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떨림과 울림 : 물리학자 김상욱이 바라본 우주와 세계 그리고 우리 / 김상욱

523.1 김51ㄸ

자연과학열람실(4층)

 

 

 

책소개

 

물리라는 언어를 통해 세계와 우리 존재를 바라보는 다른 눈을 뜨게 하다!

‘물리’라는 과학의 언어를 통해 세계를 읽고 생각하는 또 다른 방법을 안내하는 『떨림과 울림』. 빛, 시공간, 원자, 전자부터 최소작용의 원리, 카오스, 엔트로피, 양자역학, 단진동까지 물리에서 다루는 핵심 개념들을 차분히 소개하면서 물리라는 새로운 언어를 통해 우리 존재와 삶, 죽음의 문제부터 타자와의 관계, 세계에 관한 생각까지 새로운 틀에서 바라볼 수 있게 안내한다.

우리의 몸과 마시는 공기, 발을 딛고 서있는 땅과 흙, 그리고 매일 마주하는 노트북 모니터와 휴대전화까지. 세계의 모든 존재들은 모두 ‘원자’라는 아주 작은 단위로 이루어져 있다. 저자는 이 작고도 작은 단위까지 내려가 우리 존재부터 우주라는 커다란 세계까지 들여다보고 질문하고 우리가 생각의 타래를 열 수 있게 해준다.

 

 

출판사 서평

 

“김상욱에게 배웠다면 물리를 다정하게 대했을 텐데” - 유시민

● 물리의 언어로 세계를 읽고, 사유하는 방법
―원자, 빛, 시공간부터 카오스, 엔트로피, 단진동까지
다정한 물리의 언어로 다시 바라본 우주와 세계 그리고 우리

60년간 특파원으로 일하며 국제정치 칼럼을 썼던 언론인 플로라 루이스는 외국어를 배우는 일에 대해 “새로운 언어를 익히는 것은 단지 사물을 부르는 다른 단어를 배우는 것이 아니라 사물에 대해 생각하는 또 다른 방법을 배우는 것”이라고 말했다. 『떨림과 울림』은 ‘물리’라는 과학의 언어를 통해 세계를 읽고 생각하는 또 다른 방법을 안내한다. “김상욱에게 배웠다면 물리를 다정하게 대했을” 거라는 작가 유시민의 말처럼, 물리학자 김상욱의 글을 따라가다 보면 어느덧 물리의 세계에 발을 딛게 된다. 무엇보다 물리라는 언어를 통해 세계와 우리 존재를 바라보는 다른 눈을 얻게 된다. 물리의 핵심 개념 중 하나인 원자를 소개하면서 죽음에 대한 질문을 던지는 식이다.
우리의 몸과 마시는 공기, 발을 딛고 서있는 땅과 흙, 그리고 매일 마주하는 노트북 모니터와 스마트폰까지. 세계의 모든 존재들은 모두 ‘원자’라는, 바이러스보다 훨씬 작은 단위로 이루어져 있다. 원자는 빅뱅 이후 처음 생겨났고, 그 존재는 사라지지 않고 순환한다. 우리 손가락 끝에 있는 탄소 원자 하나는 “우주를 떠돌다가 태양의 중력에 이끌려 지구에 내려앉아, 시아노박테리아, 이산화탄소, 삼엽충, 트리케라톱스, 원시고래, 사과를 거쳐 내 몸에 들어와 포도당의 일부로 몸속을 떠돌다, 손가락에 난 상처를 메우려 DNA의 정보를 단백질로 만드는 과정에서 피부 세포의 일부로 그 자리에 있는 것”일 수 있다는 의미다. 그러니 원자의 기준으로는 인간의 탄생과 죽음이 단지 원자들이 모였다가 흩어지는 것과 다르지 않은 일이라고 김상욱은 말한다.
『떨림과 울림』은 빛, 시공간, 원자, 전자부터 최소작용의 원리, 카오스, 엔트로피, 양자역학, 단진동까지 물리에서 다루는 핵심 개념들을 차분히 소개하면서 ‘물리’라는 새로운 언어를 통해 우리 존재와 삶, 죽음의 문제부터 타자와의 관계, 세계에 관한 생각까지 새로운 틀에서 바라볼 수 있게 안내한다. 물리학자가 원자로 이루어진 세계를 보는 방식은 마치 동양철학의 경구를 읽는 듯하다. 나의 존재를 이루는 것들은 어디에서 시작되었는지, 죽음을 어떻게 성찰할 수 있을지, 타자와 나의 차이는 무엇인지. 엄밀한 과학의 정답을 제시하는 대신 물리학자만이 안내할 수 있는 새로운 시선을 제시해준다.

● 빅뱅이론, 양자역학 안내하며 세계를 질문하다
―우리가 본 것은 사물의 실재일까? 우리의 경험은 느끼는 그대로 사실일까?

“물리는 지구가 돈다는 발견에서 시작되었다. 이보다 경험에 어긋나는 사실은 없다. 아무리 생각해봐도 지구는 돌지 않는 것처럼 느껴지기 때문이다.”(7쪽)

두 발을 땅에 딛고 서 있는 것, 숨 쉴 수 있는 것, 아침을 비추는 햇살, 우리가 당연하게 여기는 경험들은 우주라는 범주에서 본다면 자연스러운 일이 아니다. 지금은 당연한 상식으로 받아들여지는 지동설이 천동설을 폐기하고 상식이 되었던 것은, 경험을 거스르며 과학이라는 것을 만들어간 과정이었다. 김상욱은 “우주의 본질을 본다는 것은 인간의 모든 상식과 편견을 버리는 것”이라고 말한다. 지구가 지금 돌고 있다는 것을 우리가 느낄 수 없듯, 세계는 우리가 직관적으로 이해할 수 없는 무수한 이야기들로 가득 차 있기 때문이다.
우리가 보고 느끼는 거시세계는 뉴턴의 고전역학으로, 아주 작은 원자 단위의 미시세계는 양자역학으로 기술한다. 양자역학이 대상으로 하는 것은 원자다. 원자는 전자와 핵으로 구성되어 있는데, 그 모양이 태양계와 닮아 있다. 전자는 더 이상 나눌 수 없는 물질의 최소단위이다. 원자 내의 전자는 특별한 반지름을 갖는 궤도에만 존재할 수 있다. 그렇다면 이동은 어떻게 하는 걸까? 전자는 한 궤도에서 사라져서 다른 궤도에 ‘짠’ 하고 나타난다. 물체의 이동이 연속적이지 않다는 것은 우리가 경험하는 거시세계에서는 이해하기 힘든 일이다. 우리 눈에 보이는 것, 우리가 경험하는 것은 정말로 ‘실재’하는 것일까? 김상욱은 놀라운 물리의 세계로 안내하며, 분명히 과학인 동시에 철학적인 질문을 던진다.

“시간에 시작점이 있다면 그 시작점 이전의 시간은 어떤 의미를 가질까? 시간은 우주의 본질적인 것인가, 아니면 보다 더 본질적인 것의 부산물인가?”(27쪽)

138억 년 전 빅뱅으로 시간과 공간이 생겨났다. 공간이 생겨났다는 것까지는 어림 짐작해보겠지만, 시간이 생겨났다는 것은 도저히 인간의 경험으로 이해되지 않는다. 인간은 ‘시공간’이라는 프레임으로 세계를 바라볼 수밖에 없기 때문이다. 그렇다면 다른 방식으로 세계를 바라본다는 것은 가능한 일일까? 시간을 한꺼번에 보는 존재가 있다면? 미래까지 한꺼번에 볼 수 있는 존재가 있다면, 그런 존재에게 현재를 산다는 것은 어떤 의미일까? 나에게 고백을 해오는 사랑하는 사람이 종국에는 이별을 고하리라는 것을, 태어날 나의 아이가 불치병을 안고 죽음을 맞이하리라는 것을 알지만 그럼에도 현재를 산다는 것은 무슨 의미일까? 김상욱은 물리의 세계를 안내하며, 이렇듯 우리 일상의 깊숙한 이야기를 꺼낸다. 생각의 타래를 열 수 있게 안내해준다.

● 과학은 지식이 아닌 태도

“우주는 빅뱅으로 시작되었지만, 그 이전에 무엇이 있었는지 모른다. 지구상의 생명체는 최초의 생명체로부터 진화했지만, 최초의 생명체가 무엇인지 모른다. 지구 이외의 장소에 생명체가 존재하는지 모른다.” (268쪽)

과학은 무지를 기꺼이 인정하는 것이라고 이 책에서는 말한다. 김상욱은 과학자로서 공부하며 “뼈에 사무치게 배운 것은 모르는 것을 모른다고 인정하는 태도”였다고 말한다. 무엇을 안다고 말할 때는 그것이 정확히 무엇을 의미하는지 물질적 증거를 들어 설명할 수 있어야 한다고 말이다. 이것을 그는 ‘과학적 태도’라고 말한다. “과학은 지식의 집합체가 아니라 세상을 대하는 태도이자 사고방식”이기 때문이다. 『떨림과 울림』은 이러한 과학에 대한 물리학자 김상욱의 시각에서 쓰인 책이다. 과학을 소재로 한, 영화와 책에 관한 같은 주제의 글들도 한데 엮어 읽을거리를 더했다.

 

 

 

목차

 

프롤로그

1부 분주한 존재들 - 138억 년 전 그날 이후, 우리는 우리가 되었다
[빛] 138억 년 전, 처음으로 반짝이던
[시공간] 시간과 공간의 탄생
[우주] 세계의 존재 이유를 안다는 것
[원자] 우리를 이루는 것, 세상을 이루는 것
[전자] 모두 같으면서, 모두 다르다
- 생명이 존재하려면 『미토콘트리아』
- 물리학자가 바라본 존재의 차이, 차이의 크기
- 크기가 말하는 것 『이상한 나라의 앨리스』
- 존재의 크기에 관하여 ‘위상수학’이란 무엇인가

2부 시간을 산다는 것, 공간을 본다는 것 - 세계를 해석하는 일에 관하여
[최소작용의 원리] 미래를 아는 존재에게 현재를 산다는 것
[카오스] 확실한 예측은 오직
[엔트로피] 어제가 다시 오지 않는 이유
[양자역학] 우리는 믿는 것을 본다
[이중성] 대립적인 것은 상보적인 것
- 지구에서 본 우주, 달에서 본 우주
- 달을 가리키는데 왜 손가락을 보는가? <인터스텔라>
- 물리학자에게 ‘우연’이란 「바빌로니아의 복권」, 『픽션들』

3부 관계에 관하여 - 힘들이 경합하는 세계
[중력] 서로가 서로에게 낙하한다
[전자기력] 존재의 떨림으로 빈 곳은 이어진다
[맥스웰 방정식] 현대 문명의 모습을 결정한 수식
[환원·창발] 많은 것은 다르다
[응집물리] 우선은 서로 만나야 한다
- 인공지능에게 타자란 <엑스 마키나>
- 세계의 온도는 표준편차가 결정한다

4부 우주는 떨림과 울림 - 과학의 언어로 세계를 읽는 법
[에너지] 사라지는 것은 없다, 변화할 뿐
[F=ma] 세상은 운동이다
[단진동] 우주는 떨림과 울림
[인간] 우주의 존재와 인간이라는 경이로움
- 상상의 질서, 그것을 믿는 일에 관하여 『사피엔스』
- 인간의 힘으로 우주의 진리를 알아가는 것 『천국의 문을 두드리며』

부록
지식에서 태도로 - 불투명한 세계에서 이론물리학자로 산다는 것

 

 

< 내용 출처 : 교보문고 >

 

:
Posted by sukji

 

 

찻잔 속 물리학 : 런던 대학교 물리학 교수가 들려주는 일상 속 과학 이야기 

/ 헬렌 체르스키

530 C998sKㅎ

자연과학열람실(4층)

 

 

 

책소개

 

“일상의 과학적 소양을 높여주는 물리학 필독서!”
팝콘과 날씨, 케첩과 달팽이, 빨대와 코끼리에 공통점이 있다?
과학적 사고의 힘을 높이고 물리학의 즐거움을 찾아주는 책!

“주방에서나 우주에서나 물리학의 패턴은 똑같다!”
런던 대학교 물리학 교수이자 BBC 과학 다큐멘터리 진행자가
부엌에서, 정원에서, 길가에서 발견한 과학의 즐거움

블루베리는 푸른색인데 블루베리 잼은 왜 붉은색일까? 팝콘과 날씨의 공통점은 무엇일까? 전갈과 자전거를 타는 사람이 사막에서 함께 살아남는 방법은? 이 질문들은 우리에게 왜 중요할까?
우주의 온도에 대해서는 한 번도 생각해보지 않은 사람도 토스터를 보면 식빵이 왜 뜨거워지는지 알 수 있다. 《찻잔 속 물리학》은 이렇게 주방에서나 우주에서나 보편적으로 작용하는 물리학 법칙들을 통해 일상에서 마주치는 소소한 일들과 우리가 사는 더 큰 세상을 연결해보는 과학 에세이다. 기체법칙, 중력, 표면장력, 파장 등 세계를 움직이는 8가지 보편적 물리 법칙을 팝콘, 타워브리지, 거품 입욕제, 서핑 같은 우리 주변의 친근한 사물들을 매개로 만나볼 수 있다.
런던 대학교 물리학자이자 BBC 과학 다큐멘터리 진행자인 저자 헬렌 체르스키는 일상적인 행위와 자연 곳곳에 숨어 있는 과학의 경이로움을 발견하는 데 탁월한 재능을 보인다. 제빵 수업을 받거나 빨대로 음료수를 마시면서, 정원에서 달팽이를 관찰하거나 스프링보드에서 다이빙을 하면서 우리가 자주 접하면서도 깊이 생각해보지는 않았던 현상들에서 시작된 물리학 법칙이 가장 중요한 과학과 기술에 어떻게 적용되는지 쉽게 이해할 수 있도록 도와준다.

“세상은 물리학 패턴으로 이루어진 모자이크다.”
일상에서 과학을 배우는 것은 세상에 대한 지식을 얻는 지름길!

헬렌 체르스키는 바위마다 빗방울마다 모래 알갱이마다 숨어 있는 과학의 신비를 훌륭하게 밝혀준다.
- 조던 엘렌버그(《틀리지 않는 법》 저자)

헬렌 체르스키는 물리학의 기본 법칙들을 알면 세상은 장난감 상자가 된다고 말한다. 그녀의 발길은 집 안의 부엌에서 시작해 정원, 숲속, 바다를 거침없이 누빈다. 부엌에서 팝콘을 튀기며 기체법칙을 생각하고 정원에서 달팽이를 관찰하며 점성을 떠올린다. 또 폭풍이 일 때 해수면에서 생기는 물리학 현상을 연구하기 위해 배를 타고 바다에 나가서는 실험 장비용 배터리를 통해 전기에너지와 에너지보존법칙을 설명해준다.
그녀의 이야기는 시간을 넘나들며 이어진다. 1665년 현미경이라는 놀라운 장치의 잠재력을 소개한 최초의 과학 베스트셀러 《미크로그라피아》를 발표한 로버트 훅, 여성은 집에 있는 것이 당연했던 19세기 말 표면장력을 실험한 여성 사상가 아그네스 포켈스, 1930년대 로켓 우편을 실험한 게르하르트 주커 등 역사 속 과학자들의 이야기를 생생하게 되살려낸다.
특히 체르스키는 주방이나 정원, 길가에서 발견한 과학적 사실이 어린아이에게나 중요한 오락거리라고 말하는 사람들에게 물리학의 원리는 어디에서나 똑같이 작용한다는 점을 상기시키면서 일상에서 과학을 배우는 것이야말로 세상에 대한 지식을 얻는 지름길임을 강변한다. 과학을 잘 아는 사람이든 전혀 모르는 사람이든, 교실에서 어려운 물리학 수업을 듣는 것이 아니라 똑똑하고 매력적인 친구와 산책하며 이야기를 나누는 기분으로 이 책을 읽을 수 있을 것이다.
평범한 일상을 특별하게 해석하는 8가지 보편적 물리 법칙

‘제1장 팝콘과 로켓: 기체법칙’에서는 옥수수 알갱이를 팝콘으로 만들고 날씨를 변화시키는 기체법칙에 대해 알아본다. ‘제2장 올라간 것은 반드시 내려온다: 중력’에서는 다이빙, 식물이 자라는 방향, 저울, 티라노사우루스, 타워브리지 등을 통해 중력을, ‘제3장 작은 것이 아름답다: 표면장력과 점성’에서는 작은 세계에서 중력이나 관성보다 크게 작용하는 힘인 표면장력과 점성을 살펴본다. ‘제4장 최적의 순간을 찾아서: 평형을 향한 행진’은 물리학 세계의 유일한 목적지인 ‘평형상태’를 ‘제5장 파도에서 와이파이까지: 파장의 생성’은 서핑, 다이아몬드, 토스터, 돌고래 등을 통해 파동과 파장을 다룬다. ‘제6장 오리는 왜 발이 시리지 않을까?: 원자의 춤’에서는 브라운과 아인슈타인을 시작으로 원자에 대해 알아보고 ‘제7장 스푼, 소용돌이, 스푸트니크: 회전의 규칙’에서는 회전과 관계된 물리법칙들을, ‘제8장 반대편끼리 끌어당길 때: 전자기’에서는 우리를 둘러싸고 있는 전자기에 대해 살펴본다. 마지막으로 ‘제9장 우리는 무엇으로 사는가: 인간, 지구, 문명’에서는 이러한 물리학 법칙을 토대로 물리적 구조가 같은 인간, 지구, 문명의 세 시스템에 대해 이야기한다.

 

 

목차

 

◆ 차 례

서문 일상과 우주를 연결하는 물리학

제1장 팝콘과 로켓: 기체법칙
단순한 것이 아름답다
향유고래가 숨 쉴 때 일어나는 일
살아 숨 쉬는 포카치아 반죽
남극 바람과 물 뿜는 코끼리의 공통점
기차와 로켓은 커다란 주전자다
날씨는 팝콘의 물리학으로 움직인다

제2장 올라간 것은 반드시 내려온다: 중력
하늘과 바다의 경계에서 일어나는 일
저울, 타워브리지, 공룡의 시소 타기
거품과 부력의 비밀
지구의 가장 큰 엔진

제3장 작은 것이 아름답다: 표면장력과 점성
푸른박새와 결핵
작은 세계에서, 점성의 파트너
쏟은 우유를 걸레로 닦을 수 있는 이유
자이언트 레드우드와 랩온어칩

제4장 최적의 순간을 찾아서: 평형을 향한 행진
달팽이와 케첩의 공통점
자연과 인간의 시간 척도
비둘기, 빗방울, 운하의 시간 척도
후버댐의 타이밍
머그잔, 개, 고층 빌딩의 흔들림
우주 생명체를 발견하는 법

제5장 파도에서 와이파이까지: 파장의 생성
하와이 왕족의 서핑
파동이 경계에 닿을 때 일어나는 일
토스터와 적외선 파동
돌고래와 소리의 세계
온실효과가 만든 균형
진주조개와 휴대전화

제6장 오리는 왜 발이 시리지 않을까?: 원자의 춤
브라운과 아인슈타인
젖은 옷과 할루미 치즈
얼음과 유리의 특징
온도계 눈금과 오리 다리의 차이
보이지 않는 열이 움직이는 법

제7장 스푼, 소용돌이, 스푸트니크: 회전의 규칙
자전거, 원심분리기, 피자 반죽의 마법
투석기로 장화를 날리다
스푸트니크와 식빵, 발레리나의 회전
에너지 저장고 플라이휠

제8장 반대편끼리 끌어당길 때: 전자기
우리는 전기로 둘러싸여 있다
오리너구리의 사냥법
이동할 뿐 사라지지 않는다
주전자와 텔레비전의 마법
전자들의 섬세한 춤
토스터의 진정한 재능
북극은 움직인다
대륙의 퍼즐 조각이 맞춰지다
전기와 자석의 우아한 춤

제9장 우리는 무엇으로 사는가: 인간, 지구, 문명
세포가 모여 만든 움직이는 기계
인간을 담고 있는 거대한 생명 그릇
과학과 기술의 찬란한 결정체

참고문헌

 

< 출처 : 교보문고 > 

:
Posted by sukji