소소한 일상을 특별하게 만드는
신기하고 위대한 물리 여행

스마트폰으로 음악을 들으려면 우선 디지털 부호를 대기의 밀도에 따라 음파로 변조해야 한다. 배터리에 저장된 전기적 위치에너지를 운동에너지로 전환하는 것은 초당 수백 회로 회전하는 전동 칫솔의 기본 원리다. 토스트 한 장을 굽기 위해서는 전기 에너지를 열과 빛으로 전환시켜야 하는데 열역학 제1법칙과 전자기학, 양자역학이 그와 관련되어 있다. 냉장고는 입으로 불어서 뜨거운 커피를 식히는 것과 같은 증발 냉각 방식으로 내부 온도를 내린다. 우리가 모르는 곳을 운전할 때 도움을 받는 내비게이션이나 위치탐색기의 GPS 원리는 아인슈타인의 상대성 이론 덕분이다.

엘리베이터의 기본 원리는 무거운 물건을 들어 올리는 도르래와 같다. 하지만 빌딩 꼭대기 층이 가까워지면서 무중력 상태를 느끼는 이유는 일정하게 지속되던 가속이 줄어들고 바닥면에 아래로 향하는 힘이 가해져서 일시적으로 몸무게가 가벼워졌기 때문이다. 병원에서 사용하는 X선은 라디오파, 마이크로파, 가시광선, 자외선 같은 전자기 방사선의 일종이지만 X선을 만드는 가장 일반적인 방법은 ‘변화하는 전류가 변화하는 자기장을 만들어내는’ 원리가 핵심이다. 공항 검색대의 스캐너는 밀리미터파를 사용한 ‘후방 산란’의 원리를 통해 우리의 몸과 가방 속 상태를 확인한다. 자동문의 동작센서 원리는 몸에서 나오는 빛을 감지해서 이러한 전자기적 방사선을 전기 신호로 변환해주는 야간 투시경과 같다. 모든 우리 몸 속 원자는 37도로 표현되는 평균 운동에너지로 진동하고 있다. 그리고 진동하는 전자는 전자기 스펙트럼의 적외선 영역에서 빛을 방출한다. 체온 덕분에 우리는 모두 100와트짜리 적외선 전등을 켜고 있는 셈인 것이다.

이 책에 등장하는 A는 물리학 원리를 바탕으로 하루를 보낸다. 그러한 원리에는 오래 전부터 전해져온 것도 있지만 아주 새롭고 참신한 것도 있다. 에너지 보존의 법칙은 우리 삶의 모든 면을 오랫동안 지배해왔다. 하지만 그에 못지않게 전자기학의 기초 원리도 중요한 역할을 담당한다. 이러한 기본 개념들이 A의 일과를 따라 반복적으로 여러 번 사용되면서 그의 하루는 결코 평범하지 않은 날이 되었다. 저자는 생소한 과학 이론을 따분하게 설명하거나 대충 얼버무리지 않고 핵심 원리만을 뽑아내어 우리가 일상에서 자주 사용하는 기기들에 연결시킴으로써 호기심 많은 독자들을 신기한 물리 세상으로 안내한다. 어렵고 골치 아픈 사물의 원리를 색다른 관점으로 설명하는 이 책을 읽다 보면, 순간 ‘아하!’ 하는 깨달음과 함께 우리가 늘 사용하는 모든 물건이 더욱 새롭고 가깝게 다가올 것이다.