읽은 후까지 몰랐는데, 얼마 전에 리뷰했던 ＜수학의 파노라마＞를 쓴 클리포드 픽오버가 쓴 책이다. 읽은지 얼마 안된 책과 포맷이 완전히 똑같아서 같은 출판사의 시리즈물을 한국의 각기 다른 출판사에서 번역했나보다 라고 생각했는데, 알고보니 저자도 같았다. 이번에는 물리학이다. 클리포드 픽오버의 책은 국내 번역된 책으로 ＜뫼비우스의 띠＞  ＜우주의 고독＞  ＜신의 배틀＞ ＜오즈의 수학세계＞＜수학 X  파일＞ 등이 있고, 아마존에 찾아보니 수학과 물리 뿐만 아니라, 의학, 뇌과학, 컴퓨터, 인문, 종교, 인간행동과 지능,  시간 여행, 외계생명, SF 등 광범위한 분야에 걸쳐 40여권의 책을 썼다고 한다. 예일대에서 분자생체물리학 및 생화학으로 박사학위를 받고 디스커버와 오디세이 등에 기고하고 컴퓨터 전문 잡지의 편집위원으로, 베스트셀러 작가인 그는 50여개의 특허까지 보유한 다재다능함을 출판물에도 유감없이 보여주는 듯하다. 

책의 두께는 600쪽 가량이고, 모두 완전 컬러에 백과사전적인 물리학 지식이 시대별로 나열된 것이 ＜수학의 파노라마＞와 거의 비슷한데, 다른 점이 있다면 책에서 물리학이 다루고 있는 시간 범위이다. 수학의 파노라마가 고대부터 시작한 것에 비해 이 책은 빅뱅이 탄생한 137억년전부터 시작해서, 물리학적인 시각으로 볼 때 마일스톤에 해당하는 총 250여가지의 물리학 개념들을 연대별로 소개하다가, 100조년 후의 우주소멸과  그 이후의 양자부활까지를 다루고 있다. 물리학의 개념에서 상상할 수 있는 억겁의 시간을 다루고 있는 셈이다. 각 마일스톤은 더도 덜도 없이 딱 한 페이지의 설명과 그에 대한 일러스트 이미지로 이루어져 있다. 사진, 컴퓨터 그래픽, 상상화, 특허 자료 등 큰 종이를 가득메운 다양한 이미지가 책의 가장 큰 매력이라고 하겠다. 

빅뱅의 시작과  우주 소멸로 끝나는 이 책이 시사하는 바는 '물리'라는 학문의 광대한 응용범위이다.  학창시절 물리 과목에 대해 흥미를 가졌다고 하면 혹시 천재아닐까 싶은 마음에 존경스러울만큼 물리라는 학문은 복잡한 공식과 난해함이 먼저 떠오르지고, 또한 실제로 그것을 연구하는 학자들에게도 아직 아는 것보다는 모르는 것이 훨씬 더 많은 불확실한 것들임이 드러났지만, 그럼에도 불구하고 물리라는 학문은 세상의 진리를 파헤치는 학문임에 틀림없다. 뉴튼을 비롯한 몇몇 위대한 과학자가 스스로 연구한 정교한 우주의 법칙에 압도되어 종교로 귀의한 것을 보아도 결국 물리학이라는 것은 우주의 비밀을 증명가능한 과학으로 캐고자 하는 학문이라는 결론을 내리게 된다. 

선사시대의 투창기, 부메랑, 해시계, 트러스, 아치 등은 그 시대를 변혁시킨 주요 발견들이었을 것이다.  이후 기원전 2C 전후반으로는 고대 그리스 철학자들이 등장하면서 사이폰, 부력, 양수기, 지구 측량법, 도르레, 발화거울 등이 나타나지만, 무려 1천년 이상에 이르는 인류 역사상 방대한 기간인 1150년까지는 마치 페이지가 뭉텅 빠진 것처럼 뛰어넘는다. 저자 픽오버의 선택이지만, 그리고 서양 물리학에 초점을 맞춘 책이기에 기독교가 지배했던 비과학적 문명의 특수성을 이해할 필요성이 있지만, 이렇게 긴 기간동안 그가 픽업할만한 물리적 발견이 전혀 이루어지지 않았다는 것을 주지할 필요가 있다. 이후에도 1543년 코페르니쿠스의 태양 중심의 우주관이 나오기 전까지는 투석기, 무지개의 원리, 모래시계의 시간 계산 등과 같은 것들이었다. 이후는 우리가 아는 것들, 우리가 학교에서 배운 것들의 이론적 토대가 마련되고, 새로운 이론이 거듭 등장하면서 책장은 촘촘하게 연대를 채운다.  

매력적인 그림들과, 시대와 시대를 가른 주요한 발견들을 페이지별로 할애한 이 책은 분명 그러한 포맷이 가진 장단점을 뚜렷하게 보여주기도 한다. 여기서 선택한 250개의 개념들은 물리학적으로 볼 때 우주 역사의 빅 히스토리에 있어 한 페이지를 차지할만한 주요 마일스톤들이다. 그럼에도 불구하고 물리학적인 개념들을 수식 없이, 개념적 해석 없이 깊이 있는 이해가 불가능하다는 사실에는 변함이 없다. 쉽게 이해가능한 깊이 있는 물리학적 주재란 환상이라는 것을 인정해야 한다는 것이다.  따라서 이 책에서와 같이 포괄적인 개요를 읽고, 그 주제 자체를 이해할 수도 있다는 마음은 비우고 읽는 것이 좋다. 한 페이지 페이지에서 다루는 예를 들어, 상대성 이론, 양자 역학과 우주론, 카오스 이론, 쿼크, 힉스 입자 등은 한 권의 책으로 읽어도 이해할 수 있을지 의문인 개요들이다. 한 페이지의 설명으로는 그냥 그런 것이 있다, 그런 용어가 있다는 것 정도를 포괄적인 차원에서 보았다는 것에서 만족해야 한다는 아쉬움이 있다. 다시 말해, 즉, 피상적이고, 한페이지로 한정되어 있기에 보다 차원높은 주제들은 각 마일스톤의 개념을 파악하기에 그 디테일이 충분하지 않다는 단점이 있다.

이 책의 가장 큰 장점은, 물리학이 다루는 세계를 한눈에 보여준다는 것이다. 물리학이 비행기를 날게 하거나 배를 띄우거나 빨래를 돌리거나 핵폭탄을 터뜨려 지구를 망가뜨리거나 하는 우리의 생활과 밀접한 것들을 해결하는거나 문제를 일으키는 근본적인 공식 같은 걸 이해하는 학문이란 건 누구나 다 알고 있지만, 궁극적인 것은 우리의 앎 너머의 것들, 우리의 상상 그 이상의 것들을 탐구하는 학문이라는 것을 알 수 있고, 종교의 영역을 조금씩 침범해가면서 우리를 스스로 자각하게 했던 것임을 생각할 때, 이렇게 긴 우주의 역사, 빅 히스토리 속에서의 물리의 위치를 포괄적으로 살펴보는 것도 의의있는 일이라 생각된다. 

학교 다닐 때 물리 때문에 엄청 고생하셨다구요? 흠. 그럴 만도 하죠. 물리는 수학이란 언어가 아니고서는, 그 기술(記述)이 불가능한 영역이니까 말이죠. 수학도 하기 싫어 죽겠는데, 수학 기호만 잔뜩 써 놓은 채 무슨 법칙 어쩌구를, 내가 관심도 없는 현상을 설명하는데 필요하답시고, 그냥 외우라는 건지, 아니면 이해를 하라고 나름 열심히 풀어 주는 건지, 가뜩이나 싫은 수학에다 다른 공식까지 들이대고 있으니(수학만 해도 외울 공식이 얼마나 많나요), 이건 성질과 손버릇이 모두 나쁜 일진이 얼굴까지 못 생기고 입에서 냄새까지 풍기는 꼴 아닐까요? 물리 공부하다가 수학책 펼치면 그래서 차라리 무거운 짐 들었다 내려놓고 바로 가벼운 짐 진 것처럼 당장은 마음이 편하기까지 했다는 이들도 있습니다. 하지만 그런 약발은 5분이 채 안 가죠.

1)은 결국 그 문제만을 "상식 Q&A, 교리문답"식으로 알게 될 뿐, 다른 이슈에 대해 적용, 응용이 안 됩니다. 학문은 어떤 경우에도 "팁"이 되어서는 안 되는데, 특히 물리는 자연 현상, 물체의 운동, 정지에 대한 "해명"의 동기에서 태동한 학문이므로, 종교 도그마처럼 고정된 형식을 띤다는 게 극심한 자체 모순을 드러내는 거죠. 마치 피겨스케이팅, 백발백중 사격술을 책만 읽고 마스터한다는 거나 마찬가지입니다.

2)는 그런 시도를 하는 저술가가 아인슈타인과 폴 디랙, 세익스피어를 합친 초능력자라야, 물리의 전 영역에 대해 그런 태도로 일관 서술할 수 있습니다. 하다못해 파인만 같은 천재도 결국 중도 포기한 것입니다(할 수 있었다 해도, 들인 노력에 비해 결국 성과가 무의미하다 판단). 일반 독자도, 십만 원도 안 내고 구입한 책에 대고 그런 요구를 할 수는 없습니다. 자신이 받는 이백만원도 안 되는 월급만으로 사우디 항만 공사 수주를 모레 안으로 따 오라는 명령을 내리는 사장에게 무슨 생각이 들까요.

3)은 결국, 과학을 알고 싶은 독자에게 "인문 설교"를 하고 마는 부작용을 적지 않게 드러냅니다. 과학의 매력은 결국 그 어느 영역보다 "정치 중립, 가치 중립성"을 띤다는 데에 있습니다. 미트 롬니가 믿는 조셉 스미스의 무덤 위를 운행하는 천체나, 탈레반 광신도들이 장악한 아프간 산악 위에 느닷 떨어지는 운석이나, 뉴턴이 발견한 법칙에 종속되기는 마찬가지입니다. 어떤 편협한 독자는, 취향대로 골라잡은 인문 설교 책을 읽고 "나는 과학을 마스터했다"는 지극히 의도적이고 속 보이는 착각에 빠지기도 합니다.

이 책이 지닌 가장 빼어난 메리트는, 1), 2), 3)이 지녀 왔던 장점, 1), 2), 3)이 빠지기 쉬웠던 단점에 대해 숙려를 거듭하여, 독자에게 거짓말 하지 않고 물리학의 본령적 매력을 전달하며, 동시에 이후 심화 단계까지 흥미를 잃지 않고 독자 자신의 힘만으로 전진할 수 있는 든든한 지적 발판을 마련해 준다는 점입니다. 지나치게 쉬운 설명만 해 주는 책을 너무 믿으면 안 됩니다. 그 책을 읽는 동안에만 느낄 수 있는 불건강한 쾌감이, 막상 다른 영역에 지식을 적용해 보려 들 때 드는 "여전히 안 되는걸?"의 막막함, 좌절을 보상할 수 있겠습니까? 이 책의 서술은, 초심자들에게 아주 쉽지만은 않을 겁니다. 하지만 "다음 심화 단계"로 결국 발을 디디려는 진지한 독자에게, 이 책의 설명은, 영양과 풍미를 고루 갖춘 일류 레스토랑의 프라임 메뉴처럼 황홀감을 안깁니다.

"연대순으로 책을 엮은 이유"에 대해, 저자는 구태여 무슨 해명이 필요할까 싶은데도 서문에서 길게 독자를 향한 겸손한 설명을 적고 있습니다. 이 책의 의도는 "물리학이 무엇인지, 현대 물리학이 자연에 대해 설명하는 단계가 어디까지 이르렀는지"를 대중에게 밝히는 데에 있습니다. 첨단의 단면을 선명히 노출하려는 노력에서, 다시 그 일부나마 시계열로 재편성하려는 시도는 괜한 혼란을 주거나, 앞에서 말한 3)의 병폐를 재현할 수 있습니다. 되풀이하지만 이 책은 "지금 인류의 이해가 어느 수준인지"를 한 눈에 정리하게 돕는 책일 뿐입니다. 그럼에도 불구하고, 책은 "진리의 이해"가 어느날 갑자기 하늘에서 뚝 떨어진 게 아니고, 지성의 거인과 불세출의 천재들도 얼마나 어이없는 시행착오, 억단을 여태 되풀이했는지, 그런 값으로 매길 수 없을 만큼 비싼 대가를 치르고 여기까지씩이나 도달했는지, 건조한 부호의 더미를 넘어 역시 인간의 피와 땀이 밴 이정표가 바로 물리학임도 가르쳐 주고 있습니다. "왜 아무것도 모르지 않고, 무엇인가 극히 일부나마 우리는 알고 있는가? 이것이야말로 기적이다." 아인슈타인의 유명한 말은 이렇게 바꿔 표현할 수 있습니다.

어린이들이 신기해하는 게 부메랑인데, 어른들은 다른 이유에서 이를 신기해합니다. "어떻게 해서 저 무지몽매한 야만인들이 이런 도구를 가질 수 있었을까?" 여기에 대한 답은 값싼 사이비 문화인류학이 도출하여 판매하는 "모두는 평등" 같은 위선적 팻 앤서(pat answer)가 아닙니다. 저자가 구태여 이것에 대해 한 꼭지를 할당해서 책에 끼워 넣은 이유는, 1) 물리학은, 무엇보다 눈에 보이는 현상적 경이에 대한 만족할 만한 기술적 설명을 내놓기 위한 학문임을 보여 주기 위함이고(근거 없는 자아류의 도취적 형이상학 설교가 아님), 2) 어떤 발견도 무슨 지적 설계 같은 게 미리 예상, 설계를 마친 데서 나온 소산이 아니라는 것, 다만, 우연이 빚어 준 귀한 만남을 영리한 정신이 놓치지 않고 그 해명을 시도한 결과가 모이고 모인 것, 그 체계가 물리학임을 증명하기 위함입니다. 사실, 우리가 일만 있으면 이용하는 항공 교통 수단인 비행기도, 그 "하늘을 나는 원리"를 학문적으로 명쾌히 설명하라고 하면 의외로 어렵다고 합니다. 이론이 먼저 생기고 그 결과물로 기계가 생긴 것보다, 일단 필요에 의해 이것저것 시도하며 뭘 만들고 난 후, 알맞은 해명이 그에 뒤따르는 게 더 보편적이란 거죠.

푸리에 분석은 수학의 테마인데 이 물리학 책에 왜 나왔는가. 그래서 2)가 잘못이라는 겁니다. 수학이 없으면 물리는 (전혀 불가능할 건 없겠으나) 걸어서 세계 일주를 하는 거나 마찬가지로 막대한 노동과 가망 없는 성과를 요구하는 무의미에 그칩니다.  "분석"은 사실 어느 정도는 오역이며, 수학에선 현상의 수식적 설명을 두고 "해석'이라는 표현을 씁니다(이 역시 딱 들어서 분명한 의미가 팍 와 닿지는 않는다는 점에서  오역입니다만 여튼 한국에선 그렇게 쓰죠). anaysis는 오직 물리와 수학에서, 이치와 현상을 정연한 기호쳬계로 일괄 치환해 보겠다는, 데카르트 이래 가장 대담한 도전이었습니다. 이 중 눈부시고도 유용한 결과를 낸 이가 푸리에이며, 그는 수학적 소양도 매우 빼어났던 황제 나폴레옹에 의해 발탁되어 제자리에 쓰일 수 있었던 인재입니다.

미터의 탄생은 하찮은 것 같아도, 측정의 이슈가 어떤 물리학책(학부 교과서 수준 이상의)이건 맨 앞에 설명되는 걸 고려하면, 물리학 인식의 토대이자 시발이라고 해도 틀리지 않습니다. 프랑스를 위시한 세계의 지성들이 미터법을 국제 합의로 제정했을 때만 해도, 이 공통적 프로토콜로 언젠가는 세계의 모든 비의가 해명이 될 것이라는 희망에 가득차 있었는데(그로부터 많은 시간이 지난 후만 해도 다르지 않았습니다. 예를 들어 이 책 서문에 나오는 윌리엄 톰슨의 호언장담을 떠올려 보십시오, 할 일이 없으면 종말을 맞는 겁니다. 그런데 할 일이 없어지긴커녕.....), 20세기 초 느닷 등장한 양자역학 혁명 때문에 도로 제자리에 돌아온 걸 생각하면 지독히 짖궂은 아이러니입니다. 측정으로 시작한 물리학책이, "측정은 불가능하다"라는 저주로 끝나니 이런 배드 엔딩이 또 있겠습니까.

해왕성이 처음 발견되었을 때, "아마 뉴턴 법칙이 태양계 끝자락에서는 적용이 안 되든가, 혹은 그 자리에 무엇(그게 바로 해왕성)이 놓여 있음에 틀림없다"라고 한 말에서, 우리는 뉴턴 법칙이 과학자들에게 얼마나 중차대하고 양가적 위상을 지니는지 알 수 있습니다(저 말 자체는 수사법의 장난 혹은 농담입니다). 무너질 수가 없는 철칙, 그러나 언젠가는 무너졌으면 하는 오만의 장벽, 이것이 지난 절반 밀레니엄 동안, 인간의 입과 손 끝에서 나온 유일하다 할 절대 진리가 가져 온 체계의 위상이었습니다. 푸코의 진자, 갈릴레오의 진자는 들어봤어도 뉴턴의 진자는 처음 듣는다고요? 아인슈타인의 이론을 일반에게 알기 쉽게 설명할 때도, 가장 편하게 동원되는 예는 "뉴턴의 회전하는 물통"입니다. 뉴턴의 위대한 점은, 오늘날까지도 그를 의심하고 그의 허점을 공격하는 예리한 지성들의 날카로운 공성(攻城)의 순간에도, 동원되는 무기는 바로 그 자신이 창안한 사고의 틀이자 프레임이라는 점입니다.

그래서 물리학은 양자역학까지 오고 말았습니다. 이 이론의 근본 전제는, 지금까지 뉴턴적 지성이 확고부동 유지했던 모든 이론 체계의 정합성을 부정하려 들고, 최소한 그 파생물로서 "진리 탐구는 이러이러해야 하며, 그 최종 목적의 전망은 이러할 것이다"는 공통된 기대, 태도를 허물어뜨려 놓았습니다. "완벽한 동물원에선 특정 종(種)들과 다른 동물군과의 접촉이 일어나지 않으며, 동물원 관리인의 존재조차 모른다." 일관된 질서나 원리의 존재는 우리 인간의 주관을 투사, 반영한 허상일까요, 그렇지 않으면 역으로 "무엇인가 저 먼 배후에 그래도 있기에 우리가 이렇게, 이만큼이라도 알고 있는 것"일까요. 알고 있음이 무엇인가의 존재 증명인지, 아니면 랜덤 파핑의 쳇바퀴, 야바위에 인류가 집단 자가 최면을 건 것인지, 판단은 이 매혹적인 책을 읽고서 우리 개개 독자가 내린다 해도, 설령 무지의 부끄러움을 느낄망정 신성모독의 죄를 짓는 건 아닐 텝니다. 가장 무지한 독자라도 자신의 능력 범위 안에서 거짓과 독단을 삼가게 하는 정연성, 진지함이야말로, 친절하고 똑똑한 이 책의 최대 장점입니다.

물리학과 수학이 모든 과학의 시작이자 기본이란 생각은 모든 사람들 특히 이공계를 전공한 사람들은 공감할 수밖에 없다. 특히, 물리학은 화학, 기계공학, 천문학, 의학의 발전에 초석이 되었으며 우주의 자연현상을 해석하고 과학의 눈부신 진보에 가장 큰 밑거름이 되었다.

하지만 대부분의 사람들이 물리학이 어렵다는 편견에 빠져 있는 데 ＜한권의 물리학＞은 그 편견을 깨는 데 크게 일조할만한 내용을 담고 있다. 기원전 137억년 우주 탄생의 이론인 “빅뱅”부터 1000조년 이상 후 양자부활까지 왼쪽의 한 페이지에 한 가지의 개념, 이론, 사상 등을 짧게 설명하고 한 페이지에 그 내용의 이해를 돕기 위해 컬러 사진이나 도면 등을 수록해 가독성이 우수했다. 내용 자체를 쉽고 간단하게 정리했으며 “함께 읽어보기”란을 통해 관련 이론이나 개념을 이 한권의 책속에서 거미줄처럼 연결한 부분은 교양을 확장 시킬 수 있도록 배려한 부분이었다.

너무 방대한 개념을 담기 때문에 중요하거나 관심이 있는 개념에 대한 내용이 깊이가 없는 게 아쉬운 부분이지만 물리학에 관심을 갖게 만드는 교양서로서는 훌륭하다고 평하고 싶다. 책장을 넘기다 어떤 개념이 어렵다고 생각하면 편하게 한 장 넘겨도 부담 없이 볼 수 있는 장점도 지니고 있다.

이 서적은 기초물리학의 발견이 청진기, CT, MRI등의 첨단 의료기기기의 개발과 의학의 발전에 관계한 내용. 케플러의 행성운동의 제 3법칙은 물리학을 기반으로 지동설을 통합해 더 정확한 모델로 발전시켜 최초로 물리학과 천문학을 융합시킨 내용. 손가락 관절의 “우두둑” 소리가 윌리엄 헨리의 법칙이란 내용. 1829년 그레이엄 법칙으로 분자량에 따른 확산속도의 차이를 이용해 방사능 기체를 분리해 U-235만 분리하여 핵무기의 원료를 분리할 수 있었던 내용 등 물리학이 다른 이학, 공학과 융합하여 과학의 발전에 눈부신 성과를 낸 부분은 매우 유익한 내용이었다. 500여 페이지에 달하는 내용을 단숨에 읽을 정도로 흥미롭고 쉽게 정리되어 있어 어느 순간 책의 마지막 페이지와 만날 정도로 가독성이 우수해 하이젠 베르크의 ＜부분과 전체＞에 버금갈 정도였다.

＜한권의 물리학＞은 전혀 딱딱한 내용을 담고 있지 않아서 청소년부터 물리학에 약간이라도 관심을 갖는 사람에게 친근하게 다가갈 수 있는 교양서로 평하고 싶다. 다른 국가와 달리 우리 공과대학에서는 복수 전공을 하는 학생들이 극히 드물다. 하지만, 물리학을 기초를 다진다면 다른 공학과의 융합을 용이하게 할 수 있을 것이란 생각은 모든 이공계를 전공한 사람들은 공감할 것이다. 많은 청소년들이 이 책을 읽고 물리학에 더욱 친근해져 우리나라의 과학발전에 초삭이 되길 희망한다.

한 권의 물리학

여기 500여 페이지의 물리학 사전이 있다. 가격은 정가 3만 5천원이다.

사전 치고는 저렴한 편이다. 그런데, 이 책을 활용하는 횟수는 빈번할까?

뭐, 요즘 같은 시절에는 모르는 것은 무조건 컴퓨터를 통해 인터넷 검색이면 충분할지 모른다.

하지만, 물리학을 시간 순서로 정리한 것은 인터넷으로 찾을 수 없을 것이다.

오직 이 책만이 그런 식으로 정보를 제공한다. 이 책의 저자는 물리학을 전공하지 않았다.

생물 물리학과 생화학 박사라고 한다. 어쩌면 그렇기에 이런 책을 만든 것일지 모르겠다.

물리학 전공자는 이런 식으로 오백여개의 물리학 소재를 각각 한 페이지로 정리하지 않을 것이다.

이 책은 그만큼 부담없이 물리학을 간단하게 이해하고 알아서 세상 사는데 약간의 도움이라도

될 것을 바라는 마음으로 제작되지 않았을까 추측해 본다.

이 책은 기원전 137억년 빅뱅을 시작으로 지구가 탄생한 것을 이야기한다.

마지막은 100조년 이상 후에 양자부활을 통해 소멸한 지구가 다시 탄생할 수 있다는 가설로

끝을 맺는다. 기원전에는 50여 페이지가 할당되고, 이후에 서기 1000년까지 고작 3 페이지가

할당된다. 이후로 1800년까지는 10년 정도의 간격으로 물리학의 사건들이 발생한다. 1800년

이후로는 거의 매년 뭔가가 나타나 이후의 물리학 발전에 기여하는 모습을 보인다.

우리가 잘 알고 있는 뉴턴, 베르누이, 쿨롱, 아보가드로, 앙페르, 옴, 패러데이, 가우스, 줄, 푸코,

맥스웰, 테슬라, 퀴리, 보어, 아인슈타인, 허블 등의 과학자들과 그들의 이론 등이 등장한다.

이름은 알지만, 이론의 줄거리를 모르는 경우가 많을 텐데, 간단한 설명과 사진을 통해 일단은

기억할 거리들을 제공한다.

나 또한, 물리학에 대해서 아는 바가 거의 없다. 다만, 물리학이 세상 이치를 설명할 수 있다는

것을 믿고 있다. 궁금할 때 찾을 수 있는 이런 사전이 있음이 반갑고 좋을 뿐이다. 내 경우에는

이 책을 초등학생 아들과 읽었다. 물론 전체를 처음부터 읽지는 않았다. 앞에서 그림을 천천히

보면서, 호기심이 생기는 부분은 자세히 보았다. 탱탱볼 같은 소재도 등장해서 재미나게 읽었다.

또한, 라바 램프란 부분에서는 애니메이션 라바가 연상되어 열심히 읽은 부분이 추가 되었다.

아들이 뜬금없이 고수준의 질문을 던질 때 답해줄 만한 책이 있어서 특히 좋았다. 같이 보면서

아이가 얼마나 호기심이 많고 알고 싶어하는지 알게 되었다. 틈틈히 구석구석 읽으면서

몰랐던 것을 알아가는 재미가 있을 것 같다.

 평소 물리학에 대해 관심은 있지만 난해한 법칙,기호,이론 등이 친근감을 불러 일으키지 못한다.수학 공식,물리 법칙과 같이 고차원적인 기호와 법칙,이론이 일반인들에게도 좀 더 가까이 다가가면서 물리 현상과 삶,지구,우주,자연계와 어떠한 관계에 놓여 있는가를 알게 된다면 삶 속에서 체득하는 물리 현상을 보다 더 가까이 대할 수 있을 것이다.난해하게 이론적인 학설 위주로 연상되었던 물리학에 대한 이론의 간단명료한 해설과 관련 도화까지 첨부하여 물리학 분야의 전문가가 아닌 이 분야에 관심을 갖고 있는 이들에게도 물리학의 체계적인 이론과 학설을 접할 수 있는 《한 권의 물리학》도서가 출간되었다.

 물리학을 따로 배우지 않고 잠깐 물상 시간에 배웠던 뉴턴의 운동 법칙과 아인슈타인의 일반(특수)상대성 이론 등에 대해서만 어렴풋하게 알고 있다.그런데 이 도서를 접하고 나니 물리학이라는 학문이 일상의 삶과 깊게 연관되어 있다는 것을 알게 되었다.나아가 지구,우주의 천체 현상 및 특수한 이론 등도 다양하게 소개되어 있는 것이 특색이다.250여 가지의 물리학 이론은 왜 물리학을 연구하는가,연대순으로 물리 이론을 묶은 점까지 참신하고 독특한 구성으로 배열했다.이 도서 한 권쯤이면 물리 이론에 대한 전반적인 지식은 물론이거니와 물리학 사전으로 충분하지 않을까 한다.그만큼 정성을 들여 이론과 도록을 잘 배합.배열했다는 것이다.

 모든 영역에 걸쳐 이론은 시대의 흐름,요청에 부응해 변화를 거듭해 나간다.물리학 이론도 마찬가지로 당대에는 이론으로서,일반인의 삶의 안과 밖에 있어 매우 유용했던 것이 시대가 바뀌어 가면서 새로운 이론으로 대체되기도 한다.이것은 물리 이론을 연구하고 개발하는 이론가 및 개발 당사자에게 이익상충과 (복잡다단하지만) 우주와 지구를 이끌어 가려는 의지와 자세는 물리 이론이 갖고 있는 위상과 영향력이 심대하다는 뜻이기도 하다.또한 물리학은 단일 학문으로 독립되어 있지 않고 다양한 과학 분야의 근간이 되고 있으며,화학,해양학,지진학,천문학과 밀접한 관계를 맺고 있다.그래서 자연과학을 전공한 학도가 물리학의 주변 학문을 쉽게 섭렵할 수가 있는 것이다.

 눈을 뜨고 일어나면 스마트 폰을 비롯하여 전자기구와 뗄레야 뗄 수 없는 삶을 살아가는 현대인은 일상이 물리 현상과 동행을 하고 있다고 해도 과언이 아니다.광학을 이용한 거울,안경을 비롯하여 기학 공간을 탐색하는 시계 보기,지도 읽기 그리고 전자기파를 통해 우주 공간의 위성을 연결하는 휴대전화 그리고 인체 내부를 검사하는 방사능은 물리 이론이 갖어다 준 시혜이기도 하고 폐해이기도 하다.기원전 137억년 전의 빅뱅 이론부터 최근 2009년의 강입자 충돌기 그리고 먼 앞날(100조 년 이항 후) 예상되는 양자 부활의 물리 현상까지 (비록 난해하게 다가오는 면이 많았지만) 신비스럽고 가공한 살상 무기가 되고 인류의 진화 및 삶의 질을 고양시키는 토대가 되기도 한다.

 개인적으로는 이론의 난이도보다는 수학 공식과 같이 기호와 수가 조합된 행렬,물리 법칙의 현실성과의 거리감이 친근감이 덜 들었지만 물리 이론의 핵심 내용과 삽화를 설명한 핵심 내용을 눈여겨 보면서 주변의 삶,우주와 지구의 생태계,천체 현상 등을 관심의 폭을 넓혀 가는 것이 물리학과 가까워지는 길이라고 생각했다.물리학의 과거,현재,미래에 대해 전반적으로 인식하는 계기가 되었다.그리고 광대한 우주 시공간에서 인간이 연구하고 개발한 물리 이론으로 살상 무기로 변질되지 않고,지구 생태계가 파괴되는 일이 감소되기를 바랄 뿐이다.

예전 고등학생때를 생각해 보면 선생님들마다 별명이 하나씩 있었어요. 그 중에 기억에 남는 분이 물리 선생님인데 별명이 제물포였습니다. '쟤(제)'때문에 '물'리 '포'기했다고 하면서 얘기했던 기억이 나네요. 어릴때는 수학이나 물리 과목을 좋아했었는데 2학년, 3학년 올라갈수록 갑자기 어려워져서 흥미를 잃었었나 봐요. 게다가 수업 시간에는 이해나 실험없이 공식을 외우기만 하고, 시험도 공식을 적용해서 푸는 것이었으니 더 그랬던것 같습니다. 그때 마음에 여유만 있었다면 과학 교양 서적을 읽으면서 계속 관심을 가졌을텐데 아쉬움이 남네요.

그래서 요즘에 가끔씩 서점에 가면 수학이나 과학쪽 서가를 둘러보는데 재미있는 책이 있으면 꼭 훑어봅니다. '한 권의 물리학'은 처음에 두께를 보면 다 읽을 수 있을까 걱정이 되는데 고대의 물리에서부터 현대에 이르기까지 한 권으로 잘 정리되어 있어서 전체적인 흐름을 이해하는데 도움이 되었습니다. 특히 각 주제당 한 페이지의 설명, 한 페이지의 그림으로 구성되어 있기 때문에 너무 깊게 들어가지 않으면서 어떠한 내용인지 파악할 수 있네요. 주제 구성상 처음부터 읽을 필요는 없기 때문에 그냥 휘리릭 넘기면서 제목이 마음에 들면 읽고 또 마음 내킬때 책장에서 꺼내서 읽었습니다.

처음은 우주의 시작이라고 할 수 있는 빅뱅 이론부터 다루고 있습니다. 어릴때는 지구의 크기가 상상이 되지 않을 정도로 컸었는데 태양에 비하면 어린왕자의 소행성처럼 작은 행성에 불과하고, 태양은 우리은하에 비교해서, 우리은하는 다른 은하에 비교해서 먼지밖에 되지 않을 정도로 크네요. 먼지보다 작은 크기에서 우주가 태어나 계속 팽창하고 있다고 하는데 어떻게 이렇게 거대한 우주가 탄생할 수 있었는지, 그리고 계속 팽창하고 있다면 우주의 경계와 경계 밖에는 무엇이 있는지 궁금하네요. 빅뱅이론이 완벽하게 우주의 탄생을 설명하고 있지는 못하지만 계속 물리학의 발전으로 보완이 된다면 언젠가는 우주의 비밀이 밝혀지지 않을까요.

중세 이후 르네상스를 거치면서 과학이 발전하기 시작하고 현대 산업혁명을 통해서 폭발적으로 성장한만큼 전체 분량도 80% 이상이 르네상스 이후의 물리학적인 발견들을 설명하고 있습니다. 그중에 우리가 잘 아는 갈릴레오 갈릴레이의 피사의 사탑에서의 실험도 나오네요. 당연히 기울어진 사탑에서 공을 떨어트리는 실험을 했다고 배웠는데 진짜로 했는지는 확실하지 않다고 하니 뭔가 속은 느낌도 들고 아쉽기도 하네요. 하지만 이 실험 이후로 운동에 대한 법칙이 정립되면서 후에 이름만 들어도 아는 뉴턴의 운동법칙이 탄생합니다.

이정도까지는 학교에서 배우지만 이후 내용들은 전문적이기 때문에 새롭게 들어보는 내용들이 많네요. 양성자나 중성자가 물질을 구성하는 최소 단위라고 생각했지만 더 작은 쿼크 입자가 있다는 것이 발견되었고, 빛보다 빠른 것은 없다고 알고 있지만 더 빠른 입자가 있을 수 있다고 보고 타키온이라는 이름을 붙였다고 합니다. 그리고 SF나 판타지 소설에 자주 등장하는 매혹적인 투명망토도 메타물질이라는 개념을 도입하면서 현실화하기 위한 실험을 진행하고 있다고 합니다.

물리학에 대한 전반적인 내용을 그림과 함께 가능한 쉽게 설명하고 있어서 재미있게 읽었네요. 물론 더 흥미가 있으면 해당하는 주제만을 전문적으로 다룬 책을 읽어봐야 하지만 사전처럼 활용할 수 있어 많은 도움이 될 것 같습니다.

사실 개인적으로 이와 같은 과학교양서를 한번 읽기를 원했던 것은, 학창시절부터 과학이라는 학문에 그다지 큰 흥미나 관심을 두지 않은 탓에, 그동안 과학에 대한 무지함을 벗어나보고 싶은 마음과, 그 중에서도 물리학의 이해의 폭을 조금이나마 확대해보고자 하는 취지에서였다. 물론 기대했던 것만큼 이 책은 많은 물리학의 내용을 담았고 과학을 통해 세상의 경이와 신비로움을 체감하는 좋은 기회를 제공해 주었다고 할 수 있을 듯하다. 올해는 20세기 초반 물리학계의 대표적인 지식인이었던 아인슈타인이 상대성이론을 발표한 이후 100년이 되는 해라고 한다. 지금 이 시간에도 물리학을 바탕으로 그동안 불가능할 것으로 여겨졌던 획기적인 기술들이 끊임없이 생성되고 있고, 새로운 물리학의 이론이 등장하고 있다. 그런데 일반적으로 우리가 물리학이라는 분야를 생각할 때면 빅뱅이론이나 핵자기공명, 양자역학 등이 그러한 것처럼 대개 난해하면서도 복잡하게 느껴지는 수식의 나열이나 용어의 생소함을 먼저 떠올리게 마련이다. 그렇다 보니 과학영역에 별다른 지식을 가지고 있지 않은 일부 일반인들의 입장에서는 물리학에 대해 선뜻 다가서기 힘든 것이 사실이고 때로는 먼 나라의 이야기로 받아들이게 되는 경우도 있다. 그러나 물리학은 우리의 생활을 편리하게 해주는 각가지 도구들에 적용되어 누구나 이를 쉽게 이용할 만큼의 밀접한 연관이 있다. 그래서 누구든지 조금만 관심을 가지고 물리학을 마주한다면 의외의 재미를 느낄 수 있으며, 더 나아가서 세상을 바라보는 시각을 한층 확대할 수 있는 발판이 되기도 한다는 점이다. 이 책은 그러한 관점에서 많은 독자들에게 물리학과 관련한 다양한 이론을 쉽게 이해시켜 주는 것과 동시에 물리학의 흐름을 한 눈에 들여다 볼 수 있는 유익한 시간을 제공해 줄 것으로 생각한다.

저자는 책의 서두에서 물리학이 우리 안의 세상과 우리 주위를 둘러싸고 있는 세상, 그리고 실제로 존재하지만 눈으로는 도저히 가늠할 수 없는 무한의 공간까지를 포괄하는 과학의 가장 기초적인 학문이라는 미국물리학회의 선언을 인용하면서, 이 한권의 책 속에 물리학과 관련한 최대한 분량의 내용을 담아 독자들에게 도움을 주고자 했다고 한다. 책의 내용을 살펴보면 우리가 간혹 방송이나 신문, 그리고 교과서에서 단편적으로만 보아왔던 현대 물리학의 여러 이론에서부터, 지금까지 인류가 문명을 발전시켜오면서 그 밑바탕에 물리학이 어떻게 이입되어 전개되어 왔는지를 독자들이 이해하기 쉽도록 전반적인 내용을 총체적으로 설명하고 있다. 이 책은 물리의 부분과 직접적으로 맞닿아 있으며 우리 실생활에 이용되는 레이저, 부메랑, 도르래, 보온병, 네온사인 등과 같이 궁금증과 흥미를 느낄만한 사소한 이야기를 비롯해, 양자불멸, 타키온, 열역학처럼 물리학에서 중요한 개념으로 여겨지는 내용에 이르기까지 누구나 부담 없이 물리학의 세계를 마음껏 즐길 수 있도록 하는 다양한 관심사를 간략하게 다루고 있어 눈길을 이끈다. 특히 각 단원마다 핵심적인 사항을 명쾌하게 기술하고 있어서 우리의 과학상식을 넓히는 데 적잖은 역할을 해줄 것으로 보인다. 저자는 물리학 이론은 우리가 사는 환경 주변의 곳곳에 존재한다면서, 이 책의 내용을 통해 일반대중들이 많은 시간을 투자하지 않고도 물리학을 쉽게 접할 수 있는 과학교양서로의 역할에 중점을 두고 있음을 밝히고 있다. 아울러서 물리의 개념이나 현상이 발견된 날짜를 중심으로 연대순으로 나열되어 있음을 볼 수 있는데, 이를 통해 독자들은 그동안에 물리학이 어떤 방향으로 확대되어 왔으며 그 탐구 영역이 어디까지 진전되어 왔는지를 직접 확인할 수 있다.

물리학은 우리의 삶에서 떼어낼 수 없을 만큼 많은 것을 변화시켜왔고, 과학적 사고를 가능케 하는 인간의 지적능력이 퇴보하지 않는다면 앞으로도 세상은 계속해서 변화되어 나갈 것이다. 그래서 지금처럼 고도화된 기술과 문화가 유지되는 현대의 시기를 맞이할 수는 있었던 것도, 결국 물리학이 커다란 밑바탕이 되었기 때문에 가능했다고 보는 시각이 지배적이다. 일본계 미국인으로 세계적인 물리학자이자 미래학자로 이름을 알리고 있는 미치오 카쿠는, ‘불가능은 없다’라는 자신의 저서를 통해, 불과 몇 년 전만 해도 인간의 힘으로는 도저히 해결할 수 없다고 판단되었던 일들이 물리학의 발전으로 현실화 되었던 점을 강조하면서, 지금 당장은 불가능하지만 공간이동, 텔레파시, 투명인간, 우주여행 등과 같이 우리의 상상 속에서만 존재했던 일들 역시도 물리학의 법칙에 위배되지 않는 점을 고려해 보면, 200년 이내에는 실현가능할 것으로 내다보고 있다. 그래서 그의 시각에서 물리학의 미래를 생각한다면 향후 펼쳐질 세상은 과거 어느 때보다 달라진 놀랍고도 흥미로운 일들로 가득 채워져 있지 않을까 싶은 생각을 해본다. 별거 아닌 사실이라 하더라도 어느 정도 알고 대하는 것과 아무거도 모르는 상태에서 접하는 것은 체감적인 측면에서 엄청난 차이가 있을 수밖에 없다. 이 책은 복잡하게 얽혀져 깊은 이해를 요구하는 물리학을 내용을 다루고자 하지 않았다. 많은 지식을 동원하지 않더라도 누구나 어렵지 않게 물리학의 개념을 이해하고, 이로 인해 얻어진 과학적 지식의 교양을 토대로 물리학을 즐기고 생각의 틀을 조금이나마 확장하는데 그 초점이 맞추어져 있다. 따라서 많은 독자들이 이 한권이 책으로 과학의 소양을 향상시키는 한편 보는 시각에 따라 달라지는 물리의 변화무쌍한 세계를 즐겁게 여행하는 도움서로서 유용한 교재가 되기를 기대해 본다.

물리과목은 학창 시절 내게 힘겨운 '과목' 중 하나 였을 뿐이다. 물리학자는 내게 먼 사람들이었고 관련 저서를 시험과 무관하게 펼쳐봐야 할 일은 없다고 믿었다. 하지만 유명인들의 책을 읽으면 읽을 수록 생활의 원리를 깨닫는 것이 바로 물리학의 내용과 겹쳐있었고 수많은 노벨상 수상자들이 입을 모아 말하길 '기본은 물리학'이라는 것이다. 우리가 비가 개인 후 만나게 되는 아름다운 '무지개' 또한 빛의 굴절이라는 과학원리가 숨겨져 있다. ＜한 권의 물리학＞에는 우리가 기본적으로 알고 있어야 하는 교양과학의 일부다. 이미 알고 있거나 궁금했던 주제들 부터 살펴보았다. 250가지의 아이디어 중 궁금하지 않을 내용이 있을리 없으니 결국 순서의 문제였다.

'이 책에서 관심있는 주제를 찾아 읽을 때는 목차를 십분 활용하기 바란다. 이야기가 연대순으로 나열되어 있어서 원하는 주제가 예쌍치 못한 순서에 있을지도 모르기 때문이다.' 16쪽

요즘 운동하러 자주 공원에 나가는데 휴일 낮 시간대에 반드시 마주치는 것이 있으니 바로 '부.메.랑'. 부메랑의 원리는 뭐야? 드라마에서 남주가 말했던 사랑은 돌아오는 거야를 외치며 과학원리를 무시하고 싶지만 궁금하다. 부메랑은 왜 돌아오는가? 애초에 부메랑은 세게 날려 무언가의 생명을 노리는 것이 아니었다고 한다. 던지면 되돌아오게 만든 것은 사냥감인 새를 겁주기 위한 것으로 원리는 회전체가 회전하는 방향의 변화를 일컫는 세차 운동 덕분이라고 책에서 알려준다. 더 멀리 오래 공중에 떠있는 부메랑을 보고 싶다면 V자의 오목한 부분이 정면을 향하게 한 상태에서 던지면 된다. 그런가하면 기원전 건물에서도 볼 수 있는 '아치'형태도 과학원리가 숨어 있다고 한다. 아치형태의 건물이 예뻐서라기 보다 상하좌우로 하중을 분산시켜 무게를 더 효율적으로 지탱할 수 있고 공간을 넓힐 수 있는 장점을 가지고 있다. 저자의 노고를 제대로 받아들이기 위해서는 사실 책을 순서대로 읽기는 해야 한다. 왜냐면 각각 아이디어가 중심이 되었던 연도가 책 페이지 한쪽에 적혀있는데 그것을 통해 과학의 발전이 역사속에서 어떻게 이뤄져왔는지를 동시에 공부할 수 있기 때문이다. 하지만 난 그냥 무시하고 호기심 가는 대로 펼쳐보았다. 다시말해 현실에서 자주 만날 수 있는 것들이 궁금했던 것이다. 바로 I빔. 건축현장 근처를 지날 때면 반드시 보게 되는 I빔을 보면서 왜 저렇게 생겼는지 궁금해했던 적은 없었다. (저자가 궁금한 적이 있어냐고 물어보았는데 아쉽게도 없다.) I자 처럼 만든 까닭은 대들보 축에 수직 방향으로 하중이 가해졌을 때도 휘어지지 않고 버틸 수 있는 가장 효율적인 형태라고 한다. 책에는 예전에 세계무역센터 지하 2층을 지탱했던 I빔 사진이 실려있는데 알다시피 그 곳의 I빔은 현재 9.11 기념관에 전시되어 있다고 한다. 이처럼 책 곳곳에 물리학 공부를 하다가 역사적인 사건을 마주하기도 한다. 역사와 밀접하게 관련된 '전쟁'하면 떠오르는 것이 다름아닌 전쟁무기다. 대포와 다이너마이트 그리고 핵은 어떤 원리며 어떤 영향을 미쳤을까 궁금하다면 역시 책을 찾아보면 된다. 비교적 우리가 다 알고 있는 쉬운 주제를 언급했지만 막상 책을 사서 목차를 보면 깜짝놀랄 것이다. 교과서에 등장했던 보일의 법칙, 소리굽쇠, 샤를의 법칙은 물론 푸코의 진자, 그리고 전공생들이 두려워 하는 '열역학, 역학'등의 무거운 주제도 물론 포함되어 있다. 하지만 역시나 그런 무거운 주제는 지금 내게 너무 먼 이야기들이다.  재미나고 너무 익숙하지만 신기했던 것, '탱탱볼'에 대해 이야기 하고 싶다. 솔직히 길가다가 아무나 붙잡고 탱탱볼이 왜 다른 공과 달리 더 높이 그리고 한번 튕겼는데 꽤 여러번 계속 튀어오르는지 아냐고 물어본다면 자신있게 답할 사람이 그리 많지 않을 것이다. 1965년슈퍼 탱탱볼이 처음 생산되었을 당시 화제가 되어 미국 잡지 라이프(Life)에 실릴 정도였으니 탱탱볼의 '튕김'이 예사롭지 않은 건 당연하다.

시대순으로 화제가 되었던 물리학 아이디어를 소개한 이 책은 흥미롭고 몰랐던 원리를 알려준다는 점에서는 칭찬해줄 만하다. 그래서 전문적으로 공부하려는 학생들이나 배경지식이 있는 사람들의 깊이있는 참고도서로 삼기에는 역시나 설명이 그리 상세하지도 풍부하지도 않은 것은 사실이다. 대표적으로 알려진 법칙중 궁금했던 점, 역사적으로 과학발전이 어떤 영향을 미쳤는지 알아보고 싶은 사람들을 위한 그야말로 교양과학이다.

고교 시절 인문계열로 진학학 이후 과학은 제 삶과는 관계없는 것이 되었습니다. 대학에 와서 과학관련 교양과목 2,3개정도 들은게 전부였죠. 그러다 최근 과학에 대한 기본적인 상식정도는 갖춰야할 것 같다는 필요성을 느껴서 각 분야에 대한 책들을 읽기 시작했습니다. 이 책은 그 중에서 물리학에 대해 제가 공부하기 위해 읽은 책입니다. 

빅뱅에서부터 시작해 100조년 후에 있을 우주소멸까지 다양한 물리학의 내용들을 다루고 있어서 흥미로웠습니다. 기원전 20억년 전에 선사시대에 원자로와 기원전 250년전에 바그다드 배터리가 기원전에 있었던 사건들 중에는 가장 신기한 내용이었습니다. 그리고 부력의 원리를 비롯해 물리학의 발전에 지대한 영향을 준 아르키메데스에 대한 내용도 잘 정리되어 있었습니다. 

뿐만 아니라 이 책에서는 빅뱅을 비롯해 우주에 관련된 내용들도 많이 다루고 있어 몰랐던 사실들을 많이 알게 되었습니다. 토성의 고리, 검은 방울 현상, 블랙홀, 올버스의 역설 등 다양한 내용들을 다루고 있습니다. 올버스의 역설은 "밤하늘은 왜 어두울까?"라는 의문에서 제기된 것으로 빅뱅이 일어난지 137억년밖에 되지 않았기 때문에 우리가 볼수 있는 별이 극히 일부분에 지나지 않기 때문이라는 내용이 인상깊었습니다. 즉 빛의 속도에도 제한이 있어서 행성에서 출발한 빛이 아직 지구에 도달하지 못해서 우리가 볼 수 없다는 것이 그 이유인데요 더 흥미로운 건 이 해답을 처음 내놓은 것이 소설가 애드거 앨런 포라는 점이었습니다. 

또한 기억에 남는 부분은 운동량 보존 법칙에 대한 내용이었습니다. 헬리곱터에 있는 꼬리 프로펠러의 존재 자체를 거의 인식하지 못했는데 그 이유가 운동량 보존 법칙에 의한 것이라는 것도 알게 된 점이 기억에 남았습니다. 

그밖에도 투창기, 부메랑, 해시계, 석궁 등 인류역사에 지대한 영향을 끼친 발명품과 함께 다양한 물리학의 법칙들, 이론들을 설명하고 있습니다. 400페이지가 넘는 책을 한꺼번에 읽기란 부담이 있을수도 있지만 물리학과 관련된 일어난 사건들을 연도별로 정리해두어 원하는 부분만 쉽게 찾아볼 수 있게 정리해둔 점이 좋았습니다. 그리고 각 사건을 서술한 분량 역시 1페이지밖에 되지 않아 부담없이 읽을 수 있었습니다.