가볍게 풀어가는 물리학 교양서이다. 물리학과 관련된 궁금증 114개를 선정하여 질문과 답변으로 풀어보는 방식으로 이야기를 전개하고 있다. '왜 자동차는 쌩하는 소리를 내며 달리는 걸까?'처럼 세상에 대한 작은 궁금증에서부터 '빅뱅이론'과 같은 우주의 원리에 이르기까지 물리학의 기본지식을 전하고 있다.

다양한 범주의 이야기들이 소개된다. 상식적 이야기도 있고 양자물리학의 어려운 개념도 소개되어 있다. '왜 식물은 초록색일까?'라는 질문에서 식물의 광합성 작용과 함께 태양을 구성하는 대부분의 색이 초록색이라는 사실을 전해준다. 고양이가 죽었으면서도 살아 있을 수 있다는 '슈뢰딩거의 고양이' 비유를 통해 양자역학의 개념을 설명하기도 한다. 방사능 원소의 연구과정에서 방사능에 오염된 마리 퀴리의 관에는 오염 방지를 위해 2.5센티미터 두께의 납으로 둘러쌓여져 있다는 사실도 소개된다.

뉴턴의 고전물리학에서부터 양자역학과 상대성 원리 등으로 이루어진 현대물리학에 이르기까지 다양한 개념들을 살펴보는 재미가 있다. 기초물리학, 생물물리학, 힘, 입자, 천체, 우주학, 날씨, 물질, 기술, 컴퓨터와 전자기기 등 11개 카테고리로 나누어 물리학의 핵심개념들을 가볍게 터치하고 있다. 우리의 일상이나 삶에 미치는 다양한 물리학의 법칙과 규칙을 깨닫게 해 주는 것이 이 책의 주된 집필 의도로 보인다. 그 결과 일반인들이 복잡한 물리학의 난해함에 기죽지 않으면서도 과학의 경이로움을 맛볼 수 있다.  

밤하늘의 신비인 오로라는 태양 방사선이 지구 대기와 충돌하면서 생긴다고 한다. 오로라에 초록색이 많은 것은 대기중에 가장 많은 질소가 방출하는 색이 바로 초록색이기 때문이라고 한다. 오로라를 북극지역에서 주로 볼 수 있는 이유는 태양풍이 전자기를 띠고 있어서 지구자기장에 의해 북극 쪽으로 당겨진 후, 대기 안쪽으로 끌려 들어오기 때문이라고 한다. 이런 지식들을 알고 오로라를 구경하면 한층 더 재미가 있을 것 같다.

책의 제목 아래 글이 눈길을 이끕니다. ‘나는 알고 너는 모르는 인문 교양 아카이브’. 교양수업이라고 하면 대부분의 사람이 알아야 할 수준의 지식이며, 이 책에서 다루는 내용도 생활 속의 물리학이기 때문에 다른 사람이 모르는 전문적인 내용도 아니라고 생각하였기 때문입니다. 과연 일상생활에서의 물리학은 어떤 것들이 있는지 빨리 알고 싶을 뿐입니다.

이 책에서는 물리학자, 기초물리학, 생물물리학, 힘, 입자, 천체, 우주학, 날씨, 물질, 기술, 컴퓨터와 전자기기라는 대주제에 대한 114가지의 질문으로 구성되어 있습니다. 교양 물리학답게 어려운 용어나 공식을 사용하지 않고 과학원리를 단 두 페이지 분량으로 쉽게 설명하고 있습니다. 또한, 교양수업이라는 명목 하에 각 대주제의 마지막 부분에는 퀴즈를 출제하여 읽었던 내용을 다시 한 번 복습하도록 하였습니다.

아인슈타인 이후 최고의 물리학자인 리처드 파인만은 2차 세계대전 중 미국의 핵무기 프로젝트인 맨해튼 프로젝트의 일원으로 선발되어 실제 원자폭탄의 위력을 계산하는 일을 하였다고 합니다. 지루한 것을 참지 못하는 그는 원자폭탄 관련 문서도 함께 들어 있는 캐비닛의 자물쇠를 주기적으로 따고 자신이 연구에 필요한 보고서를 가져가곤 했습니다. 전쟁 중에 최고의 보안시설의 비밀문서를 훔쳐 볼 정도의 호기심이 그의 물리학에 대한 열정을 대변하지 않나 생각해 봅니다.

우리는 물 속에 조금만 깊이 들어가도 수압으로 인하여 숨쉬기가 힘든 경험이 있을 것입니다. 이러한 압력은 대기중에도 존재하고 있으며, 우리는 항상 대기압을 받고 있습니다. 우리 머리 위에는 공기, 먼지, 물이 수십 킬로미터의 높이로 있지만, 압력의 균형으로 인해 우리는 느끼지 못한다고 합니다. 우리 머리 위 공기의 무게는 코뿔소 5마리의 무게의 공기가 있다고 합니다. 다행히 이 공기는 기체이지만 유체처럼 행동하기 때문에 무게가 아래 방향으로만 작용하지 않고 모든 방향으로 고르게 분포한다고 합니다. 우리 몸에 작용하는 평균 기압이라는 약 100킬로파스칼의 압력이 존재하는데, 우리 몸은 자연적으로 이 압력에 견딜 수 있도록 적응되어 있다고 합니다. 그래서, 적응되지 않은 물 속에 들어가면 압력의 변화를 크게 느끼게 되는 것입니다.

일상 생활이 물리학과 대부분 연결되어 있다는 것을 알고 있었지만, 공식이나 어려운 용어 없이 그 원리를 이해할 수 있다는 것이 신기했습니다. 물리학 공부를 처음에는 이렇게 시작한다면, 많은 학생들이 재미있는 이야기처럼 부담감없이 공부할 수 있을 것이라는 생각도 해 봅니다. :)

(출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.)

이 책을 읽으면,물리학에 있어서 아주 당연하게 생각하는 상식들이,그 시대에는 상식이 아니었음을 알 수가 있다.그 대표적인 사례가 마리퀴리였다.그는 방사선 물질을 개발하여,노벨물리학상,노벨 화학상을 타게 되었고, 고국 폴란드를 화학원소에 넣어서 세상에 널리 알리게 된다.하지만 그녀의 삶은 화학물질 방사선 물질 연구로 인하여 방사선에 중독된 상태였으며, 죽은 이후 시신이 납에 감싸야 할 정도로 몸 속에 방사선 물질이 축적되고 있다.


이 책은 물리학자들이 여럿 소개되고 있다.소위 괴짜 물리학자로 알려져 있는 리처드 파인만은 미국의 군사 기밀 공간에 침투하여, 보안문서를 들고 나온 적이 있다.그건 일반인들조차 접근할 수 있는 금기된 공간에 넘어들어갈 수 있는 자격을 리처드 파인만은 가지고 있었기 때문이다. 물론 현대에 들어서,리처드 파인만의 이러한 모습들은 허용되지 않을 뿐만 아니라, 그랬다가는 죄를 짓고 파면될 수가 있다. 



현대 물리학은 아인슈타인 이전과 이후로 나뉘게 된다.그의 유명한 방정식은 인간의 삶을 획기적으로 바꿔 놓았으며, 절대적인 과학 지식들을 상대적인 과학 지식으로 고쳐 나가게 된다. 뉴턴 시대를 고전물리학이라고 일컫는 이유는 그 당시에는 사람들이 하나의 통일된 과학적인 진리를 철썩같이 믿었기 때문이다.하지만 이후, 천동설이 지동설이 되고, 아인슈타인에 의해서 빛에 대한 이해를 돕는 특수상대성이론이 우리 앞에 놓여짐으로서,빛에 대한 절대적인 가치에 대해서 새로운 시선으로 바라보게 되었다. 즉 이러한 변화는 인간의 한계를 극복할 수 있는지 아닌지 검증하는 과정에서 나타난 통찰이며, 우주의 에너지와 빛의 실체, 인간에게 물리학이란 어떤 목적으로 쓰여져야 하는지 하나의 기준점을 제시하고 있었다.


이 책에서 소개하고 있는 물리학적인 지식들은 지금은 당연하게 생각하는 물리학적 이론들이 처음에는 당연하지 않았다.소위 우리가 널리 쓰고 있는 기본단위조차도 말이다.그것은 기본단위를 하나로 통일함으로서, 과학발전에 지대한 공을 세웠으며, 상품의 표준화가 가능하게 되었다.이러한 변화들이 이 책에 나와 있었으며,우리에게 물리학이란 물리는 학문이 아닌 인간의 인식과 자각을 바꿔 놓은 획기적인 학문, 혁신적인 한문이라는 것을 생각하게 된다.

어렸을 때 과학을 공부할 때 과학을 왜 공부하는지, 과학이 도대체 무엇인지, 과학이 우리 생활에 어떻게 쓰이는지 알지 못한 채 시험점수를 잘 맞기 위해 그냥 달달 외우는 식의 공부를 해서 지금 머리에 남은게 몇 없습니다. 과학이 암기과목(우리나라에만 적용되는 것 같음...)은 맞지만 조금만 눈을 돌려 우리 실생활에 과학이 어떻게 적용되었는지 관심을 가졌다면 공부도 잘하고 혹 과학자가 되었을 수도 있었겠다고 생각합니다.

그래서 지금이라도 과학이 어떻게 실생활에 이용되고 어떻게 응용되는지 알고 싶어졌고 상식을 넓히고 싶었고 또한, 아이가 과학을 저처럼 외우는 방식이 아닌 이해하고 실생활과 접목하여 뭔가 새로운 상상력과 창의력을 키워주고 싶어 이 책을 접하게 되었습니다.

이 책은 과학에서도 물리학 부분을 실었는데 물리학의 대가 아인슈타인 이야기부터 꺼냅니다. 아인슈타인에 대해 개인적으로 궁금한 점이 많았고 이런 위인들은 어떤 삶을 살아왔는지 너무 궁금했고 어떤 삶을 살았기에 이런 업적을 남겼을까 너무 알고 싶어집니다.

아인슈타인의 업적과 천재성을 알려주고 잘못 알고 있는 부분 등을 잘 설명해 줍니다.

물리학의 경이로움을 맛보게 해주는 질문 114가지를 통해 많은 질문들이 서로 연결되어 있다는 것을 알게 되고 우리 주변의 법칙과 규칙은 서로 연결되어 있다는 것을 깨닫게 해줍니다.

여러가지 다양한 생활속의 물리학을 보여주고 물리학이 이토록 경이로운 존재인가를 확인하게 하고 관심갖게 해줍니다. 너무 깊이 물리학에 들어가지 않아 부담없이 물리학을 만날 수 있고 물리학의 상식을 넓힐 수 있습니다.

상식을 쌓고 생활속의 물리학을 통해 이 세상을 새롭고 신비롭게 생각할 수 있는 계기가 되었고 생활속에서 물리학을 생각하게 합니다.

‘있어빌리티’라는 말이 언젠가부터 사람들 입에 오르내리기 시작했다. 좋은 의미라고 볼 수는 없다. ‘있어보인다’와 능력을 뜻하는 영단어 ‘ability'의 합성어인 ’있어빌리티‘는 허상에 사로잡혀서라도 물질적인 만족감을 느끼고자 하는 시대의 어두운 자화상이 반영되어 있다고 볼 수 있기 때문이다. 그러나 모든 것에 양면성이 있듯이, 이런 능력이 진짜 ’있는 사람‘으로 만드는 원동력이 될 수도 있을 것이다. 아무튼, 이 표현은 불완전한 상태를 의미한다.

자, 그럼 지식의 영역에서 ‘있어빌리티’는 어떤 역할을 할까? 마찬가지다. 내실이 다져지지 않은 채 있어빌리티로 계속 가다 보면 망신을 피할 수 없을 것이다. 그러나 어느 정도 수준으로 올라서기 위해서는 있어빌리티가 필요하다. 디딤돌 역할을 할 수 있는 것이다. 이번에 토트출판사에서 나온 ‘있어빌리티 교양수업’의 새로운 시리즈인 ‘생활 속의 물리학’은 우리의 생활 속의 현상이나 유명한 일화 등을 바탕으로 물리학의 세계가 어떤 것인지 그 일면을 맛볼 수 있게 해준다.

총 11장으로 구성된 이 책은 먼저 사람을 다룬다. 학습 부진을 겪었다는 어린 시절의 아인슈타인이 실은 물리 분야에서 얼마나 비범한 재능을 보였는지를 알려주면서 그의 최대의 과학적 업적인 상대성 이론의 가치를 간결하게 소개한다. 아인슈타인으로 포문을 연 물리학자 파트에서는 고대 그리스의 탈레스, 아리스토텔레스, 아르키메데스, 프톨레마이오스 등의 인물들이 최초의 물리학자 대열에 거론될 수 있음을 설명하면서, 이들의 어깨 위에서 첫 번재 혁명적인 물리학 업적을 이룩한 아이작 뉴턴을 소개한다. 이밖에 체면 때문에 황당한 죽음을 맞은 위대한 물리학자부터 시대의 억압에 맞서 과학적 진리를 수호한 인물까지 물리학의 기초를 다진 다양한 인물들이 소개된다.

2장에서 5장까지는 물리학의 기초적인 지식을 다양한 일상 생활의 현상을 통해 소개한다. 현대물리학에서 가장 중요한 전제조건인 빛의 성질과 양자역학을 통한 물리 현상의 궁극적 모순을 효과적으로 설명한 슈뢰딩거의 고양이가 등장한다. 또 자동차의 쌩하는 소리가 가깝고 멀어지는 현상을 빅뱅 이론의 원리를 간결하고 재미있게 소개하고 있기도 하다. 6장과 7장에서는 지구밖 천체와 우주를 다룬다. 행성이 동그란 이유, 밤하늘이 반짝이는 이유, 태양의 온도, 우주의 종말 등 인간이 상상할 수 있는 가장 넓은 관점에서 물리학이 인간과 우주의 운명에 관해 어떤 설명을 할 수 있는지 다루고 있다.

8장에서 마지막 11장 사이에서는 날씨와 물질, 기술, 컴퓨터와 전자기기까지 등 지금 우리의 삶과 미래 생활의 전망을 다룬다. 기상과학에서 최근에 가장 이슈가 되고 있는 현상인 ‘화염 회오리’ 현상과 코로나만큼이나 우리의 삶을 위협하고 있는 핵폐기물 문제, 와이파이의 작동 원리, 양자 컴퓨터의 상용화 가능성 등을 이야기한다. 모두 우리의 삶의 방식을 바꿨거나 바꿀 이슈들이다.

각 장마다 마지막에 간단한 퀴즈 코너를 덧붙여 쉬어가면서 내용을 정리할 수 있게 해주고 있다. 이 책을 통해 있어보이는 단계를 잘 밟은 다음, 진짜 있는 단계로 나가고 싶다는 마음을 가지게 된다면, 독자에게 최고의 선물이 될 것이다. 이 책은 대화의 질 뿐만 아니라 삶의 수준을 높이는 독서여행의 초대장이다.

 

 

 

 

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이 책은 ‘있어빌리티 교양수업’ 시리즈의 하나로 물리학을 다루는 책입니다. 있어빌리티 시리즈가 그렇듯이 이 책도 물리학의 기초부터 시작해서 아주 쉽게 물리학의 전반적인 내용들을 차근차근 설명해주는 책입니다. 이 책은 챕터1 ‘물리학자’로부터 시작해서 ‘컴퓨터와 전자기기’까지 모두 11개의 챕터로 나누어 총 114개의 질문에 답하는 형식으로 구성되어 있습니다. 또 각 장의 말미에는 10개의 뜻밖의 질문이 담긴 스피드퀴즈가 제시되어 있어서 퀴즈를 풀며 확인 과정을 거칠 수 있도록 배려하고 있습니다.

제게 이 책에서 가장 흥미로운 부분은 엔트로피를 다룬 부분입니다. 엔트로피는 1850년 클라우지우스가 열에너지의 변형과 관련된 현상을 설명하기 위하여 에너지(energy)라는 단어와 그리스어의 변형(tropy)이라는 말을 합성한 것으로 물질의 열적 상태를 나타내는 물리량으로 '계(시스템)의 단위 온도당 쓸모없는 열에너지의 척도'라고 정의합니다. 또 엔트로피는 종종 '무질서도'라고 불리며 언제나 증가하는 속성을 가졌습니다.

예를 들어 냄비 속 끓는 물에 얼음 덩어리가 빠졌을 때, 처음에는 얼음의 한쪽은 차갑고 다른 한쪽은 뜨거울 것이며 얼음 원자는 비교적 질서 있는 상태일 것이나 시간이 지나면 전체 온도가 똑같아지고 처음에 얼음에 있던 원자는 녹으면서 냄비 안의 물과 섞이게 됩니다. 즉 시간이 지나면서 냄비 속 시스템 안의 무질서 즉 엔트로피가 증가하는 것이죠. 이러한 특성으로 엔트로피는 '시간의 화살'이라고 불리기도 합니다. 왜냐하면 늘 한 방향으로만 움직이면서 항상 점점 커지기 때문이죠.

그렇다면 의문이 드는 것이 엔트로피가 증가하기만 하고 만물의 질서가 계속 줄어들어 혼란 상태가 가중된다면 어떻게 별, 행성, 심지어 인간과 같이 질서를 가진 엔트로피 법칙에 어긋나 보이는 물체가 형성될 수 있었을까요? 이에 대한 대답은 전반적인 엔트로피가 늘 증가하지만, 일부 지역에서는 엔트로피가 감소할 수도 있다는 것입니다. 앞의 예를 이어서 말하면 냉동실에서 얼음을 만들 때 물의 엔트로피는 감소하지만 냉동실 밖의 전체 엔트로피는 이에 비례해서 증가하는 것을 들 수 있습니다.

이렇게 이 책에 실려 있는 각 질문 하나 하나가 물리학의 큰 주제들입니다. 이러한 주제들을 한 두 페이지로 상당히 간략하면서 이해하기 쉽게 이야기하고 있습니다. 이렇게 이 책은 물리학자, 기초물리학, 생물물리학, 힘, 입자, 천체, 우주학, 날씨, 물질, 기술, 컴퓨터와 전자기기 등 호기심을 불러일으키는 물리학의 대표적인 내용들을 11개 카테고리로 나누어서 설명해 주는 책입니다. 현대문명은 아마도 물리학에 가장 큰 빛을 지고 있다고 해도 과언이 아니겠죠. 이 책이 그러한 내용을 쉽고 재미있게 잘 설명하고 있는 좋은 물리학 교양서라 하겠습니다.

생활 속의 물리학, 쉽게 감이 오지 않을 것이다. 우리는 교육과정에서 물리학 수업을 받았고, 나름의 활용도나 학문적 의미, 혹은 실생활에서 어떻게 활용 할 수 있는지, 이를 진지하게 생각해 본 사람은 많지 않을 것이다. 하지만 시대가 변하면서 다양한 영역의 학문들이 서로 융합된 모습으로 좋은 효과를 내고 있고, 이 책도 어려운 물리학을 조금 더 쉬운 관점에서 독자들에게 전하며, 물리학이 인간의 삶에 주는 혜택과 과학 기술의 변화상, 결과물은 또 무엇인지 생각하게 한다.

교재의 내용을 접하게 되는 순간, 느끼게 되는 감정은 다양하지만, 생각보다 물리학의 영역을 말하는듯 하면서도 인문학적 가치나 철학적 느낌을 받게 될 것이다. 그만큼 과학은 모든 학문의 연결고리, 일상 속에서 우리는 과학적 현상과 마주하며 살아가지만, 과학을 교육과정에서 배웠던 어려운 이론 학문으로 여기는 편견이 있기에 그럴 것이다. 있어빌리티 교양수업_생활 속의 물리학을 통해 우리가 쉽게 생각하지 않지만, 생각하게 되는 순간, 확실한 성과나 변화상을 발견 할 수 있는 요소들이 무엇인지 판단해 보자.

책에서 말하는 우주에 대한 언급이나 물리학 발전에 기여한 인물들의 생애를 간략히 접하면서, 그들이 무조건 물리학 연구에만 매진한 것도 아니며, 때로는 수학적 해석이나 결과도출, 이런 과정을 통해 인간의 삶에 어떤 효용성이나 유용함을 제공 할 수 있는지, 종합적인 관점에서 접근했다는 사실에 공감하게 될 것이다. 특히 광활한 우주학에 대한 언급이나 일상에서 누구나 매번 검색에 의존하지만 날씨의 중요성과 필요성, 컴퓨터와 전자기기는 생활 속에서 가장 필요한 존재가 되었다는 사실을 알게 된다.

누구나 어떤 일을 하거나 취미생활을 하더라도, 이제는 과학없이는 불가능 할 정도로 생활 밀착형 현상이 되었고, 이 책을 통해 관련 분야를 쉽게 배우며 교양지식도 배우지만, 내가 몰랐던 부분을 알게 되면서 느끼는 감정보다는 간과했던 부분에 대한 재해석이나 재발견에 주목해 보는 것은 어떨까? 물리학이 주는 다양한 의미와 해석은 존재해도, 이를 일상에서 녹이면서 활용 할 수 있는 방안에 대해 소개한 책은 드물 것이다. 있어빌리티 교양수업 _ 생활 속의 물리학을 통해 많은 것을 배워 보자.