우리 생활 속에 숨어 있는 물리 법칙
121가지의 알쏭달쏭 질문들에 대한 명쾌한 답변!

초능력은 믿을 수 있는가? 왜 하늘은 푸른가? 물리에 왜 미분 적분이 필요한가? 달은 왜 떨어지지 않는가? 자전거는 왜 넘어지지 않는가? 스키의 회전은 가능한가? 우주에 끝이 있는가? 등 평소에 우리 생활 속에서 궁금했던 것들을 속 시원하게 물리 법칙으로 설명해준다.

‘비행기는 어떻게 날 수 있을까?’처럼 일상생활 속에서 생기는 궁금증에서 물리 이론은 출발한다. ‘비행기는 어떻게 날 수 있을까?’라는 질문에, 연을 예로 두고 보자. 수평으로 불고 있는 연에 닿은 공기는 연의 기울기, 받음각에 의해 아래 방향으로 바뀐다. 그러면 공기는 아래쪽으로 힘을 받으므로 당연히 그 반작용으로 연은 위쪽으로 힘을 받는다. 이것이 양력이다. 무게 있는 물체가 뜨는 것이므로 중력과 반대 방향의 힘이 공기로부터 미치며 공기는 반드시 아래쪽 방향의 힘을 받을 것이다. 그러한 관점에서 보면 비행기가 비행을 하고 있을 때 확실히 아래쪽 방향의 공기에 의해서, 지표의 기압이 높아져 공기가 푹신하게 되어 있다. 그래서 비행기는 공기를 아래로 누르면서 뜬다.
∮ 사소한 궁금증에서 하나씩 알아가는 놀라운 물리의 세계
‘검은 것은 열선을 잘 흡수한다’고 이야기하면 학생들은 ‘우주공간은 캄캄해서 태양열을 잘 흡수하기 때문에 매우 고온일 것이라’고 말한다. 이것에 대해 이어지는 질문과 답은 ‘열은 어떻게 흡수되는가?’, ‘우주공간의 온도란 무엇인가?’ 등으로 전개될 수 있을 것이다. 우주의 대부분은 분자가 거의 없는 진공이라고 할 수 있다. 별빛은 우주공간을 통과할 뿐 그곳에 흡수되는 것은 아니다. 지구에는 대기가 있어 빛이 산란되므로 하늘이 밝지만 대기가 없는 우주공간에서는 빛을 발하는 별만 빛나고 빛이 나오지 않는 다른 공간은 아주 캄캄하다. 우주가 검은 이유는 빛을 흡수하는 것이 아니라 단지 빛이 통과하는 공간이며, 공간 그 자체로부터는 빛이 나오지 않거나 설사 빛이 나오더라도 아주 약하기 때문이다. 게다가 우주공간에는 에너지를 흡수하여서 운동하는 분자도 거의 없다. 그래서 비록 검지만 뜨거워지지 않는다.
∮ 역학에서 상대론까지, 그리고 장의 이론에서 우주까지.
물리 이론의 전반적인 부분을 모두 다루고 있는 이 책은 그 분야가 방대하지만 결코 사소하게 지나치는 부분이 없다. 설명하기 위해 인용된 물리 이론들과 관련 수식, 그림, 참고자료 등이 모든 것을 상세하게 담고 있으니 말이다. 엔트로피, 상대성 이론, 쌍둥이 패러독스, 자기력선, 빛의 파동, 중력과 자기력선은 같은 것인가, 공간의 차원과 호이겐스의 원리, 파울리의 원리와 원소의 주기율, 종파와 횡파, 유체, 분자 운동, 열, 힘, 어떻게 별까지의 거리를 측정하는가, 핵융합 등 물리학에서 결코 빠질 수 없는 중요한 것들이 모두 이 책 한 권에 담겨 있다.

책이 만들어진 과정
∮ 도쿄물리서클에서 지난 5년 동안 영재들을 위해 끊임없이 토론하고 연구한 그 결과물
도쿄물리서클은, 수업시간 또는 일상생활에서 가질 수 있는 질문들을 일단 모두 모았다. 그 중에서 흥미롭고 중요한 121가지 질문들을 골랐다. 긴 시간 동안 그리고 현직 교사들의 열띤 토론 속에서 만들어졌기 때문에 일반 학생들이 읽기에는 다소 어려운 감이 있다. 도쿄물리서클 선생님들도 책을 집필할 할 때 기존의 책들처럼 ‘이러한 법칙이 있기 때문에 이렇게 된다’라는 식의 방법으로 설명하지 않았다고 한다. 물이나 공기와 같은 유체의 흐름에 관한 현상을 다룬 단원에서는 반드시 이것은 베르누이의 정리와 그 뜻, 에너지보존법칙과 유체 압력의 성질을 표현하고 있다는 내용까지 파고 들어간다. 또 수식이 필요할 때는 피하지 않고 그대로 수록했다. 얄팍한 지식이 아니라 그와 관련된 물리 지식을 자세히 써서 그 문제에 대해서는 완벽하게 공부하기를 바랐다. 따라서 수준 높은 지식을 원하는 영재들의 욕구를 충족시켜줄 수 있는 유익한 책이다.
이 책은 전반적인 물리 이론에 대한 지식을 갖추고 더 깊게, 더 많이 공부하고자 하는 영재들에게 큰 도움이 될 것이다. 또한 곳곳에 등장하는 각종 칼럼들은 일본의 유명한 물리학자의 일대기, 흥미로운 이론, 우리 과학의 미래 등 다양한 주제를 다루고 있어 한층 볼거리를 더해준다.

∮ 도쿄물리서클의 책을 한국 영재들의 실정에 맞게 번역한 ‘영재들을 위한 과학교사 모임’ 선생님들
영재들을 위한 과학교사 모임은 우리나라 전국의 과학고등학교에서 현재 학생들을 가르치고 있는 선생님들로 구성되어 있다. 특히 이 책을 번역할 때 선생님들은 원서에서 발견된 오류들을 바르게 잡고 우리나라 교과서에 나오는 물리 용어들로 통일하는 등 더 좋은 책을 만들기 위해 노력하였다.
책을 번역하신 선생님들께서는 “ 이 책은 과학고등학교 학생 수준이라면 충분히 읽어낼 수 있으며 함께 토론하고 공부할 수 있는 유익한 내용”이라고 말했다. 또한 기존의 출판물과는 비교할 수 없을 만큼 유익한 책이라며 특목고 영재들에게 적극 추천했다.