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서문
감사의 글 기원전 137억 년 빅뱅 기원전 30억 년 블랙 다이아몬드 기원전 20억 년 선사시대 원자로 기원전 3만 년 투창기 기원전 2만 년 부메랑 기원전 3000년 해시계 기원전 2,500년 트러스 기원전 1,850년 아치 기원전 1000년 올메크 나침반 기원전 341년 석궁 기원전 250년 바그다드 배터리 기원전 250년 사이폰 기원전 250년 아르키메데스의 부력 원리 기원전 250년 아르키메데스의 나선형 양수기 기원전 240년 에라토스테네스의 지구 측량 기원전 230년 도르래 기원전 212년 아르키메데스의 발화 거울 기원전 125년 안티키테라 장치 50년 헤론의 제트엔진 50년 톱니바퀴 78년 세인트 엘모의 불 1132년 대포 1150년 영구기관 1200년 투석기 1304년 무지개 1338년 모래시계 1543년 태양 중심의 우주 1596년 《우주의 신비》 1600년 《자석에 대하여》 1608년 망원경 1609년 케플러의 행성운동 법칙 1610년 토성 고리의 발견 1611년 케플러의 육각형 눈 결정 1620년 마찰 발광 1621년 스넬의 굴절 법칙 1621년 북극광 1638년 낙하하는 물체의 가속도 1643년 기압계 1644년 운동량 보존 법칙 1660년 훅의 탄성 법칙 1660년 폰 게리케의 정전 발전기 1662년 보일의 법칙 1665년 《마이크로그라피아》 1669년 아몽통의 마찰 법칙 1672년 태양계 계측 1672년 뉴턴의 프리즘 1673년 등시곡선 1687년 뉴턴의 운동 법칙과 만유인력 법칙 1687년 모두에게 영감을 준 뉴턴 1711년 소리굽쇠 1728년 탈출속도 1738년 베르누이의 유체역학 법칙 1744년 라이덴 병 1752년 벤저민 프랭클린의 연 1761년 검은 방울 효과 1766년 보데의 행성 거리 법칙 1777년 리히텐베르크 도형 1779년 검은 눈 은하 1783년 블랙홀 1785년 쿨롱의 정전기 법칙 1787년 샤를의 법칙 1796년 성운설 1798년 캐번디시의 지구 무게 측정 1800년 배터리 1801년 빛의 파동성 1803년 헨리의 법칙 1807년 푸리에 분석 1808년 원자 이론 1811년 아보가드로의 법칙 1814년 프라운호퍼 선 1814년 라플라스의 악마 1815년 브루스터의 광학 1816년 청진기 1822년 푸리에의 열전도 법칙 1823년 올버스의 역설 1824년 온실 효과 1824년 카르노 열기관 1825년 앙페르의 전자기 법칙 1826년 괴물 파도 1827년 옴의 법칙 1827년 브라운 운동 1829년 그레이엄의 법칙 1831년 패러데이의 유도 법칙 1834년 솔리톤 1835년 가우스와 단자극 1838년 별의 시차 1839년 연료전지 1840년 푸아죄유의 유체 흐름 법칙 1840년 줄의 전기가열 법칙 1841년 기념일 시계 1841년 광섬유 1842년 도플러 효과 1843년 에너지 보존 법칙 1844년 I빔 1845년 키르히호프의 전기회로 법칙 1846년 해왕성의 발견 1850년 열역학 제2법칙 1850년 미끄러운 얼음 1851년 푸코의 진자 1851년 스토크스의 점성 법칙 1852년 자이로스코프 1852년 스토크스의 형광 현상 1857년 바위스-발롯의 날씨 법칙 1859년 역학 이론 1861년 맥스웰 방정식 1864년 전자기 스펙트럼 1866년 표면장력 1866년 다이너마이트 1867년 맥스웰의 악령 1868년 헬륨의 발견 1870년 커브볼 1871년 레일리 산란 1873년 크룩스 복사계 1875년 볼츠만의 엔트로피 방정식 1878년 백열전구 1879년 플라즈마 1879년 홀 효과 1880년 압전 효과 1880년 재래식 음향위치추적기 1882년 검류계 1882년 녹색 섬광 1887년 마이컬슨-몰리 실험 1889년 킬로그램의 탄생 1889년 미터의 탄생 1890년 외트뵈시의 중력장 변화 연구 1891년 테슬라 코일 1892년 보온병 1895년 엑스선 1895년 퀴리의 자기 법칙 1896년 방사능 1897년 전자 1898년 질량분석기 1900년 흑체복사 법칙 1901년 클로소이드 곡선 1903년 블랙 라이트 1903년 치올콥스키의 로켓 방정식 1904년 로런츠 변환 1905년 특수상대성 이론 1905년 E=mc2 1905년 광전 효과 1905년 골프공의 오목무늬 1905년 열역학 제3법칙 1906년 진공관 1908년 가이거 계수기 1909년 제동복사 1910년 우주선(宇宙線) 1911년 초전도 1911년 원자핵 1911년 카르만의 소용돌이 1911년 윌슨의 안개상자 1912년 세페이드 변광성을 이용한 우주 계측 1912년 브래그의 회절 법칙 1913년 보어 원자 1913년 밀리컨의 기름방울 실험 1915년 일반상대성 이론 1919년 끈 이론 1921년 모두에게 영감을 준 아인슈타인 1922년 슈테른-게를라흐 실험 1923년 네온사인 1923년 콤프턴 효과 1924년 드 브로이의 관계식 1925년 파울리의 배타 원리 1926년 슈뢰딩거의 파동 방정식 1927년 하이젠베르크의 불확실성 원리 1927년 상보성 원리 1927년 채찍의 초음속폭음 1928년 디랙 방정식 1928년 양자터널 효과 1929년 허블의 우주팽창 법칙 1929년 사이클로트론 1931년 백색왜성과 찬드라세카르의 한계 1931년 야곱의 사다리 1932년 중성자 1932년 반물질 1933년 암흑물질 1933년 중성자별 1934년 체렌코프 복사 1934년 음파 발광 1935년 EPR 역설 1935년 슈뢰딩거의 고양이 1937년 초유체 1938년 핵자기공명 1942년 핵 에너지 1943년 실리퍼티 1945년 물 먹는 새 1945년 원자폭탄 리틀보이 1946년 항성 핵합성 1947년 트랜지스터 1947년 음속폭음 1947년 홀로그램 1948년 양자전기역학 1948년 텐세그리티 1948년 카시미르 효과 1949년 시간여행 1949년 방사성 탄소 연대측정 1950년 페르미의 역설 1954년 태양전지 1955년 리르의 사탑 1955년 원자 하나 1955년 원자시계 1956년 평행우주 1956년 중성미자 1956년 토카막 1958년 집적회로 1959년 달의 뒷면 1960년 다이슨 구체 1960년 레이저 1960년 종단속도 1961년 인본원리 1961년 표준모형 1962년 전자기 펄스 1963년 카오스 이론 1963년 퀘이사 1963년 라바 램프 1964년 신의 입자 1964년 쿼크 1964년 CP 위반 1964년 벨 부등식 1965년 슈퍼 탱탱볼 1965년 우주배경복사 1967년 감마선 폭발 1967년 가상 세계의 존재 1967년 타키온 1967년 뉴턴의 진자 1967년 메타물질 1969년 빛이 들지 않는 방 1971년 초대칭 1980년 우주 인플레이션 1981년 양자컴퓨터 1982년 준결정 1984년 만물의 이론 1985년 버키볼 1987년 양자 불멸 1987년 자기조직화 임계성 1988년 웜홀 타임머신 1990년 허블 망원경 1992년 연대기 보호 가설 1993년 양자 전송 1993년 스티븐 호킹과 스타트렉 1995년 보스-아인슈타인 응축 1998년 암흑 에너지 1999년 랜들-선드럼 막우주 1999년 토네이도의 최고 속도 2007년 HAARP 2008년 가장 검은 검정색 2009년 강입자충돌기 360억 년 후 빅립 1000억 년 후 우주 고립 100조 년 후 우주 소멸 100조 년 이후 양자 부활 참고문헌 그림 제공 |
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세상을 이해하는 기초과학, 물리
"세상에서 가장 불가사의한 일은 이 세상을 이해할 수 있다는 것이다." - 아인슈타인 그렇습니다. 현재 우리는 복잡한 수학공식과 물리법칙 몇 가지로 풀이되는 세상에 살고 있습니다. 아무리 기이한 천문현상이라도 과학자들은 과학 이론으로 설명해냅니다. 비록 그럴듯한 해석을 내놓기까지 몇 년이 걸릴지라도 말입이다. 물리학은 우리 주위를 둘러싼 세상과 우리 안의 세상, 그리고 저 너머에 있는 세상을 이해하는 데 필수이며, 과학의 기초입니다. 물리학은 인간의 상상력을 자극해 상대성 이론이나 끈 이론과 같은 개념을 이끌어내고, 컴퓨터나 레이저와 같은 발명을 유도하여 우리의 삶을 변화시킵니다. 이뿐만 아니라, 철학적 사고가 막다른 골목에서 돌파구를 마련할 희망의 불씨가 되는 학문이 바로 물리학입니다. 물리학의 흐름과 세상을 바꾼 아이디어를 한눈에 읽다. "시간 여행이 가능할까?" "인류는 언제 '달의 뒷면'에 첫 걸음을 디뎠을까?" "우리가 실제로 영화 '매트릭스'와 같은 세상에서 살게 될까?" 이 책은 어렵고 전문적인 논문이 아니라, 과학이나 수학을 공부하는 학생과 물리학에 관심이 많은 일반인이 즐길 수 있는 교양 백과입니다. 또한, 과학을 전공하지 않더라도 세상을 이해하는 기초 학문인 물리와 친숙해지는 데 도움이 됩니다. 이 책은 물리학의 신비에 대한 경외감을 이 한 권에 꾹꾹 눌러 담는다는 심정으로 250가지 굵직한 사건들을 신중하게 추려냈습니다. 모르긴 몰라도 역사적 중요성이 크거나 물리학과 사회, 혹은 인간 사상에 큰 영향을 미친 사건들은 거의 다 챙기고 있습니다. 어떤 이야기는 실감 나게 피부에 와 닿으면서 재미있기까지 합니다. 각 이야기의 분량은 그리 많지 않고, 길어야 몇 단락입니다. 따라서 독자들은 구구절절하고 어려운 문장의 홍수 속에서 헤맬 필요 없이 한 주제에만 집중할 수 있습니다. 인간이 언제 달의 뒷면을 처음 보게 되었는지 알고 싶은가요? 그렇다면 바로 ‘달의 뒷면’ 페이지를 펼치면 됩니다. 고대 바그다드 배터리와 블랙 다이아몬드가 무엇인지 궁금한가요? 그렇다면 해당 페이지를 찾아 부담 없이 읽고, 또 생각이 이어지는 대로 자연스럽게 다른 이야기로 옮겨갑시다. 한 페이지로 간결하게 풀어 쓴 설명과 아름다운 그림을 통해 재미있게 읽을 수 있습니다. 이 책을 읽는 방법 이 책에서 관심 있는 주제를 찾아 읽을 때는 목차를 십분 활용하기 바랍니다. 이야기가 연대순으로 나열되어 있어서 원하는 주제가 예상치 못한 순서에 있을지도 모르기 때문입니다. 예를 들어, 양자역학은 너무 방대한 까닭에 달랑 한 페이지로 압축할 수 없었습니다. 하지만 그 대신에 흑체복사 법칙, 슈뢰딩거의 파동 방정식, 슈뢰딩거의 고양이, 평행우주, 보스-아인슈타인 응축, 파울리의 배타 원리, 양자 전송 등의 이야기를 퍼즐 조각처럼 하나씩 찾아 읽고 종합하면 양자역학이라는 큰 그림을 그릴 수 있을 것입니다. 끝으로 이 책의 저자는 다음과 같은 말을 남겼습니다. "물리학은 상상력의 한계가 어디인지, 우주가 어떻게 돌아가는지, 우리가 집이라고 부르는 이 광대한 시공간에서 우리는 어디쯤 있는지에 대한 끊임 없는 호기심을 길러준다." |