알쏭달쏭 현대물리 퍼즐의 세계로 떠나는 흥미진진한 여행!

고전물리학 퍼즐북으로 과학에 흥미가 있는 독자들에게 좋은 반응을 불러일으켰던 『물리가 날 미치게 해!』의 두 저자인 과학계의 권위자 프랭클린 포터와 크리스토퍼 야르고즈키가 새로운 책 『현대물리가 날 미치게 해!』를 가지고 다시 우리 앞에 나타났다.
이번에 출간된 『현대물리가 날 미치게 해!』에는 물리학의 최근 발견과 응용에 대해 알고 싶어하는 독자들을 위해 전편에서 다루지 않은 19세기 말과 20세기의 물리학인 현대물리학과 관련된 250여 개의 퍼즐을 담고 있다. 현대물리학은 상대성 이론과 양자역학을 중심으로 내용면에서 우리에게 신선한 충격을 주었다. 이제 우리는 상대성 이론을 통해 시간과 공간이 더 이상 절대적이 아님을 알게 되었고, 양자역학을 통해 원자가 얼마나 이상한 존재인지 알게 되었다.

이 책은 과학을 공부하는 학생부터 전문가에 이르기까지, 어느 정도 과학 지식이 있는 독자들에게 새로운 도전을 제시하고 있다. 도전은 삶은 달걀을 입구가 좁은 병에 넣었다가 다시 병 밖으로 꺼내는 고전적인 문제에서부터 상대성 이론과 관련되어 널리 알려진 쌍둥이 역설을 거쳐 거대한 우주에 관한 문제까지 이어진다. 이 책의 중간중간에는 시간과 공간의 본질, 영화와 텔레비전이 흥미를 위해 물리학을 희생시키는 과정이 설명되어 있으며, 상대성 이론에서 등장하는 놀라운 문제들도 다루고 있다.
또한 신형 유체의 특성, 공기로 작동하는 모터, 마구잡이 운동, 우리를 원자 세계로 인도해 주는 물질의 열적, 전기적, 광학적 특성을 살펴봄으로써 미시물리학의 응용에 대해서도 이야기하고 있다. 아울러 미시 세계를 탐구하고, 원자핵 부분에서는 탄소-14 연대측정법의 정확성, 원자핵 붕괴의 원인, 인간 방사능의 크기 등에 대해 도전하도록 하고 있다.
그러고 나서 별로 여행을 떠나 올버스의 역설을 통해 밤하늘이 왜 어두운지, 은하가 어떻게 중력 렌즈 구실을 하는지, 우주의 전체 에너지는 얼마인지 살펴본다. 마지막으로 진흙에 남은 자전거 바퀴 자국을 이용해 자전거의 진로를 알아내는 방법, 물을 뿜어내는 악어, 물리학 법칙을 부정하는 것처럼 보이는 우주를 기어가는 새로운 발명품까지 다양한 문제를 다루고 있다.
이 책에서 다루는 퍼즐의 수준은 간단한 문제에서부터 분석이 필요한 미묘한 문제까지 다양하다. 또한 이 책에는 문제에 대한 해답과 300개 이상의 참고문헌도 실려 있다. 대부분의 퍼즐은 특성상 수학이 필요 없고, 단지 물리학의 기본 원리를 정성(定性)적으로 적용하면 충분히 풀 수 있다. 이 책에 소개한 퍼즐들은 재미를 위한 것이다. 따라서 얼마나 많이 풀 수 있는지는 중요치 않다. 실제로 몇몇 퍼즐들은 물리학자들이 수십 년간 도전해 온 문제들로, 물리학을 잘 알고 있는 사람들조차 물리학을 실제 세계에 적용하는 것이 쉽지 않다는 사실을 깨닫게 해줄 정도이다.

현대물리학의 세계는 우리를 어리둥절하게 만들기도 하지만, 이를 잘 이용하면 멋진 신세계가 열리기도 한다. 지금은 일상화된 반도체를 이용한 전자기기, 전자현미경, 레이저, 원자력 발전, 바이오 기술, 나노 기술 등이 이러한 현대물리학의 등장으로 가능할 수 있게 된 것들이다.
이 책 『현대물리가 날 미치게 해!』는 독자들을 이상한 세계에 떨어진 앨리스로 만들어 줄 것이다. 이 세계에 적응하려면 좀 더 높은 수준의 물리에 관한 지식이 필요하다. 조금은 어렵고 낯설더라도 새로운 곳으로 여행을 떠나 신비한 경험을 한다는 기분으로 포기하지 않고 끝까지 도전한다면, 책을 읽고 나서 그만큼의 보상을 받을 수 있을 것이다.