김민준의 이너스페이스 : 나노로봇공학자, 우리와 우리 몸속의 우주를 연결하다 / 김민준

620.5 김39ㄱ   자연과학열람실(4층)

책소개

세계 최초, 형태를 바꾸며 인체 내부를 탐사하는 ‘트랜스포머’ 나노로봇 개발!
美 서던메소디스트대 김민준 석좌교수가 현실화한 ‘이너스페이스(Inner Space)’

세계 최초 ‘트랜스포머’ 나노로봇 개발, 美 서던메소디스트대 김민준 석좌교수, 그 혁신의 여정!『김민준의 이너스페이스』. 김민준 교수가 개발한 SF적인 로봇은 이미 30년 전에 SF영화로 소개된 적이 있었다. 이 책과 동명의 영화, ‘몸속 우주’를 의미하는 〈이너스페이스〉다. 이 영화에선 초소형 잠수함을 타고 사람 몸속을 탐험하는 장면이 나오는데, 김민준 교수는 이러한 SF적 상상력을 나노로봇 연구에 적극 활용했다. 그가 세계 최초로 개발한 ‘트랜스포머’ 나노로봇 또한 SF적 상상력이 활용된 경우다. 콧물, 척수액, 혈액 등 인간 몸속의 유체 환경이 너무 다양한 탓에 나노로봇이 잘 움직이지 못하는 걸 보던 김민준 교수는 ‘〈트랜스포머〉에 등장하는 로봇처럼 스스로 형태를 바꾸면 어떨까’하는 아이디어를 떠올렸다고 회고한다. 트랜스포머 나노로봇 개발로 나노로봇의 약물전달 및 탐지 능력이 대폭 향상했고, 이로써 김민준 교수는 세계적 석학으로 자리매김했다.

김민준 교수는 한국에서 태어나 초중고교는 물론이고 대학교까지 다녔으며, ROTC로 군 생활까지 경험한 전형적인 한국 청년이다. 아니, 오히려 어린 시절부터 줄곧 앓아온 난독증 때문에 학습능력에 있어선 전형성과 거리가 먼 부류였다. 지금까지도 30cm 자가 없으면 책을 읽지 못하는 그가 어떻게 젊은 나이에 세계적 석학 반열까지 오를 수 있었던 것일까. 이러한 의문을 해소해주고자, 김민준 교수는 유년기에서부터 현재에 이르기까지 자신의 삶을 진솔하게 진술하며, 자신이 거쳐 간 여러 스승을 소개한다. 그밖에도, 미국 유학 중 만났던 지도교수, 노벨상 수상자, 공동연구 파트너, 학생과 관련한 수많은 에피소드를 통해 난독증 소년이 세계적 석학이 되기까지의 여정, 세계적 나노로봇공학자의 연구하는 삶을 흥미롭게 풀어낸다.

출판사 서평

암세포 제거에서부터 고해상 뇌 지도 제작까지
박테리아, 바이러스 소재 나노로봇으로 탐사하는 우리 몸속의 소우주!

“김민준 교수는 대단히 환상적인 혁신기술을 개발했다. 우리가 SF소설의 소재로나 알고 있었던 것을 현실의 과학으로 만들어낸 것이다. 우리는 그의 기술에서 무한한 잠재력을 확인했다.”
- ‘유네스코-넷엑스플로상’ 심사위원 심사평

앞서 나온 심사평은 2016년 유네스코-넷엑스플로상(Unesco-Netexplo Award) 시상식에서 김민준 교수가 들었던 수많은 찬사 중 하나다. 유네스코-넷엑스플로상은 유네스코가 매년 프랑스 의회·디지털경제부와 함께 가장 혁신적이며 전도유망한 혁신기술을 선정해 수여하는 상으로, 김민준 교수는 동맥 혈관을 따라 수영하는 마이크로로봇을 개발한 공로를 인정받아 수상했다.
유네스코-넷엑스플로상 심사위원이 김민준 교수의 마이크로로봇을 ‘SF적’이라고 표현한 것은 그의 로봇이 단순히 눈에 보이지 않을 만큼 작아서만은 아니다. 혈관 안을 수영하면서 혈관의 막힘을 제거할 뿐만 아니라 몸속 특정 부위에 약물을 정확히 전달할 수 있도록 만들었기 때문에, 즉, 우리에게 무척 가깝고도 먼 몸속 우주에 활로를 개척했기 때문이다.

김민준 교수가 개발한 SF적인 로봇은 이미 30년 전에 SF영화로 소개된 적이 있었다. 이 책과 동명의 영화, ‘몸속 우주’를 의미하는 〈이너스페이스〉다. 이 영화에선 초소형 잠수함을 타고 사람 몸속을 탐험하는 장면이 나오는데, 김민준 교수는 이러한 SF적 상상력을 나노로봇 연구에 적극 활용했다. 그가 세계 최초로 개발한 ‘트랜스포머’ 나노로봇 또한 SF적 상상력이 활용된 경우다. 콧물, 척수액, 혈액 등 인간 몸속의 유체 환경이 너무 다양한 탓에 나노로봇이 잘 움직이지 못하는 걸 보던 김민준 교수는 ‘〈트랜스포머〉에 등장하는 로봇처럼 스스로 형태를 바꾸면 어떨까’하는 아이디어를 떠올렸다고 회고한다. 트랜스포머 나노로봇 개발로 나노로봇의 약물전달 및 탐지 능력이 대폭 향상했고, 이로써 김민준 교수는 세계적 석학으로 자리매김했다.

암세포 제거, 고해상 뇌 지도 제작에서부터 조직 재생, 기억 접속까지
트랜스포머 나노로봇, 의료용 나노로봇 상용화를 앞당기는 모멘텀이 되다
박테리아와 바이러스, 생명체 본연의 힘을 탑재한 김민준 교수의 나노로봇

마이크로·나노로봇(이하 나노로봇)은 머리카락 굵기 10만분의 1이라는 그 크기가 가장 중요한 특징처럼 보이지만, 사실 이보다 더 중요한 특징은 따로 있다. 바로, 체액 안에서 헤엄쳐 움직일 수 있도록 설계·제작되었단 것이다. 우리의 삶이 획기적으로 바뀌는 건 나노로봇이 우리 몸속에 들어왔을 때부터다. 체내 나노로봇의 방향과 속도는 자기장을 통해 제어할 수 있는데, 이를 온전히 조작할 수 있다면, 과거 우리가 너무 커서 불가능했던 문제를 해결할 수 있게 된다. 가령 인간의 손이나 일반적인 수술로봇으로는 닿을 수 없는 신체 내부까지 도달해 암세포와 종양을 파괴하는 약물을 전달할 수 있고, 나노로봇을 뇌 속으로 투입한다면, 지금껏 미지 영역으로 취급되었던 인간의 뇌를 탐험할 수 있게 된다.

그러므로 나노로봇을 인체 내부에서 어떻게 움직이게 할 것인가가 관건이다. 앞서 설명한 대로, 인간의 몸속은 대부분 콧물, 척수액, 혈액 등 다양한 점액으로 이루어져 있다. 이는 뉴턴의 법칙이 적용되지 않는 유체(이하 비뉴턴 유체)로, 이 끈적끈적한 비뉴턴 유체의 늪을 자유자재로 헤엄치지 않는 이상, 특정한 부위에 정확히 약물을 전달할 수 없다. 이를 해결하기 위해, 김민준 교수는 비뉴턴 유체에서도 힘차게 헤엄치는 박테리아의 능력을 모방해 박테리아 로봇(1세대 박테리아 나노로봇)을 개발한다. 그리고 여기서 더 나아가, 유체 환경의 변화를 자동으로 인식해 가장 최적화된 형태로 변신하는 로봇을 개발하였으니, 그것이 바로 트랜스포머 나노로봇(2세대 박테리아 나노로봇)이다. 이처럼 형태 변화 기능이 탑재됨으로써 나노로봇은 가혹한 유체 환경에서도 자유롭게 움직일 수 있게 되었고, 이는 곧 의료용 나노로봇의 상용화를 앞당기는 모멘텀이 되었다.

트랜스포머 나노로봇 개발 이후에도, 김민준 교수는 자신의 나노로봇을 계속해서 진화시켰다. 2세대 박테리아 나노로봇이 세포벽이라는 장애물을 뚫지 못해 버벅거리자, 박테리아 나노로봇을 3차원 나선형 구조로 회전하는 기능까지 추가 탑재한다(3세대 박테리아 나노로봇). 이처럼 1세대에서 3세대까지 진화하면서, 하드웨어 측면에서만큼은 상용화 수준까지 다다르게 된다. 다만, 복잡한 인체 내부를 온전히 제어하기 위한 소프트웨어 측면에서의 문제가 남았는데, 이를 해결하기 위해 현재 김민준 교수는 나노로봇에 인공지능의 딥러닝 기능을 탑재하는 연구를 진행 중이다. 나아가, 좀 더 효율적인 약물전달시스템을 위해, 인공 박테리아를 다른 소재로 대체하는 연구도 계속해서 진행 중인데, 김민준 교수가 연구하는 차세대 나노로봇 소재란, 놀랍게도, ‘침투의 귀재’ 바이러스다. 2020년, ‘인류의 재앙’으로 급부상한 바이러스는 김민준 교수의 연구실에서 ‘인류의 구원’으로 재탄생하는 혁신의 과정을 겪는 중이다.

세계 최초 트랜스포머 나노로봇은 어떻게 탄생할 수 있었는가?
기계공학, 의공학, 미생물학 등 각기 다른 학문을 연결하는 융합적 사고

“나노로봇공학은 혼자 하는 학문이 아니다. 다양한 학문 분야의 연구자와 소통을 통한 공동연구에 의해 하나하나 결과를 만들어가는, 인문학적 과정이다.”
- 〈프롤로그〉

〈프롤로그〉에서 김민준 교수가 역설하듯, 나노로봇공학은 결코 혼자서는 할 수 없는 학문이다. 앞서 설명한 대로, 나노로봇은 우리가 흔히 알고 있는 로봇과 달리, 눈에 보이지 않을 만큼 작아야 할 뿐더러 인체 내부에서 자유자재로 움직여야 한다. 그렇기에 나노로봇을 만들려면 로봇공학만 다뤄선 안 된다. 의공학, 전기·컴퓨터공학, 재료공학, 수학, 화학, 물리학, 미생물학, 의학 등 다양한 학문을 두루두루 다뤄야만 한다. 그렇다면 나노로봇공학자란 레오나르도 다빈치처럼 올라운드형 천재여야만 하는 걸까? 김민준 교수는 ‘아니’라고 말한다. 한 명의 올라운드형 천재를 대신할 융합형 연구팀을 꾸리는, 각기 다른 학문 분야의 아이디어를 연결하는 융합적 사고가 열쇠라고 얘기한다.

한국에서 나고 자란 난독증 소년, 세계적 석학이 되기까지의 여정
나노로봇공학의 우아한 계보, 융합형 연구자를 키워낸 스승들

김민준 교수는 한국에서 태어나 초중고교는 물론이고 대학교까지 다녔으며, ROTC로 군 생활까지 경험한 전형적인 한국 청년이다. 아니, 오히려 어린 시절부터 줄곧 앓아온 난독증 때문에 학습능력에 있어선 전형성과 거리가 먼 부류였다. 지금까지도 30cm 자가 없으면 책을 읽지 못하는 그가 어떻게 젊은 나이에 세계적 석학 반열까지 오를 수 있었던 것일까. 이러한 의문을 해소해주고자, 김민준 교수는 유년기에서부터 현재에 이르기까지 자신의 삶을 진솔하게 진술하며, 자신이 거쳐 간 여러 스승을 소개한다.
흥미롭게도, 김민준 교수를 키워낸 스승 중에는 ‘교수’만 있는 게 아니다. 오른팔 절단 수술을 받아 장애인이셨던 외할아버지와 함께 지내면서 장애와 비장애의 경계를 허물었던 어린 시절의 경험, 국어 선생에게서 30cm 자를 선물 받고 난독증을 극복했던 학창 시절의 경험, 소총 소대장으로서 다양한 배경을 가진 소대원과 함께하던 군 생활 경험까지. 자신이 융합형 연구자로 성장할 수 있던 중요한 이유 중 하나로, 그는 다양한 사람들과 편견 없이 생활했던 경험을 손꼽는다.
그밖에도, 미국 유학 중 만났던 지도교수, 노벨상 수상자, 공동연구 파트너, 학생과 관련한 수많은 에피소드를 통해 난독증 소년이 세계적 석학이 되기까지의 여정, 세계적 나노로봇공학자의 연구하는 삶을 흥미롭게 풀어낸다.

목차

프롤로그

1장 나노로봇공학자의 융합적 사고
사람이라는 각각의 소우주를 서로 연결하다

01 30cm 자로 책을 읽는 난독증 교수
02 끊임없이 질문하며 답을 찾아나가는 실험주의자
03 서로 다른 생각을 연결하는 융합형 인간

2장 나노로봇공학의 경이로움
우리의 대우주와 우리 몸속의 소우주를 연결하다

마이크로·나노로봇 변천사
01 눈에 보이지 않는 초소형 기계 마이크로·나노로봇
02 생명체 본연의 강력함을 담아내는 박테리아 나노모터
03 전기장 박자에 맞춰 춤추는 박테리아 동력 마이크로로봇 (1)
04 수비수를 피해 골까지 넣는 박테리아 동력 마이크로로봇 (2)
05 지금까지 없었던 새로운 세포 기반의 로봇 마이크로 사이보그
06 우리의 세계를 인체 내부로 확장하는 이너스페이스의 꿈
07 환경에 따라 구슬 자석처럼 자가조립하는 트랜스포머 나노로봇
08 박테리아 플라젤라(편모)를 모방한 박테리아 나노로봇
09 자유자재로 형태가 변하는 인공세포 소프트-마이크로로봇
10 우리 몸속의 스마트 나노로봇 제조 공장 마에스트로 프로젝트

3장 소우주를 만든 대우주
한 명의 나노로봇공학자를 빚어낸 수많은 스승

학문 계보도(스승편) - 마이크로·나노로봇공학의 우아한 계보

01 이너스페이스, 우리 몸속의 우주를 상상하다
02 가족의 유산, 소통의 방법을 체득하다
03 비전공 분야에 도전, 다학제 연구 역량을 키워내다
04 유배지에서의 경험, 운명처럼 만난 ‘다산’과 연구자의 길
05 한 명의 나노로봇공학자를 빚어낸 수많은 스승
06 한 명의 나노로봇공학자와 함께하는 수많은 동료

4장 소우주가 만든 대우주
한 명의 나노로봇공학자가 키워낸 수많은 제자

학문 계보도(제자편) - 마이크로·나노로봇공학의 우아한 계보
01 The Good, The Bad, and The Ugly, ‘첫’ 제자들
02 존재만으로 힘이 되는, 한국인 제자들
03 애제자에서 함께 진보하는 동료 연구자로, 정유기 박사
04 다른 길을 찾아 떠난, 아쉬움이 남는 제자들
05 스승을 뿌리삼아 세상으로 뻗어나가는 제자들

5장 나노로봇공학자가 상상하는 미래
오늘의 상상과 내일의 현실을 연결하다

01 아직 누구도 보지 못한 풍경, 실패를 즐기는 모멘텀이 되다
02 수학이라는 언어, 자연현상을 읽고 상상을 현실화하다
03 학생들과의 연구, 마음껏 ‘덕질’하며 학맥을 이어나가다
04 국가의 연구 경쟁력, 경쟁과 협업을 보장하는 환경에 달려 있다
05 10년 동안의 동물 실험, 임상실험의 미래를 모색하다
06 미래의 나노로봇, 오늘의 상상과 내일의 현실을 연결하다

감사의 글

< 내용 출처 : 교보문고 >

과학을 쿠키처럼 : 한입에 쏙 들어가는 물리학 / 이효종

530 이96ㄱ   자연과학열람실(4층) 

책소개

이 세상은 무엇으로 이루어져 있을까? 물리를 포함한 과학에 그 답이 있다!

과학 유튜버 ‘과학쿠키’의 물리학 개괄서 『과학을 쿠키처럼』. 유튜브 ‘과학쿠키’ 채널과 연계하여 과학자들이 거쳐 온 역사를 통해서 우리가 배웠던 물리의 개념들과 요소들이 각 시대에 존재했던 과학자들의 생각을 일목요연하게 드러내는 문화유산의 집합체였다는 사실을 알려주는 책이다.

우리가 익히 이름을 알고 있는 과학 공식과 법칙은 철학자와 과학자 들이 수없이 많은 논쟁을 거치면서 완성되었다. 천체의 움직임에 관한 궁금증에서부터 시작해 이 세상 모든 물체의 움직임이 왜, 그리고 어떻게 일어나는지를 각기 그들이 속한 역사와 정치, 문화적 맥락에서 어떻게든 해결하고자 치열하게 고민한 결과이다.

기초 과학을 완성시킨 과학자들의 열정과 노력, 즐거움과 감동을 누구나 공감할 수 있는 내용으로 소개한 이 책을 통해 단순히 문제를 풀기 위해서만 배우는 줄 알았던 공식들이 과학자들의 사상과 설명체계를 나타내는 언어 그 자체라는, 당연하지만 지금껏 몰랐던 중요한 사실을 깨닫게 된다.

출판사 서평

청소년에서 어른까지,
호기심을 자극하는 달콤한 과학 상식!

유튜브 크리에이터 ‘과학쿠키’가 보내는 ‘물리학’으로의 초대장
국내의 대표적인 과학 유튜버인 ‘과학쿠키’의 물리학 개괄서. 이 세상을 움직여 온 물리학사의 커다란 흐름을 들여다보면서, 수업에서 배워온 물리학 개념들이 어떻게 탄생했는지 알아보고 이를 통해 과학의 진정한 재미를 발견하도록 도와준다. 물체가 어떻게 움직이는지를 연구하다가 나아가 운동의 본질까지 설명하는 학문인 ‘클래식 역학’, 현대 전기 문명의 발판을 만들어준 ‘전자기학’, 열기관의 연구로 출발해 예상치 못하게 우리가 사는 우주와 세계의 법칙을 들여다볼 수 있도록 도와준 ‘열역학’, 첨단과학과 우주과학을 깊이 이해할 수 있게 해준 20세기 최대의 업적 ‘양자역학’의 역사 이야기까지, 교과서에서는 볼 수 없었던 공식 너머에 있는 수많은 과학자의 열정과 노력, 즐거움과 감동이 담긴 이야기를 접하다 보면 어느새 과학과 한층 가까워진 자신을 만나게 될 것이다.

딱딱하고 어렵게만 보이는 과학을
간식을 즐기듯 유쾌한 과학으로 바꾸다

‘유튜브’는 새로운 시대의 미디어로서 막대한 영향력을 지닌 플랫폼이다. 남녀노소를 불문하고 누구나 정치, 경제, 사회, 문화에 관한 다양한 지식을 유튜브를 통해 소비하고 있다. 하지만 여타 분야에 비해 ‘과학’을 다루는 크리에이터는 두 손으로 꼽을 수 있을 만큼 많지 않다. 그만큼 ‘과학’이라는 콘텐츠에 대해 거부감, 거리감, 일상에서 즐길 수 없는 대상으로서의 이질감 등의 이미지로 떠올리기 때문이다. 일반인들이 과학을 바라보는 시선은 대체로 부정적인 편이다.
과학이라 하면 무조건 공식을 외워서 문제를 해결하는 것으로 알고 있는 수많은 초·중·고등학교 학생들, 일상에서는 쓸모없는 지식이라고 생각하는 성인들에게 과학은 ‘가까이 다가가기 어려운 것’으로 여겨져 왔다. 특히, 물리학의 경우는 더욱 그렇다. 흔히 물리를 떠올리면 교과서 속 물리 공식이 적용된 유형별 문제를 반복해서 많이 풀면서 소위 정답을 찾는 ‘감각’ 기르기 연습만 하게 되는 경우가 대부분이다. 이렇게 문제를 푸는 요령만 익히길 요구하는 ‘입시 위주’의 학습은 더더욱 물리를 싫어하게 만드는 요인으로 작용한다. 그러다 보니 ‘대체 물리는 뭐야? 과학 맞아?’라는 생각이 떠오를 때가 많다.
‘과학쿠키’는 과목별로 구분 지어 가르치는 우리나라의 과학교육 과정에서 쉽사리 놓치기 쉬운 과목별 과학과 과학 사이의 연결고리를 이어주는 콘텐츠를 기획, 제작하고 있다. 특히, 자칫하면 ‘수학’으로 착각하기 쉬운 ‘물리학’의 본질을 전달하기 위해 과학자들이 실제로 행했던 과학적 방법의 맥락을 소개한다. 이를 바탕으로 과거에 행해진 과학적 사고법에 대한 공감과 통찰을 이끌 수 있도록 유도하는 것에 초점을 두고 있다. 이러한 영상 콘텐츠를 편집하여 책으로 만든 것이 <과학을 쿠키처럼>이다.
< 과학을 쿠키처럼>에서는 유튜브 ‘과학쿠키’ 채널과 연계하여 과학자들이 거쳐온 역사를 통해서 우리가 배웠던 물리의 개념들과 요소들이 각 시대에 존재했던 과학자들의 생각을 일목요연하게 드러내는 문화유산의 집합체였다는 사실을 알려준다. 단순히 문제를 풀기 위해서만 배우는 줄 알았던 공식들이, 과학자들의 사상과 설명체계를 나타내는 ‘언어’ 그 자체라는, 어찌 보면 당연하지만 지금껏 몰랐던 중요한 사실을 깨닫게 된다.

‘과학’의 진정한 재미는
‘과학’의 역사를 아는 것에서 시작한다

우리가 익히 이름을 알고 있는 과학 공식과 법칙은 철학자와 과학자 들이 수없이 많은 논쟁을 거치면서 완성되었다. 천체의 움직임에 관한 궁금증에서부터 시작해, 이 세상 모든 물체의 움직임이 왜, 그리고 어떻게 일어나는지를 각기 그들이 속한 역사와 정치, 문화적 맥락에서 어떻게든 해결하고자 치열하게 고민한 결과이다. 이렇게 새로운 이론들이 등장하고 폐기되는 반복 속에서 과학은 발달해왔다. <과학의 쿠키처럼>은 이러한 ‘기초 과학’을 완성시킨 과학자들의 열정과 노력, 즐거움과 감동을 누구나 공감할 수 있는 내용으로 소개하고 있다.

1부 물체는 왜 움직이는 걸까?
클래식 역학에서는 고대 그리스의 자연철학자들이 세상을 바라보는 방식에서 시작해, 세상이 거대한 진리의 기계라고 생각하는 데카르트의 기계론적 세계관, 그리고 코페르니쿠스 혁명과 갈릴레이의 운동학, 케플러의 행성 운동의 3법칙, 이어서 뉴턴의 만유인력 법칙까지. 이 모든 것이 어떻게 연결되어 있는지 전체적인 맥락을 보여준다.

2부 마법의 돌, 인류에게 진짜 마법을 선물하다
전자기학에서는 인류가 폭발적으로 발전하는 계기를 마련해준 전자기학의 역사가 소개된다. 우연히 나침반의 움직임을 발견한 외르스테드를 시작으로, 전류가 만드는 자성을 규명하고자 했던 앙페르, 열정을 품고 오로지 한 길만 걸어가며 수많은 전기와 자기의 상호작용을 규명했던 패러데이와 이를 수학적으로 증명해준 맥스웰까지. 이 모든 일이 일어났던 1800년대의 뜨거운 발견의 역사를 알려준다.

3부 아주 작은 세계의 움직임을 탐구하다
양자역학에서는 물질의 근원에 관한 의문을 제시한 아리스토텔레스의 4원소설과 데모크리토스의 원자설에서 시작하여 양자역학적 사고에 도달하기 위한 모든 역사적 배경을 들여다본다. 그 후에 양자역학이 무엇인지, 그리고 이 양자역학이라는 학문이 어떻게 만들어지게 되었으며, 어떠한 형태로 자리 잡게 되었는지에 관한 이야기를 소개한다.

4부 온도로부터 밝혀진 우주의 법칙을 찾아서
열역학에서는 18세기 산업 혁명에서 시작해 엔트로피라는 개념까지, 에너지는 전환만 될 뿐 절대로 사라지거나 생성되지 않는다는 열역학 제1법칙과, ‘분자들의 질서’는 항상 확률적으로 높은 상태로 이동하려 한다는, 즉 무질서한 방향으로 이동하려 한다는 열역학 제2법칙에 대해 살펴본다. 또한 실제로 열기관을 작동시키는 주요 작동 원리들의 기본인 기체 분자 운동의 과정과 네 가지 기본 열역학적 과정에 관한 이야기, 그에 따른 카르노 기관의 작동 원리에 관해 알려준다.

5부 과학의, 과학에 의한, 과학을 위한 과학
기본 단위계에서는 갈릴레이 이후 ‘측정’의 중요성이 대두되기 시작한 과학계는 측정 기준인 ‘단위’가 같아져야 한다는 주장으로 이어지게 되었다. 이러한 배경을 바탕으로 우리가 사용하는 길이, 시간, 질량, 전류, 온도, 광도, 물질량의 단위가 어떻게 정의되었는지 알려준다.

이외에도, 우리 일상과 아주 긴밀하게 연결된 ‘미분과 적분’이라는 공식의 탄생과 뉴턴의 대발견인 ‘만유인력’이 서로 어떻게 연결되는지. 나아가 ‘만유인력’이 진짜 설명하고 싶었던 본질이 무엇인지를 당시의 시대적 맥락과 환경을 바탕으로 풀어낸다. 또한 ‘뉴턴 3법칙’의 단순 나열이 아니라, 뉴턴 스스로가 물체의 운동을 어떻게 사색했는지를 공감할 수 있도록 다양한 일화가 소개된다. 패러데이가 발견해낸 전류와 자기장의 관계가 현대 전기 문명에 어떠한 영향을 미쳤는지, 또 그의 예견이 어떻게 수학적으로 구현될 수 있었는지에 관한 이야기 등이 나온다. 책을 통해 이러한 과학 개념의 역사적인 배경을 이해하게 된다면 지금까지 배워왔던 과학과는 전혀 다른 재미와 즐거움을 느끼게 될 것이다. 또한, 이 세상이 무엇으로 이루어져 있고, 어떻게 움직이는지, 수많은 물질이 서로가 서로에게 어떻게 영향을 미치며 살아가는지, 물리를 포함한 과학에 그 답이 있다는 사실을 자연스럽게 깨닫게 될 것이다.

목차

들어가며 | ‘과학을 쿠키처럼’이란? | 8

1부 물체는 왜 움직이는 걸까? _클래식 역학 이야기
1. 물체는 ‘무엇’ 때문에 움직이는 걸까? | 14
2. 하늘의 별들은 어떻게 움직이는 걸까? | 25
3. ‘힘’이라는 개념을 언제부터 사용하게 된 걸까? | 39
4. 뉴턴 이후의 물리학, 더욱 세련되게 발전하다 | 53
부록│대체 빛의 속도를 어떻게 알아냈을까? | 64

2부 마법의 돌, 인류에게 진짜 마법을 선물하다 _전자기학 이야기
1. 호박과 자철석 마법이 새로운 과학을 열다 | 76
2. 움직이는 전기, 놀라운 기적을 만들어내다 | 87
3. 꽤 어렵지만 살짝 맛보기는 가능할 걸? 맥스웰 방정식 | 98
4. 전자기학의 끝에서 새로운 역학 세계를 열다 | 113
5. 클래식 역학과 전자기학, 그 끝에 아인슈타인이 있다 | 124
부록│우리는 어떻게 무선 통신을 할 수 있는 걸까? | 140

3부 아주 작은 세계의 움직임을 탐구하다 _양자역학 이야기
1. 대체 물질의 근원은 무엇일까? | 152
2. 빛은 입자일까, 파동일까? | 162
3. 양자역학이란 무엇일까? | 179
4. 솔베이 전쟁, 그리고 슈뢰딩거 고양이 | 197
부록│〈앤트맨과 와스프〉에 숨어 있는 양자역학이 궁금하다면…… | 216

4부 온도로부터 밝혀진 우주의 법칙을 찾아서 _열역학 이야기
0. 에너지란 무엇일까? | 224
1. 에너지는 결국 사라지는 걸까? | 234
2. 공든 탑을 무너뜨리고 싶은 게 자연의 본성이라고? | 242
부록│그래서 증기기관은 어떻게 움직이는 건데? | 255

5부 과학의, 과학에 의한, 과학을 위한 과학 _기본 단위계 이야기
1. 단위 체계는 언제부터 만들어졌을까? | 268
2. SI 기본 단위들은 어떻게 만들어졌을까? | 277
3. 기본 상수를 이용해 네 개의 단위가 새롭게 정의되다 | 289
부록│키블 저울은 어떻게 kg을 새로 정의할 수 있었을까? | 305

나가며 | 하늘은 왜 파란색으로 보이는 걸까? | 313

< 내용 출처 : 교보문고 >