문을 이해하기 좋게 앞서 설명을 해주고 있는 부분들이 있었는데 과학선생님이 아이들의 과학 심화 수업을 위해 도움을 받기 좋은 논문 참고내용이기도 하고, 이해도 높은 아이들이 직접 책을 읽고 이 부분을 이해해나가도 자신의 지식의 폭을 넓히기에 정말 도움이 될 내용이 아닌가 싶었다.

아이들이 배우는 교과서나 참고서 등에는 외워야할 부분 중심으로 간략한 결과 중심으로만 설명이 되어 있는데 이 책은 논문을 바탕으로 하여 그 결과가 어떻게 나오게 되는 지를 그림과 함께 차근차근 설명을 해주고 있으니 배경지식이란 이런 것이구나 하면서 제대로 쌓아가면 좋겠다 싶은 내용의 책이었다.

과학에 호기심이 아주 많을 친구들에게는 정말 재미난 책이 될 테고, 오랜만의 물리학에 머리가 잠시 어질했던 일반인은 다시 한번 집중해서 읽어봐야겠다 싶은 생각이 드는 그런 책이기도 하였다.

아들은 고등수학 마저 배우고 이 책을 나보다 훨씬 재미있게 읽기를 바래본다.

출판사에서 제공받은 책을 읽고 작성한 후기입니다

톰슨의 수제자였던 러더퍼드는 일부 입자의 경로가 휘는 것을 발견하고 원자 중심에 원자핵이 있고, 그 주위를 전자가 돌고 있다는 것을 발견했고, 보어는 한 단계 더 나아가 전자가 특정한 궤도를 따라 돌며, 에너지를 흡수하거나 방출할 때 궤도를 바꾸는 것을 발견했어요. 이를 양자 도약이라고 부르고 있죠.

요즘엔 더욱 더 과학에 대한 좋은 도서가 많이 출판되는 것 같다

이 책을 보면서 그렇게 느꼈다.

특히나 이런 분야는 더욱 그러하다.

이미지로 직접 표현하기에도 어렵고 우리는 우리 자체 언어 한글을 사용하는 이상 영어로 되어있는 정보에 비해 현저히 그 정보량이 떨어진다.

게다가 일반인들은 논문이라는 것에 대하여 큰 장벽을 느끼는데 이 책에서는 논문을 기반으로 하여 내용을 굉장히 쉽게 풀어낸다는데에 가장 큰 메리트가 있고 정말 높은 점수를 주고 싶다.

저자 정완상님은 경상국립대학교 물리학과 교수로서 SCI급 논문을 300여편 게재한 꾸준히 활발하게 연구하시는 분이시면서도 그렇게 바쁜 와중에 직접 만나지 못하는 학생들을 위해서 과학과 수학의 즐거움을 알려주고자하는 신념으로 책을 출판해오고계신다고 한다. 시리즈로 굉장히 많은 책을 출판하셨으며 이 책 또한 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 세상에서 가장 쉬운 과학 수업의 시리즈 물 중 하나이다.

이 책은 너무 쉽게 쓰여진 것 처럼 보여서 중학생 즘 되는 학생들이 보면 좋겠다싶은 정도로 보이지만 성인들 그리고 대학생들까지 읽기에도 전혀 무리가 없다. 

하나의 주제에 대해 본 책의 경우에는 원자의 모형에 대해 시대별 가장 중요한 논문을 기반으로 시간순으로 원자의 모형에 대한 이해와 시각이 어떻게 변화해 왔는지를 이야기를 수식과 그림을 통해 쉽게 풀어쓴 노력이 보인다.

더 나아가 논문에서의 실험과 이론에 대한 의의를 쉽게 풀어서 정리해줌으로써 각각의 연구에 대해서 그리고 우리의 원자에 대한 이론 발전 스토리를 간결하면서도 재미있고 쉽게 전달한다.

대화의 형식을 취함으로써 우리가 쉽게 놓칠 수 있고 또는 너무 쉬워서 질문하기 부끄러울 수 있는 부분도 꼭 짚어서 넘어가주니 너무나도 친절한 책이다.

굉장히 어려운 이런 역사적인 논문을 하나하나 친절하게 풀어서 설명해주고 스토리까지 가미해서 들려주니 모든 내용을 단번에 이해하긴 어렵더라도 큰 틀에서 맥락은 확실하게 잡고 넘어갈 수 있었다.

다른 시리즈도 너무 읽어보고싶은 책이다.

특수상대성이론, 양자혁명, 불확정성의 원리 등 이렇게 어려운 내용들을 논문 해설을 통해 설명해준다니 너무나 기대되는 책이다. 

*YES24 리뷰어클럽 서평단 자격으로 작성한 리뷰입니다.

과학자의 꿈을 꾸게 만들어주는 재미있는 과학 수업.

솔직히 책의 제목처럼 "가장 쉬운"은 좀 인정하기 어렵다. 그럼에도 이 책이 재미있다고 추천하는 것은 수식이 나오기 전까지만, 그러한 실험을 하게된 이유와 검증과정에 대해 흗어지나가기처럼 읽으면 재미있게 읽으면서 과학을 접할 수가 있다.

무슨 말이냐? 중간중간에 공식들이 나온다. 그런데 이 부분은 그냥 스킵하면서 읽으면 쉽게 호로록 읽을 수 있다.
그럼 이런 내용은 언제 읽냐? 옆에 두면서 한번 읽고, 그 다음에 또 한번 더 읽고, 그 부분만 찾아 읽으면 좋을 것 같다.

그럼에도 이 책을, 그리고 이 시리즈를 아이들에게 다 사준 이유는 그만큼 과학에 대한 관심을 높여줄 수 있기 때문이다.

우리는 노벨상이 우리와 거리가 엄청 먼, 그리고 일상생활에 전혀 도움이 안되는 먼 세상, 딴 세상 이야기이자 그들만의 리그인 것처럼 생각하는데, 이 책을 읽으면 그런 느낌보다 결국 우리 인생에도 많은 영향을 줄 수 있다는 생각이 든다.

이 책엔 노벨상을 받은 총 5명의 과학자들이 낸 논문을 기반으로 설명하고 있다.
처음에 어떻게 원자라는 것이 알려지게 되었는지, 그리고 한번쯤은 다 들어봤을 양자역학이 나오기까지... 과학을 모르는 사람도 양자역학이란 말은 다 들어봤을테니 말이다.

그래서일까, 이 책은 다른 책들과 다르게 관련서적의 소개가 전체 분량의 20%는 되는 듯 싶다.

우리나라는 기초과학이 약하다고 하는데, 특히나 물리분야는 선택을 거의 하지 않는다고 한다. 그 이유가 대입에 좋은 성적을 받기 어렵다고 하는데, 이 책을 미리미리 본 아이라면 단순히 대입을 위한 공부가 아닌 진짜 물리 공부를 할 수 있지 않을까...는 희망에 이 책을 아이의 책장에 소심하게 꼽아둬 본다. 아이가 이 책을 꼭 읽고 물리를 선택하기를 바래본다.

** 본 후기는 도서만 출판사로부터 무상으로 제공받아 작성하였습니다. **

이과를 공부했던 저였기에 과학과 관련된 책이 출간되면 늘 관심을 갖게 되는 것 같아요. 이번에 읽게 된 책은 논문을 통해 배우는 원자모형이라는 것이 흥미로웠는데요. 논문을 읽어보며 공부했던 것도 꽤 오래전이라 그런지 기대도 되고, 또 노벨상 수상자의 논문이기 때문에 원리적인 부분에 대한 설명도 궁금하기도 했어요.

연금술 부터 원자모형이 되기까지 과학의 흐름을 알 수 있는 책을 읽어보았어요. 과학이 발전된 과정을 돌아보려면 역사적인 내용도 담겨 있고, 또 그 과정에서 과학자들의 의견충돌 등으로 점점 발전해 왔다고 생각하는데요. 그 과정들이 담겨져 있는 책이라 하니 흥미로웠어요.

목차를 살펴보면 총 5개의 챕터와 보너스챕터로 구성되어 있는데요. 과거 과학의 시초부터 돌턴의 원자설까지를, 그리고 뉴턴에 대한 내용에 연이어 과학자 톰슨, 러더퍼드, 보어의 원자모형이 담겨져 있어요. 이 세과학자의 원자모형을 논문과 함께 살펴보았는데요. 학교에서 배웠던 내용들이 어떻게 설명되어 있을지 기대되었던 것 같아요.

책은 전체적으로 인터뷰 형식으로 구성되어 있어요. 처음에는 익숙하지 않은 구성이라 낯설기도 했지만 궁금했던 질문과 그에 대한 답으로 나뉘어져 있어 이해하기 편했던 것 같아요.

처음엔 원자모형과 고대연금술이 무슨 관계일까를 생각했었는데요. 책을 읽다보니 원자에 대한 개념을 갖추기 위해 고대의 생각을 엿볼 수 있는 내용들이었어요. 4원소설부터 어떻게 개념들이 형성되어 왔는지 살펴보면 과학의 흐름도 함께 파악할 수 있어 좋았어요.

2번째 장인 뉴턴의 원운동 파트에서 만났던 벡터 이야기. 제가 배울 때에는 손 모양이 살짝 다르긴 했지만, 그래도 그 기본은 같은 벡터 설명은 반갑기까지 했던 것 같아요. 지금은 많이 잊어버려 책을 읽으며 "그랬었지!"하며 떠올리고 있는데요. 여전히 벡터 이야기는 머리가 지끈하지만 이 이론으로 오기까지의 이야기와 함께 벡터에 대한 설명은 흥미롭게 읽어보았어요. 과학에서 중요한 개념 중 하나인 벡터에 대하여 그 동안은 이론적인 내용만 암기했따면, 어떤 과정을 거쳐왔는지를 알게되어 유익했어요.

과학자 러버퍼드는 이 실험을 통해 원자핵이 있는 것을 발견했다고 하는데요. 이 실험 과정 설계에서부터 가설, 그리고 가설을 증명하는 과정이 흥미로웠던 것 같아요. 그 결과 러버퍼드는 행성형 모양의 원자모형을 만들었다고 해요. 실험 결과가 모형과 그 그림으로 설명되어 있어 이해하기 편리했는데 뒤쪽에 나오는 수식은 복잡하기 때문에 아직 아이와 함께 이해하는 수준은 아니었어요. 저는 일전에 공부해본 적이 있어서 그런가 아주 낯설진 않았지만, 이 모형으로 수치화 하여 계산해 낸 점에 대해 경외심이 들었던 것 같아요.

마지막 파트인 만남에 덧붙여 챕터에서는 톰슨과 러더퍼드, 보어의 논문이 실려있어요. 빼곡하게 담겨져 있는 논문, 그리고 그 과정에서 설명된 많은 수식들이 얼마나 고민해서 도출된 결과인지를 확인할 수 있는 시간이었어요. 또한 노벨 물리학상 수상자들도 소개되어 있는데요. 어떤 내용을 통해 노벨상을 받게 되었는지 소개되어 있어 최근 물리학자에 관심을 갖고 있는 조이에게 큰 자극이 된 것 같아요.

사실 책을 접하기 전에는 아이와 함께 읽으면 좋을 것 같다는 생각을 많이 했었는데요. 막상 책을 마주하고 보니 아직 조이가 읽기에는 많이 어려운 내용이라는 것을 알았어요. 저 또한 다시 공부했던 기억을 더듬어가며 읽으면서도 재미있고 또 어렵게 느껴졌던 것은 사실이니까요. 그렇지만 노벨상을 받은 석학들의 고민과 결과물과 함께 하는 내용이었기에 유익하고 의미있는 책이었습니다. 당장은 아이가 읽을 수 있는 것은 아니었지만 좀 더 과학에 깊이있는 공부가 필요하다고 느낄 때 꺼내읽으면 좋을 것 같다 생각했어요. 많은 양의 공부를 하다보면 이론의 결과만을 가지고 답을 도출하는 경우가 많은데 이렇게 과정을 공부하다보면 이해하는데 더 많은 도움이 되리라 생각해요.

* 출판사로부터 도서만을 제공받아 작성된 글입니다 *

“세상에서 가장 쉬운 과학 수업 ? 원자모형 (정완상 著, 성림원북스)”을 읽었습니다.

이제는 상식처럼 되어버린 원자론은 사실 굉장히 중요한 발견입니다. 리차드 파인만(Richard Phillips Feynman, 1918~1988)에게 누군가 모든 지식이 사라진 인류에게 단 한 마디를 남긴다면 어떤 문장을 남기겠는가라는 질문에 대해 ‘모든 물질은 원자로 이루어져 있다’라고 답변한 일화는 굉장히 잘 알려져 있습니다. 즉, 원자에 대한 이해는 물리학의 기초이자 핵심이라는 의미입니다. 원자에 대한 이해가 뒷받침된다면, 그리고 모든 물질이 원자로 이루어졌다는 사실에 의거하여 현대 물리학의 기반 이론들은 빠르게 복원할 수 있다는 의미이기도 합니다.

원자론은 고대 그리스 시설부터 주장되어져 왔습니다. 물론 현대의 원자론과는 사뭇 다릅니다만 기본 개념의 차원에서 접근을 시작했다고 봐야 할 것 같습니다. 탈레스는 세상 모든 사물이 공통 원소로 이루어져 있다고 믿었고, 그것을 기본 원소라 불렀습니다. 이후 아낙시만드로스는 기본원소를 무한한 물질인 ‘아페이론’이라 믿었구요. 

이후 엠페도클레스네라는 철학자는 4원소설을 주장합니다. 흥미로운 것은 이 네 원소들이 힘에 의해 분리되고, 합쳐진다 믿었는데 이는 현대의 입자 이론과도 일부 상통하는 부분이 있다는 것입니다. 이후 플라톤과 아리스토텔레스에 의해 4원소설은 더욱 정교하게 가다듬어집니다. 

데모크리토스에 의해 원소가 아닌 원자의 개념이 설명되는데, 바로 더 이상 자를 수 없는 상태의 가장 작은 입자로서의 원자를 설명해낸 것이지요. 하지만 데모크리토스의 원자론은 아리스토텔레스의 이론에 밀려 오랜 기간동안 빛을 보지 못하고 있었습니다. 특히 4원소설은 중세 연금술에 의해 더욱 ‘이론적’으로 정교해지고 종교적인 결합까지 이루어 세상의 만물을 설명하는 이론으로 각광받게 됩니다. 

이후 19세기 돌턴 (John Dalton, 1766~1844)이 원자에 대한 완벽한 정의를 내리게 됩니다. 그리고 실험결과에 부합하는 원자 모형은 1913년 보어 (Niels Bohr, 1885~1962)에 의해 정립되게 됩니다. 

이 이론의 핵심은 전자가 가지는 에너지가 불연속적이라는 데 있습니다. 바로 에너지 궤도에 대한 아이디어인데요, 전자가 높은 에너지 궤도에 있다가 낮은 에너지 궤도로 내려오면 광자를 방출하게 되는데 바로 양자 도약 (Quantum Jump)라는 아이디어를 통해 해결해냅니다.

이 이론은 과거 원자모형으로는 풀리지 않았던 수소 선스펙트럼을 설명할 수 있었습니다. 보어의 이론은 원자 내부 구조를 밝히는데 큰 공헌을 하고 결국에는 양자역학으로 발전할 수 있는 단초를 제공하게 됩니다. 보어의 원자 모형은 양자 역학 시대를 열었다 평가를 받는 이유라 할 수 있겠습니다. 

 저자인 정완상 교수는 현재 경상대학교 물리학과에 재직 중인 물리학자로 대중과 소통하는 여러 과학 저작에도 열심인 분입니다. ‘세상에서 가장 쉬운 과학 수업’ 시리즈는 다른 대중 과학 서적에서 다루지 않는 과학 이론과 관련한 논문 그 자체에 집중하여 독자들에게 해당 과학 이론을 설명하는 방식을 채택하고 있습니다. 하지만 설명자체를 인터뷰나 강의 형식 등을 빌어 독자들의 접근을 보다 쉽게 하고 있습니다. 이번에 읽은 “세상에서 가장 쉬운 과학 수업 ? 원자모형”은 그 시리즈 중 한 권으로 고대 연금술부터 보어의 원자모형까지를 다루고 있습니다. (이후의 원자론은 양자역학의 영역이기에 아마도 이 책은 보어의 원자모형까지만을 다루고 있는 것으로 생각됩니다.)

#세상에서가장쉬운과학수업 #원자모형 #정완상 #성림원북스 #책과콩나무

※ 본 서평은 출판사로부터 도서를 제공받아, 직접 읽고 주관에 따라 서평을 작성하였습니다.

이런 류의 타이틀을 달고 있는 책을 마주칠 때마다 기대가 부풀어오른다. '수포자도 이해할 수 있을 만큼 쉽고 재밌게 설명해 주겠지?' 물론 이번에도 기대는 산산조각 났다.

이 책의 주된 목적은 어느 정도 수학적, 과학적 지식을 갖춘 사람에게 원자 모형 관련 이론과 수식을 '있는 그대로' 설명하는 것이다. 이해하기 쉽고 흥미로운 비유? 그런 건 없다. 필수 배경 지식엔 삼각함수가 포함되어 있기 때문에 코사인이며 탄젠트며 기억 저편으로 날려버린 지 오래인 나는 중간쯤부터 수업을 따라가기 매우 힘들어졌다. 세세하게는 아니어도 차근차근 내용을 설명하고 있기 때문에, 내가 수학과 좀 더 친했다면 이해하기 쉬웠을지도 모르겠다. 다만 '세상에서 가장 쉬운'이라는 타이틀은 이 책의 본질과 좀 동 떨어져 있다고 느껴진다.

책의 후반부 1/3을 차지하는 영어 논문 원본은 실질적으로 혼자서 해석하기 어렵다고 보기에 큰 의미가 있나 싶기도 하다. 앞부분에 초기 원소 이론을 설명해준 부분은 흥미롭고 재밌었다. 오타가 일부 발견됐으나 크게 거슬릴 정도는 아니었다.

*YES24 리뷰어클럽 서평단 자격으로 작성한 리뷰입니다

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 원자모형은,

닐스 보어의 원자모형 논문이 등장하기까지 물리학계에 등장했었던 원자모형의 역사와 관련된 내용을

정교수와 물리군의 대화와 함께 소개하고 있다.

플라톤, 아리스토텔레스처럼 익숙하게 들어보았던 고대 그리스의 철학자들과

자연철학을 연구하던 다른 연구자들이 등장하며 고대의 원소설에서 시작해서

뉴튼, 톰슨, 러더퍼드에 이르게 되고 연구자들의 원자모형 내용과 함께 읽어나가게 되면

보어의 원자모형에 대한 내용까지 이르게 된다.

원소가 어떤 구성일지를 생각하는 아이디어에서 기하학과 원운동으로 발상을 이어나가게 되고 러더퍼드의 원자모형을 연구하던 보어는

그의 이론을 계속해서 연구하고 보완하여 1913년 자신의 원자모형의 논문발표와 함께 양자역학이라는 물리학의 새로운 역사가 시작되게 된다.

책의 내용은 정교수와 물리군의 대화를 비롯해,

원자모형에 대한 내용이 등장하고 있어 읽어나가기는 쉽지만

원자의 운동에 대한 내용을 다루고 있기 때문에 수학이라는 언어를 사용해야 할 수 밖에 없는 숙명과 함께 한다.

비록 등장하는 수식을 모두 이해하는 것이 어렵더라도

자연과학과 원자모형에 관심이 있거나 보어와 양자역학에 들어본적이 있는 독자라면

보어의 양자역학에 이르는 배경을 알아나가는 데에도 무척 흥미를 더해줄 것이다.

마치 아무런 변화도 없는 것처럼 보이는 상태가 계속되지만

연구자들의 끊임없는 연구와 관찰, 노력으로 새로운 패러다임으로 넘어가는 역사는 계속해서 이어지는 점은 어느시대에서건 변함없이 반복된다.

새로운 시대와 인공지능의 등장에도 기존의 연구를 끊임없이 반복하고 연구하는 노력은 인류와 자연과학을 어떤 모습으로 안내해줄지, 독자는 무엇을 준비할 수 있을지 조심스럽게 생각해보게 만든다.