♥ 인디캣 책곳간 서평단에 당첨되어 작성한 리뷰입니다.

목적(기능, Function)에 맞는 모양(형태, Form)을 만드는 것이 창조다. 국을 떠먹으려면(기능/목적), 둥근 숟가락 모양(형태)을 만들어야 한다. 숟가락이 젓가락처럼 뾰족하면 떠먹을 수 없으니까. 미국의 모더니즘 건축가 루이스 설리번은 본래 용도에 맞게 구조물을 만들어야 한다고 주장했다. 이것이 바로 형태는 기능을 따른다(Form Follows Function)는 말이다. 하늘을 나는 기능을 원한다면, 공기저항을 줄인 형태의 날개를 만들어야 하는 것처럼 모양은 항상 목적에 맞게 만들어져야 한다. 이 말은 모든 디자이너들이 추구해야 할 제1계명이 되었다. 

기능은 형태를 따른다

하지만 『자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가』는 이 관념을 뒤집는다. 자연의 법칙은 둥근 숟가락 모양(형태/모양)이 먼저 존재하고, 그 안에서 떠먹는 것(기능/목적)만 가능하도록 이미 정해져 있다는 것이다. 자연에서는 우주가 이미 가지고 있는 고유한 대칭성과 구조(형태/모양)가 먼저 존재한다. 그리고 그 틀 안에서 입자들이 어떻게 움직이고 반응하는지, 즉 기능이 저절로 결정된다. 인간은 "내가 원하는 걸 만들겠다"라고 능동적으로 선택하지만, 자연은 "규칙은 이미 정해져 있고, 너는 그 안에서만 움직일 수 있어"라는 바꿀 수 없는 고정된 틀을 가지고 있다. 이 원리는 강력(Strong force), 약력(Weak force), 전자기력(Electromagnetic force), 중력(Gravity)에 이르기까지 자연의 모든 기본 힘에 적용된다.

데모크리토스가 제안한 더 이상 쪼갤 수 없는 최소 단위(Atomos)는 원자(Atom)의 어원이 되었지만, 현대 과학은 원자 내부에 전자·양성자·중성자가 존재함을 밝혀냈고, 입자가속기는 이보다 더 작은 입자를 탐구하기 위해 만들어졌다. 물질의 기본 구조는 멘델레예프의 주기율표로 완성되었다. 원자는 보어의 주장대로 중심부에 위치한 작은 핵과 그 주변의 전자로 이루어져 있으며, 핵은 양성자(p)와 중성자(n)로 구성된다. 여기에 전자가 한 궤도에서 다른 궤도로 순간적으로 점프하는 양자도약 개념을 더하면, 원자가 특정 색깔(파장)의 빛만 흡수하거나 방출하는 다양한 원자 스펙트럼도 자연스럽게 설명된다.

원자 쪼개기

1947년 파이온(π)이 발견되면서 물리학자들은 원자와 원자핵의 구조를 구체적으로 이해할 수 있게 되었다. 파이온(π)은 원자핵 안에서 양성자(p)와 중성자(n)를 단단히 결합시키는 역할을 하고, 전자(e⁻)는 원자핵 주변을 공전한다. 뉴트리노(ν)는 질량이 거의 0에 가까운 유령 같은 입자로, 베타붕괴 시 전자(e⁻)와 함께 방출된다. 뮤온(μ)은 일상적인 물질에서는 발견되지 않아 불필요해 보이기까지 한다.

발견된 입자가 수백 개에 달하다 보니 이름을 붙이기 위해 영어는 물론 그리스 알파벳까지 동원해야 할 정도였다. 우주선(Cosmic ray, 우주에서 날아오는 고에너지 입자)에서 발견된 케이온(K), 가속기에서 만들어진 람다(Λ), 시그마(Σ), 로우(ρ) 등이 그 예다. 이 중 쿼크(Quark)는 양성자와 중성자를 구성하는 더 작은 기본 입자다. 나는 우주선(Spaceship)이 폭파되서 지구에 떨어진 걸 연구하나 보다 했다는. 

이렇게 수백 개의 입자가 뒤엉켜 있는 복잡한 데이터는, 역설적으로 우주가 아주 단순한 원리들로 이루어져 있다는 사실을 말해준다. 저자인 로버트 칸과 크리스 퀴그는 수식 대신 과학자들의 발견의 역사를 따라가며, 이것을 독자 스스로 느끼게 만든다. 새로운 입자를 발견할 때마다 기뻐했던 학자들의 모습은 마치 내가 그 현장에 함께 있는 것 같고, 책장을 덮을 때쯤이면, 수백 개의 입자도 결국 단순한 원리로 설명되듯, 내 삶의 복잡한 문제들도 본질은 단순할 수 있다는 생각을 하게 된다.

질량의 결정 

우주 전체는 힉스장(Higgs field)이라는 보이지 않는 에너지 장으로 가득 차 있다. 이 힉스장이 파동을 일으킬 때 나타나는 입자가 바로 힉스 보손(Higgs boson)이다. 어떤 입자가 힉스장과 얼마나 강하게 상호작용하느냐에 따라 그 입자의 질량이 결정된다. 힉스장과 강하게 상호작용하면 무거운 입자가 되고, 거의 상호작용하지 않으면 가벼운 입자가 된다.

입자 안에는 더 작은 입자들이 들어 있고, 이들을 묶는 힘의 종류도 이미 정해져 있다. 강한 상호작용(Strong interaction) 같은 힘이 입자들을 묶고, 그 구조가 결정되면 그 입자가 얼마나 오래 존재하는지, 즉 수명(붕괴 속도)도 자동으로 결정된다. 입자가 다른 입자로 쪼개지려면 특정 조건이 맞아야 하는데, 그 조건이 자주 맞는 입자는 빨리 붕괴하고, 조건이 잘 맞지 않는 입자는 오래 존재한다.

힉스 보손 발견에 이르기까지 산꼭대기 천문대에 오르고, 지하 수백 미터 실험실로 내려가고, 냉전을 가로질러 협력했던 과학자들의 이야기가 생생하게 펼쳐진다. 자연은 대칭성을 사랑하고, 그 대칭이 깨지는 순간, 세상이 탄생한다. 우주의 질서를 만드는 것이 복잡한 규칙이 아니라 깨진 대칭성이라는 발견은, 불완전함과 균열이야말로 세상을 움직이는 힘일지도 모른다는 생각을 하게 만든다. 완벽한 대칭이 깨지는 순간 별과 물질이 탄생했듯, 삶의 실패와 균열도 무언가를 만들어내는 출발점일 수도?

힉스장과의 상호작용이 입자의 질량을 결정하고, 대칭성의 형태가 힘의 작동 방식을 결정하듯, 자연에는 먼저 규칙과 구조가 존재하고 모든 현상은 그 틀 안에서 나타난다. 기능은 형태를 따른다. 어떤 일이 가능한지는 이미 정해진 구조에 의해 결정된다. 그럼 인생의 모든 건 이미 정해진 게 아닐까 싶었는데, 가능한 범위가 정해져 있다는 말이다. 바둑판의 모양과 규칙은 정해져 있지만, 게임의 결과가 미리 정해진 것은 아니듯, 자연에는 틀이 있지만 그 틀 안에서 어떤 길을 만들지는 결국 나의 선택이다.

『자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가』 는 '우주에서 우리의 위치를 파악하고, 새로운 사실을 발견해온 사람들을 통해 과학의 본질과 의미를 조명하는 것'을 목적으로 한다. 과학사와 관련된 책들을 꾸준히 읽다 보면 자연스럽게 경이로운 과학적 발견을 성취한 사람들에 대해서도 관심을 가지게 된다. 

과학사에 이름을 남긴 이 탁월한 사람들은 도대체 무슨 실험들을 했을까? 어떤 특별한 도전정신을 가지고 있었기에 원자핵을 분해하려고(여기까지는 매우 이성적이고 똑똑한 '전형적인' 과학자들 같다) 번개에서 전기에너지를 추출(네?? 번개요??)하려는 생각을 품을 수 있을까. 나는 구름 사이로 태양이 비치는 계곡을 감상할 때 아름답다고 느끼지만, 어떤 특별한 사람은 실험실에서 이 장관을 재현하고 싶어한다. 나는 일상생활(이론물리학자들이 '거시세계'라고 부르는...)에 일어난 일들도 제대로 이해하지 못하지만, 어느 특별한 물리학자들은 입자 샤워가 난무하는 원자세계에 대해서도 탁월한 직감을 가지고 있다. 

두툼한 분량을 가진 이 책은 자연의 새로운 법칙을 찾기 위해 고분분투했던 과학자들의 파란만장한 여정을 들려준다. 주로 지난 50년 사이에 활동했던 과학자들 중심으로 소개한다. 그러나 더 오래전에 활동했던 사람들도 있고, 과학을 전공하지 않은 아마추어도 있다.

어니스트 러더퍼드, 스티븐 그레이, 찰스 톰슨 리스 윌슨, 폴 디랙, 크리스 퀴그(저자 중 한 명 +_+), 에미 뇌터, 스티븐 와인버그 등등의 다소 낯선 과학자들의 이름들(닐스 보어, 아인슈타인, 리처드 파인만처럼 너무나 유명한 사람들은 일부러 제외했다) 특히 원자핵, 양성자, 알파입자, 양성자빔, 쿼크, 양자보정, 암흑물질 등 지난 한 세기 동안 현대 물리학의 눈부신 발견들을 명명하는 이 물리학 용어들은 평범한 대중 독자들을 약간 긴장케 할 수 있다. 

그러나 걱정하지 말자.  아름답고 우아한 책 제목에서 미처 예상치 못했던 유머러스함이(영문 원제목 『Grace n All Simplicity』에도  'grace'가 들어간다+_+) 책의 처음부터 끝까지 가득하다. 중간중간 과학자들이 나누는 대화 부분도 특히 재미있다.

나는 깊이를 알 수 없는 통찰을 담은 과학자들의 우아하고 관조적인 문장들을 존경하고 흠모해왔다. 동시에 들어도 들어도 도무지 나의 원시적인 뇌에 입력되기를 거부하는, 경이를 넘어 우리 호모사피엔스의 생물학적 직관을 안드로메다로 보내버리는 반직관적인(이게 말이 돼?) 이론물리학과 입자물리학 분야 최신 이론들을 기발한 비유와 재치로 설명하는 글들을 사랑한다. 이 책은 전자와 후자 모두에 해당하는 문장들로 가득 차 있다.

고전물리학 분야의 이야기도 물론... 교양 수준을 조금이라도 벗어나면... 이해하기가 결코 쉽지 않다. 그래도 무언가 인간동물의 직관의 영역에 속한다는 느낌을 준다. 그러나 양자의 세계로 진입하는 순간 거의 대부분의 평범한 인간동물들은 넋을 잃고 '이게 도대체 무슨 말이야'하는 경이를 떠나 경악, 그간의 앎의 세계가 온통 부정당하는 혼란을 느낄 수 있다(그래도 나름 열심히 교양 과학도서를 읽어왔는데 말이다...) 

그러나 자학할 필요는 없다. 인간동물의 역사상 가장 똑똑한 사람들이라고 평가받았던 고전 세계의 수많은 과학자들도 양자 세계가 피할 수 없는 현실로 다가오자 혼란을 느꼈고 절망했으며 이윽고 붕괴했다. 이를 다룬 기막힌 소설로  벵하민 라바투르의 『매니악』 이 있다(특히 책의  1부. 이 소설 정말 재밌어요).

고전역학이 아닌 양자역학이 지배하는 세계는 이 책의 표현에 따르면 '한 번도 가본적 없는 외국을 방문하는 것과 비슷하다'. 일상적인 물체보다 10억 배 이상 작은 미시세계에서 일어나는 일은 인간적인 척도로 이해할 수 없다. 그러나 우리의 과거를 돌이켜봤을 때 멀지 않은 미래에 어쩌면 우리는 양자의 세계를 익숙하고 자연스럽게 여길 수 있다. 우리는 한때 별자리를 보면서 왕의 운명을 점쳤고, 아주 오랫동안 지구가 우주의 중심이라고 생각했으니 말이다.

최근에 읽은 어느 과학책에서는 양자세계 조차도 얼마나 지속될지 알 수 없다고 했다. 과학사는 폐기된 이론들의 무덤이 확장되면서 발전해왔다. 폐기된 이론들을 만들어 내고 실험하고 측정했던 과학자들의 열정과 노력, 의심과 혼돈에 대한 이야기를 들으며 이 모든 과학 인간이 하는 일이라는 애틋한 진실을 알려준다. 이 책을 읽으면 유럽핵입자물리연구소(CERN)에 있는 대형 강입자 충돌기를 보면서 '인간미'를 느낄 수 있게 된다. 

 ❝ 이 분야에서 일하는 사람들이 대체로 그렇지만, 특히 모즐리는 한번 집중하면 아무도 말릴 수 없는 일 중독자였다. 근무시간이 워낙 불규칙해서 환한 대낮에 코를 골거나 새벽 3시에 먹을 것을 찾아 돌아다니기 일쑤였고, 장비가 고장나면 며칠 동안 날밤을 새워가며 문제를 해결하곤 했다.  ❞ 

_ 99쪽, 3장 ＜원자번호 매기기＞  

이 책은 아직 알려지지 않은 대상에서 연구의 활력소를 얻고, 불확실성 앞에서 냉소하지 않는 과학자들이 주인공인 책이다. 이 사람들은 우리가 더 많이 알고 더 많은 것을 이해할수록, 단순한 것은 우아할 뿐만 아니라 그 안에 아름다움과 진리를 내포하고 있다고 말한다. 기막히게 똑똑한 이 사람들은 우리는 너무나 하찮지만, 하찮은 존재라는 것을 알고 있기에 용기와 희망을 가져보자며 말을 걸어온다.

나는 이 세상 모든 분야의 글을 읽으면서 살고 싶다. 내가 한 번도 만나보지 못했던 세계를 알려주는 글, 내가 철저하게 오해하고 있던 세계를 허물어 버리는 글들 만나기 위해 살아간다. 이런 글을 만날 때는 형언할 수 없는 행복감, 경외심, 겸손함, 해방감 등이 나를 휩쓸고 지나간다. 이렇게 표현하니까 먼가 꽤 거창하게 들리는데 전혀 그렇지 않다. 나는 뭉툭한 사고를 타고났고 상상력이 부족해서 예리하고 창의적인 인간동물들에 그저 잘 감탄하는 것뿐이다. 

과학 분야의 글도 대표적으로 나를 감동하게 만든다. 우리 인간동물이 타고난 생물학적 한계를 돌파한 어떤 특출난 사람들이 품었던 생각과 삶의 여정은 나를 경이에 빠뜨린다. 이 책에서 소개되는 과학자들도 그렇다. 물론 이 과학자들 개개인의 전기나 평전을 쓴다면 그들도 어쩔 수 없는 인간동물인지라 우리의 고유한 특성에서 비롯한 온갖 모순과 복잡한 사연이 몇 개씩 가지고 있을 것이다. 그러나 삶을 통째로 과학 연구에 바친 이 특별한 인간동물들, 이 과학자들 덕분에 우리는 양자의 세계에 도착했다.

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출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.

이번 책 리뷰는 도서 인플루언서 #인디캣 님의 도움과 #알에이치코리아 (랜덤하우스) 출판사의 책 제공을 받아 제가 재밌게 읽고 자유롭게 주관을 담아 쓰는 독후감 입니다.

'현대 물리학이 밝혀낸 세계의 질서'라는 부제를 달고 나온, RHK의 최신간 『자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가』 는 세상을 통찰하는 눈을 더욱 깊게 해주리라는 기대로 꼭 읽고 싶었던 책이었다.

위 사진은 책을 받자마자 읽기 전에 감사한 마음을 담아 찍어둔 이 책의 실물 모습이다.

상단에 한국어판 책 타이틀이 길게 써 있고, 그 아래 좌측에 원제 Grace in All Simplicity라고 써 있다. '모든 단순함 속에 깃든 우아함'이라고 이해하는게 맞을까?

그리고 하단 띠지에는 '전자, 쿼크, 암흑물질에서 힉스보손까지 한 세기에 걸친 물리학의 여정'이라는 서사적인 문구가 보인다. 

이 책의 부제는 Beauty, Truth, and Wonders on the Path to the Higgs Boson and New Laws of Nature 였으니, 과학 상식을 넘어 아름다움, 진리와 경이를 향한 여정이 기대되는 느낌으로 다가왔다.

그럼 먼저, 이 책의 지은이 두 분과 옮긴이를 소개하면서 리뷰를 시작하겠습니다.

1. 공저자와 옮긴이 

아래 사진과 같이 책날개 안쪽에 지은이 두 분과 옮기신 분에 대한 소개가 나왔다.

    지은이 로버트 칸 Robert N. Cahn 님은 국립 연구소의 수석 과학자, 이론 물리학자, 입자물리학 박사라는 대단한 타이틀을 가진 분이라고 한다.

    공저자 크리스 퀴그 Chris Quigg 님은 페르미 국립 가속기 연구소의 명예 과학자이자 미국과 독일에서 큰 상을 받으셨고, 80대의 연세에도 장거리 하이킹 코스를 달리신다고 한다.

    옮긴이 박병철 선생님은 이론 물리학 박사 님으로 대학에서 30년 가까이 학생들을 가르치셨으며, 다수의 과학 책들을 우리말로 옮기셨다고 한다.

세 분의 대단하신 선생님들을 이 책에서 만나는 것은 큰 기쁨이자 영광이었다.

2. 추천사와 초대사

이어서 이 책을 향한 국내외 대단하신 학자 분들의 '추천의 글'이 이어졌다.

해외의 여러 물리학자, 교수님들, 과학전문 기자와 김영기 석좌교수님을 비롯한 세 분의 한국 선생님들의 추천사가 들어 있었다.

드디어 아래 사진과 같이, '초대의 글'이 시작되었다.

"이 책의 목적은 우주에서 우리의 위치를 파악하고, 새로운 사실을 발견해온 사람들을 통해 과학의 본질과 의미를 조명하는 것이다 ... (중략) ..."

이러한 첫 문장으로 저자 님은 이 책의 목적을 명확히 밝히셨다.

무려 '열 한 쪽'에 달하는 초대의 글을 통해, 이 책의 깊이를 가늠해 보았는데, 감동적인 후반의 글은 아래와 같았다.

"한 가지 놀라운 사실은 우리가 더 많이 알고 더 많은 것을 이해할수록, 그에 대한 설명은 더 만족스러우면서도 더욱 단순해져 왔다는 점이다 ... (중략) ..."

단순한 것은 우아할 뿐 아니라, 그 안에 아름다움과 진리를 내포하고 있다는 것이었다.

이제 차례를 보겠습니다!

3. 차례

아래 사진과 같이 '차례'가 나왔는데, 제 1장 '원자쪼개기'로 시작하여 22장 '가장 이상적인 우주?'까지 스물 두 개의 소제목들이, 마치 소설의 소제목 같은 모습으로 담백하고 가지런하게 정렬되어 있었다.

드디어 본문의 일부를 구경시켜 드릴게요. 설레이시나요? 저는 그러한데 ... ^^;;

4. 본문 중에서

이 책은 150*220 판형에 무려 630쪽 가까이 되는 분량으로 다 보여드릴 수는 없지만, 제가 집중해서 읽었던 몇 곳을 발췌해서 보여드리겠습니다.

본문에 관한 상세한 리뷰는 제 블로그에 써 놓은 것이 있으니 그곳으로 링크해 드리겠습니다.

https://blog.naver.com/zapaks/224264026272

위 링크를 눌러서 읽으셨으리라 감안하고, 이제 ‘일독 후 소감’을 간단히 쓰고 마치겠습니다.

5. 일독을 마치며

이 두꺼운, 그러나 무척 흥미로운 책 #자연은왜이토록단순하면서도아름다운가 이 책은 꽤 의미있는 독서여정이었습니다.

이웃님들이나 저나 #물리학 #노벨물리학상 #입자물리학 #쿼크 #양자역학 등의 말은 많이 들어보셨을 거에요.

거기에 #힉스보손 이라는 키워드를 좀 아시는 이웃님들도 계실테구요.

이 책은 이러한 키워드들을 모두 담고 있는 #과학사 책이었습니다. 아니 그 이상이라고 봐야죠. 특히 과학사에서 물리적 세계를 이해하려 노력해온 과학자들의 이야기를 천일야화 같은 스토리로 풀어낸 이 과학 교양서는 남녀노소 어느 분께나 권해드리고 싶은 책이었습니다.

저는 좀 쉬었다가 처음부터 다시 읽어 볼 생각입니다. 결코 후회없으리라 믿어지는 이 책의 2회독 때 더는 훨씬 더 재밌을 것 같습니다. 

아래 사진은 이 책의 뒷 표지 일부의 모습입니다.

"이 세상은 무엇으로 이루어져 있는가?"

짧지만, 대단한 질문이죠? 이 책을 이웃님들의 과학 교양서로 적극 추천드리고 싶습니다. ＜끝＞

* 출판사로부터 도서를 제공받았습니다

신의 입자를 찾아 한 세기, 물리학자들이 밝혀낸 세계의 진짜 얼굴 『자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가』. 로런스 버클리 국립 연구소의 수석과학자 로버트 칸과 페르미 국립 가속기 연구소의 명예 과학자 크리스 퀴그. 이 두 사람의 이력은 저명한 물리학자라는 수식어로는 부족합니다.

이들은 힉스보손, 쿼크, 뉴트리노 연구의 현장에서 수십 년을 보낸 사람들입니다. 거대 입자가속기가 처음 가동되던 날의 긴장감, 새로운 입자 발견 직전 학계에 감도는 묘한 공기, 실험 결과가 예측을 빗나갔을 때의 당혹감까지 이 책은 그런 감각들이 살아 있는 현장 증언록입니다. 80대의 나이에도 프랑스 장거리 하이킹 코스를 섭렵하는 크리스 퀴그의 체력처럼 이 책의 에너지도 쉽게 가라앉지 않습니다.

여느 과학사 서술과 다른 지점은 목차에서 드러납니다. 1장 원자 쪼개기에서 출발해 22장 가장 이상적인 우주로 끝나는 구조는 시간순이 아니라 개념의 인과관계 순입니다. 저자들은 이 여정을 "시대순이 아니라 추천순으로 진행된다"라고 밝힙니다.

힉스보손 이야기를 읽다가 자연스럽게 암흑물질 문제로 건너가고, 다시 물질과 반물질의 불균형이라는 우주적 수수께끼 앞에 서게 됩니다. 각 챕터는 다음 챕터의 질문을 예비하며 연결됩니다.

사실 물리학이라는 단어만 들어도 머리가 지끈거리나요? 미리 겁먹을 필요는 없다고 말합니다. 궁금한 것을 참지 못하는 호기심만 있으면 읽을 준비가 된 겁니다. 궁금한 건 도저히 못 참는 괴짜 과학자들의 집요한 추적극과 우주라는 거대한 미스터리를 풀기 위해 전 생애를 건 인물들의 드라마가 가득합니다.

물리학의 역사는 보이지 않는 세계와의 싸움입니다. 20세기 초, 우리가 발을 딛고 선 이 세계의 근본을 파헤치려 했던 선구자들의 실험실로 우리를 안내합니다. 가장 인상적인 대목은 단연 어니스트 러더퍼드의 금박 실험입니다.

"교수님, 금박에 알파입자를 발사했더니, 8000개 중 한 개꼴로 뒤로 튕겨 나왔어요!"라는 에피소드를 소개합니다. 허공에 휴지 한 장을 매달아 놓고 구경 40센티미터짜리 대포를 쐈는데, 대포알이 뒤로 튕겨 나온 것과 마찬가지였던 사건이었습니다.

이 황당한 사건은 원자 내부에 아주 작지만 단단한 핵이 존재한다는 사실을 알리는 서막이었습니다. 다큐멘터리를 보듯, 예상치 못한 결과에 당황하고 흥분하는 과학자들의 표정을 묘사하는 방식이 흥미진진합니다. 이어서 저항과의 조우를 통해 초전도 현상의 발견과 그 속에 숨겨진 자연의 질서를 보여줍니다.

중반부로 넘어가면 이야기는 본격적인 입자 사냥으로 치닫습니다. 하늘에서 쏟아지는 우주선을 관측하고, 안개상자와 거품상자라는 기발한 도구를 이용해 보이지 않는 입자의 궤적을 선으로 포착해내는 과정은 마치 보물찾기와 같습니다. 

1974년 11월, 물리학계를 발칵 뒤집어놓은 '11월 혁명'에 대한 묘사는 압권입니다. 이론으로만 존재했던 맵시쿼크(charm quark)가 실제로 발견되던 순간, 물리학자들은 마치 성배를 발견한 기사단처럼 환호했습니다. 저자 로버트 칸과 크리스 퀴그는 당시 연구소의 공기, 동료들의 표정까지 담아내며 이 혁명의 무게감을 전달합니다.

이어서 현대 물리학의 뼈대인 표준모형이 어떻게 살을 붙여나갔는지를 다룹니다. "기능은 형태를 따른다"라는 건축학적 격언을 물리학에 대입하며, 우주의 기본 상호작용들이 어떻게 하나의 체계로 통합되는지 보여줍니다.

클라이맥스는 2012년 7월 4일, 스위스 CERN(유럽핵입자연구소)의 풍경입니다. 50년 전 가설로만 존재했던 힉스보손의 존재가 확인되던 날입니다.

노령의 피터 힉스가 자신의 이름을 딴 입자가 발견되었다는 소식에 눈물을 훔치던 장면은 가장 인간적인 순간 중 하나입니다. 수십조 원의 예산과 대학 캠퍼스만 한 가속기가 필요한 이유는 단 하나, 바로 이 찰나의 우아함을 확인하기 위해서였습니다.

우리가 지금까지 알아낸 표준모형은 우주라는 거대한 콘텐츠의 고작 5%에 불과하다는 사실을 짚어줍니다. 암흑물질과 암흑에너지라는 95%의 미지는 여전히 우리를 기다리고 있습니다. 물리학은 정복해야 할 대상이 아니라, 끝없이 질문을 던지는 과정 그 자체라는 것을 이야기합니다.

세상은 복잡해 보이지만 그 기저에는 놀라울 정도로 정교한 질서가 흐르고 있습니다. 『자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가』는 그 질서를 찾아 나선 인류의 지적인 발자취를 보여줍니다. 600쪽이라는 두께가 무색할 만큼, 입자 빔의 궤적을 따라가는 짜릿한 속도감을 느끼게 될 겁니다.

#자연은왜이토록단순하면서도아름다운가 #로버트칸 #크리스퀴그 #알에이치코리아 #물리학 #힉스보손 #입자물리학 #과학 #인디캣

도서를 제공받아 주관적으로 작성한 글입니다.

＜자연은 왜 이토록 단순하면서 아름다운가＞는 우주의 구조를 설명하는 책이지만,

그보다 더 인상적인 것은 그 구조를 밝혀내기 위해 

수많은 과학자들이 어떤 방식으로 실패하고, 다치고, 다시 도전하는 

과학에 대한 열정을 고스란히 보여주고 있다.

가령 초창기 원자 연구의 시대, 

어떤 과학자들은 번개와 같은 고전압을 이용해 물질을 쪼개려 했다.

눈에 보이지 않는 입자를 확인하기 위해

그들은 자연의 가장 거칠고 위험한 힘을 실험실로 끌어들이려 했던 것이다.

또 한편에서는 더 충격적인 장면도 등장한다.

방사능의 위험이 제대로 알려지지 않았던 시절,

연구자들은 아무런 보호 장비 없이 방사성 물질을 다루었고,

그 과정에서 자신의 몸이 서서히 망가져 가는 줄도 모른 채 연구를 계속했다.

과학은 그렇게 누군가의 몸을 통과해, 겨우 한 걸음씩 앞으로 나아갔다.

이 책은 이런 실패와 사고를 숨기지 않는다.

오히려 그 불완전함 속에서 과학이 어떻게 만들어졌는지를 보여준다.

예를 들어 입자의 흔적을 보기 위해 개발된 구름상자와 버블 챔버는

완벽한 장비라기보다,

“보이지 않는 것을 어떻게든 보이게 만들고 싶다”는 집착에서 탄생한 도구였다.

눈으로 직접 볼 수 없는 세계를

‘흔적’이라는 간접적인 방식으로 읽어내기 시작한 순간,

인간은 전혀 다른 차원의 이해에 발을 들이게 된다.

그리고 이 과정에는 언제나 경쟁과 협력이 함께 있었다.

더 작은 입자를 먼저 발견하기 위해 연구소들은 서로를 견제하면서도,

동시에 하나의 실험을 완성하기 위해 수백, 수천 명이 협력해야 했다.

거대한 입자가속기는 단 한 사람의 업적이 아니라

인류 전체가 만들어낸 ‘집단적인 시선’에 가까웠다.

하지만 무엇보다 흥미로운 것은,

이 모든 발견이 철저한 계획만으로 이루어진 것이 아니라는 점이다.

어떤 입자는 애초에 찾으려던 것이 아니었고,

어떤 결과는 ‘오류’로 여겨져 버려질 뻔했다.

그럼에도 불구하고 누군가는 그 사소한 흔적을 그냥 넘기지 않았고,

그 집요함이 결국 새로운 세계를 열어놓았다.

이 책을 따라가다 보면 우리가 알고 있는 ‘표준모형’이라는 정교한 이론 역시

완벽하게 설계된 결과물이 아니라 

수많은 우연과 시행착오, 그리고 집착이 쌓여 만들어진 것임을 깨닫게 된다.

그렇게 어렵게 도달한 결론은 의외로 단순하다.

우주는 몇 가지 기본 입자와 힘으로 이루어져 있다는 것.

그러나 동시에, 우리가 설명할 수 있는 것은

전체의 극히 일부에 불과하다는 사실이다.

우리는 이 세상과 우주를 제대로 이해하고 있을까?

우리는 절대 이 세상에 존재하는 힘과 우주를 온전히 이해할 수 없을 것이다. 

그럼에도 불구하고 끝내 이해하려는 노력을 포기하지 않는

인간의 위대한 이야기가 이 책에 담겨 있으니 

이 책은 과학책이 아니라 위인전이고 

우주의 이야기가 아니라 인간의 이야기였다. 



현대 물리학이 밝혀낸 세계의 질서

로버트 칸, 크리스 퀴그 저 | 알에이치코리아(RHK)

과학이 이렇게 아름다울 수 있을까? 책은 서문부터 온통 우주 이야기!!!!

우리는 흔히 과학을 정답의 언어라고 생각한다. 공식으로 설명되고, 실험으로 증명되는 단단한 세계.

하지만 이 책을 읽다 보면 과학은 오히려 질문의 언어라는 생각이 들었다.

보이지 않는 것을 상상하고, 존재를 확신할 수 없는 것을 끝까지 추적하며, 단 하나의 법칙으로 세계를 설명하려는 시도.

그 과정은 놀랍도록 간결하면서도, 설명할 수 없을 만큼 깊고 아름답다.

전자에서 쿼크로, 그리고 힉스 보손에 이르기까지 물질의 가장 근본을 향해 나아가는 여정은 점점 더 복잡해지는 것이 아니라 오히려 더 단순한 방향으로 수렴한다.

수많은 현상을 설명하는 하나의 법칙,

무한한 세계를 지탱하는 몇 개의 기본 입자와 힘.

그 단순함 속에서 우리는

세계가 얼마나 정교하게 구성되어 있는지를

다시 첫 줄의 질문으로 돌아가 아름다움이란 뭘까?

어쩌면 아름다움이란 복잡함을 제거하고 남은 본질의 형태일지도 모른다.

그런 의미에서 이 책은 그 본질에 가장 가까운 기록이다.

첨단과학 대우주 시대를 살며 우리는 눈에 보이는 세계를 믿으며 살아간다. 하지만 물리학은 언제나 그 바깥을 향해 질문해왔다. 보이지 않는 것을 어떻게 증명할 것인가. 혹은 존재를 확신할 수 없는 것을 어떻게 이해할 것인가.

특히 인상적인 지점은 이 책이 대단한 발견의 결과보다 발견의 순간, 즉 과정을 보여준다는 점이다.

1974년, 아무도 예상하지 못했던 새로운 입자의 등장.

2012년, CERN에서 확인된 힉스 보손이 담담한 목소리로 말했던 문장!!

“마침내 그것을 찾았습니다.”

과학은 결과의 학문이 아니라 ‘끝까지 포기하지 않는 시간’의 학문이라는 사실을 깨닫게 된다.

우주는 여전히 미지로 가득하다. 암흑물질, 암흑에너지, 물질과 반물질의 불균형. 현재의 물리학이 설명할 수 있는 것은 전체의 5%에 불과하다고 한다. 하지만 바로 그 ‘모름’이 과학을 더 아름답게 만드는 것 아닐까?

완성된 세계가 아니라 계속해서 확장되는 세계. 이 책은 그 확장의 한가운데로 독자를 초대한다.

우리는 왜, 어떻게 이 세상에 존재할 수 있는 것일까? 세계를 아주 작은 단위로 쪼갠다면 그 안에는 무엇이 있을까? 이 책은 세계에 대한 궁금증을 해결하기 위해 인생을 바친 과학자들의 발자취를 꼼꼼히 따라가는 책이다.

원자, 전자와 같은 단어들이 '그 단어'로 자리매김하기까지 어떤 실험을 거쳐왔는지, 이 책이 아니었으면 이토록 자세히 그리고 생생히 경험하지는 못했을 듯싶다. 온갖 도구를 동원하여 변인을 통제하고, 수많은 실패 끝에 하나의 설득 가능한 진리를 도출해내는 과학자들의 기록이 그 자체로 경이롭고 흥미진진하다. 또한 그 발견이 우리 생활 곳곳에 스미어 있다는 사실도. (전자빔 가공법이 모든 형태의 열 수축 자재를 만드는 데 쓰인다든가, 거대한 입자가속기의 출현이 mri 기술의 발전으로 가는 기반이 되었다든가 하는 사실.)

과학은 한 순간의 거대한 발전이 이룩한 결과물로 구성되는 것이 아니라, 무수히 많은 실패를 거듭하여 촘촘하게 이어온 끈질김의 결과라는 것이 놀랍고 감동적이다! 오늘도 세계에 무수한 질문을 던지는 모든 사람들에게 일독을 권한다.

과학의 발전사 속 여러 연구 이야기를 다른 과학책에서는 보기 어려웠던 현장자의 시선으로 생생하게 풀어냈다. 

우리가 우주의 원리에 관해 더 많이 알고, 더 많은 것을 이해할수록 오히려 그에 대한 답은 더욱 단순해져왔다는 문장이 읽을수록 와닿는다. 

세상에 혁명을 일으킨 과학의 발전을 다루었다는 점도 좋았지만, 개인적으로는 실패한 과학자들의 실험 이야기까지 함께 담겨 있어 더 흥미롭게 읽을 수 있었다. 연구에 대한 열정, 과학자들의 집요함, 그리고 모든 일은 항상 계획대로 흘러가지 않는다는 메시지까지 전해진다. 단순히 과학의 발전사에 대해 다루는 데 그치지 않고 삶 전체를 관통하는 통찰까지 얻을 수 있는 책이다.

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