과학의 기쁨 : 세상을 구할 과학자의 8가지 생각법  /  짐 알칼릴리

501 A415jKㄱ  자연과학열람실(4층)

책 소개

V 복잡하고 혼란한 세계에서 우리를 구할 과학자의 생각법!
V 《어떻게 물리학을 사랑하지 않을까?》 짐 알칼릴리가 8가지로 정리한 과학의 본질
V 과학 커뮤니케이터 ‘궤도’ 추천: “과학의 경이로움과 온전한 기쁨을 알려주는 책”

“과학이란 단순히 세상에 대한 사실을 모아놓은 것이 아닙니다.
과학은 생각의 방식이자 세상을 이해하는 방식입니다.”

바야흐로 과학의 시대, 과학자의 시대다. 과학을 전공하지 않은 아마추어도 ‘과학 커뮤니케이터’의 말에 귀기울이며 양자역학에 푹 빠져드는가 하면, 과학자가 주인공인 전기영화가 국민적으로 흥행하기도 하고, 정치계도 ‘이념이 아닌 과학으로 판단하라’며 첨예하게 대립한다. 실제로 과학을 업으로 삼은 과학자는 어떤 방식으로 생각하며 살아가고 있을까?
아름다운 문장으로 자신이 진정 사랑하는 물리학의 매력을 독자에게 전해주었던 《어떻게 물리학을 사랑하지 않을 수 있을까?》의 저자, 과학자 짐 알칼릴리가 새 책 《과학의 기쁨》에서 그 질문에 답한다. 지금 이 세상에서 ‘과학자의 생각법’이 어떤 지혜를 줄 수 있는지 간결하고 쉬운 언어로 정리했다. 명실공히 영국을 대표하는 과학 커뮤니케이터이자 물리학자의 표현력으로 과학의 본질이라고도 할 8가지 사고방식에 대해 설명한다.
흔한 생각과 달리 과학의 본질은 ‘지식’이 아니라 ‘생각하는 방식’이다. 과학자는 이론보다는 과학적 방법론을 믿는다. 편견에 사로잡힌 과학자를 일컬어 ‘과학자답지 않다’고 말하는 건 그 때문이다. 오류를 검증해야 하는 과학적 방법론의 절차로 인해 과학자는 자연스럽게 개방성과 다양성을 인정하게 된다. 편견과 한계를 넘어 진리와 진보를 향해 나아가게 된다. 그런 시각에서 보면 아인슈타인도 오펜하이머도, 우주에서 가장 어려운 문제를 연구하는 현대 물리학자들도 ‘생각하는 방법’은 동일했다고 할 수 있다. 세상을 구한 과학자들의 흥미로운 머릿속을 유영하는 ‘기쁨’을 누려보자.

“과학은 제한된 감각을 넘어, 두려움과 불안을 넘어, 무지와 약점을 넘어,
더 넓은 세상을 볼 수 있는 단 하나의 방법입니다.”

하늘과 바람과 별과 인간 : 원자에서 인간까지  / 김상욱

502 김51ㅎ    자연과학열람실(4층)

책 소개

물리학자 김상욱이 전하는
세상 모든 존재들에 대한 이야기

〈알쓸인잡〉의 다정한 물리학자 김상욱이 5년 만에 신간으로 돌아왔다. 이번에는 물리학의 경계를 뛰어넘어 원자에서 인간까지 세상 모든 존재들에 대해 이야기한다. 물리학자에게 세상은 차갑게만 보일 거라는 선입견과 달리 김상욱이 과학의 언어로 그리는 세상은 그렇지 않다. 그는 말한다. 물리학자에게 사랑이란 필연의 우주에서 피어난 궁극의 우연이라고. 이보다 멋지게 과학의 언어로 사랑을 표현할 수 있을까? 저자는 기본 입자와 원자에서 시작해 존재의 층위들을 하나하나씩 밟아가며 물질과 생명, 그리고 더 나아가 우주와 인간이 어떻게 서로 연결되어 있는지 조망하며 차갑게만 느껴지던 우주가 물리학자의 시선 속에서 얼마나 따뜻할 수 있는지 보여준다. 세상을 이해하고 싶었던 한 소년의 지적 호기심이 물리학에서 화학과 생물학, 그리고 인문학으로 확장해간 김상욱의 지적 세계를 이 책에서 만나볼 수 있다. 더불어 우주와 우리에 대해 현대 과학이 도달한 지점을 한 권의 책에서 아울러 보여주고 있다는 점에서 현대인이 알아야 할 새로운 시대의 새로운 교양을 제시한다.

“이 책은 세상을 이해하기 위해 경계를 넘은 좌충우돌 여행기이자, 세상 모든 것에 대해 알고 싶은 사람을 위한 지도책입니다.” ─ 저자 서문

우리가 절대 알 수 없는 것들에 대해 : 인간의 의식에서 우주까지, 과학지식의 한계는 어디까지인가

/ 마르쿠스 듀 500 D812wKㅂ  자연과학열람실(4층)

책소개

인간의 능력으로는 절대로 이해할 수 없는 무언가가 정말 존재하는가?

우주와 자연의 미지를 개척한 과학자들의 생각과 발견을 조사하고, 우리가 알아낼 수 있는 지식에는 과연 한계가 없는지 탐구하는 『우리가 절대 알 수 없는 것들에 대해』. 리처드 도킨스를 이어 옥스퍼드 대학의 과학 대중화 사업을 이끌고 있는 책임자 마르쿠스 뒤 소토이는 이 책에서 답하기 힘든 현대과학의 경계를 7장에 걸쳐 유쾌하면서도 명확하게 풀어낸다.

책상 위에 놓인 주사위로부터 시작해, 혼돈, 물질과 우주, 공간, 시간, 무한대, 의식에 이르는 미지의 여정을 따라가게 하는 이 책에는 양자물리학과 우주론, 지각과 인식, 신경과학 등 첨단과학의 경계를 탐험하면서 현재 상황에 대한 저자의 의견과 각 분야 전문가들의 의견을 일목요연하게 정리되어 있다.

저자는 현재 알려진 과학적 지식의 한계점까지 나아가 답을 알 수 없는 질문과 그로부터 파생된 온갖 다양한 모순을 파헤친다. 세계는 예측가능한가, 우주는 무한한가, 빅뱅 이전의 시간을 알 수 있는가, 물질을 이루는 궁극의 구성성분은 무엇인가, 양자세계의 한계는 무엇인가 등 물리적 우주에서 우리가 알아낼 수 있는 지식에는 한계가 없는지, 현대과학의 극단지점으로 우리를 인도한다.

출판사 서평

우주는 무한한가?
빅뱅 이전에는 무슨 일이 있었는가?
인간의 의식은 뇌의 어느 곳에 자리 잡고 있는가?
인간의 이해를 넘는 과학지식의 극한 탐험

과학은 오랜 시간 세상 만물의 수많은 비밀을 우리 앞에 드러내주었다. 인간에게 있어 이성과 논리, 추론과 증명, 관찰과 실험은 영원히 침묵할 것 같은 생명과 우주의 미스터리를 푸는 가장 강력한 무기이자 믿음직한 도구였다. 그 어느 때보다 우리는 우주를 포함한 이 세계와 스스로에 대해 더 많이 알고 있다. 하지만 더 많이 알아낼수록 크고 본질적인 질문들이 우리에게 답을 요구하는 것처럼 보인다. 빅뱅 이전에는 무슨 일이 있었는지, 우주는 무한한 공간인지, 인간의 의식은 뇌의 어느 곳에 자리 잡고 있는지 등 현대과학이 가장 가까이 다가간 지금, 미지의 영역은 과연 언제까지 그 비밀의 문을 굳건하게 지킬 수 있을까?
《우리가 절대 알 수 없는 것들에 대해》는 우주와 자연의 미지를 개척한 과학자들의 생각과 발견을 조사하고, 우리가 알아낼 수 있는 지식에는 과연 한계가 없는지 탐구하는 책이다. 저자 마르쿠스 뒤 소토이는 리처드 도킨스를 이어 옥스퍼드 대학의 과학 대중화 사업을 이끌고 있는 책임자다. 그에 걸맞게, 답하기 힘든 현대과학의 경계를 7장에 걸쳐 유쾌하면서도 명확하게 풀어낸다.
첫 번째 경계에서는 혼돈(CAOS)이론을 바탕으로 미래를 예측하는 일의 한계를 탐구하고, 다음 경계에서는 물질의 구조에 대해 파고든다. 더 이상 쪼갤 수 없는 최소의 단위까지 점검한 후 다음 장부터는 양자역학의 반직관적인 측면과 빅뱅과 블랙홀, 시간의 상대성에 대한 논의가 차례대로 이루어진다. 여섯 번째 경계는 의식을 기원을 탐구하는 장으로, 저자는 인간 존재의 자기 인식에 의문을 표한다. 끝으로 ‘무한대’를 다루는 수학자들의 이론을 통해 과학의 한계를 바라보는 또 다른 관점을 제시한다.
현대 과학은 과연 우주의 창조와 그 크기의 한계에 대해 어떤 답을 갖고 있을까? 그리고 종교와 신은 현재까지 과학이 답하지 못하는 영역에 올바른 답안이 될 수 있을까? 저자의 책상 위에 놓인 주사위로부터 시작해, 혼돈, 물질과 우주, 공간, 시간, 무한대, 의식에 이르는 미지의 여정을 따라가다 보면 적어도 지식의 한계를 넘어서려는 인류의 의지가 결국에는 우리가 절대 알 수 없는 것이라고 여겼던 질문에도 꽤 타당한 답을 줄 것이라는 희망을 안게 될 것이다.

과학, 철학, 신학을 넘나드는
흥미로운 글쓰기

과학의 경계에서 일어나는 다양한 추측과 논증을 일반 독자가 이해하기는 사실 쉽지 않다. 하지만 이 책의 저자는 어렵고 복잡한 개념을 최대한 쉽게 설명한 뒤 본질적인 질문에 대한 탐구를 진전시킨다. 예를 들어 첫 장에서는 주사위 눈금을 맞추는 도박 이야기에서 흥미를 돋우고, 간단한 확률 수학을 거쳐 카오스, 그리고 고전역학과 결정론적 우주관까지 나아가며 우리는 ‘미래를 예측할 수 있는가’에 대한 커다란 물음에 답하는 형식을 취한다.
또한, 수학자로서의 자신의 경험과 지식을 십분 활용할 뿐 아니라, 각 방면의 석학을 찾아가 진행한 인터뷰의 내용을 추가해 경계 너머의 세계에 대한 논의에 생명력을 불어넣는다. 특히 세 번째 경계에서 쿼크의 존재를 입증하는데 기여한 물리학자이자 신학자인 존 폴킹혼과의 인터뷰는 과학과 신학의 미묘한 줄다리기를 느낄 수 있어 더욱 흥미롭다. 폴킹혼은 “우리가 알 수 없는 소수점 이하 자리에서 전능한 신이 개입하고 있다.”고 주장한다. 반면 수학자인 저자는 신이 개입할 수 있는 자연의 빈틈이 있더라도 과학과 수학으로 최대한 그 틈을 메울 수 있다고 생각한다.
현대 과학의 일곱 가지 경계를 돌고 나서 저자는 다음과 같이 말한다. “우리는 주사위를 손에 쥐고 흔들 때마다 미래의 불확정성을 있는 그대로 수용해야 한다. 손을 떠난 주사위가 어느 곳에 어떤 눈금으로 안착할지 알 수 없지만, 바로 이런 이유 때문에 우리는 주사위를 끝까지 바라볼 수 있는 것이다.” 우리는 마침내 모든 것을 알게 될까? 아니면, 인간의 이해를 넘어선 무언가가 항상 존재할 것인가? 이 책에서 그 해답을 찾아보자.

목차

지식의 0번째 경계 알려진 미지[未知]

지식의 첫 번째 경계 카지노 주사위

지식의 두 번째 경계 첼로

지식의 세 번째 경계 우라늄 한 덩어리

지식의 네 번째 경계 잘라낸 우주

지식의 다섯 번째 경계 손목시계

지식의 여섯 번째 경계 챗봇 앱

지식의 일곱 번째 경계 크리스마스 폭죽

감사의 글
그림 출처
참고 문헌
찾아보기

< 출처 : 교보문고 >

시간은 흐르지 않는다 : 우리의 직관 너머 물리학의 눈으로 본 우주의 시간 / 카를로 로벨리

530.11 R873oKㅇ   자연과학열람실(4층)

책소개

양자중력 이론의 관점에서 바라본 시간에 관한 이야기!

시간에 관한 우주의 거대한 이야기가 온전히 담겨 있는 『시간은 흐르지 않는다』. 양자중력 이론의 선구자이자 세계적인 물리학자 카를로 로벨리의 세 번째 책으로, ‘시간이란 도대체 무엇일까?’, ‘시간이 흐른다는 것은 실제로 어떤 의미일까?’, ‘우리가 이곳에서 경험하는 시간과 우주의 시간은 다른 것일까?’, ‘왜 과거는 떠올릴 수 있고 미래는 떠올릴 수 없을까?’와 같은 질문들에 대한 충실한 답변을 담고 있다.

1부에서는 지금까지 현대 물리학이 시간에 대해 알아낸 것을 요약했다. 어디서든 동일하게, 과거와 현재, 미래의 순서로 벌어진다고 생각하는 사건들, 과거는 이미 정해졌고 미래는 아직 오지 않았다는 상식들이 모두 틀렸다는 것을 낱낱이 드러낸다. 2부에서는 시간이 없는 세상으로 떠난다. 사물이 아닌 사건으로 이루어진 세상, 인간의 문법에만 존재하는 과거-현재-미래, 시간이라는 변수가 없는 세상…. 이제 공간과 시간은 세상을 담는 틀이나 용기의 형태를 취하지 않게 된다.

3부에서는 1부와 2부에서 파괴한 시간을 되돌려 그 원천을 다시 찾고 이 긴 여행의 도착점을 우리 자신, 나라는 존재로 하여 돌아온다. 뉴턴에 의해 근대 물리학이 등장한 이래로 물리학의 발전이 우리의 시간관념을 어떻게 변화시켰는지까지 이야기하는 이 책은 일종의 시간 역사서이기도 한데, 여기서 더 나아가 저자는 새로운 양자중력 이론의 도입을 통해 지금까지의 시간에 대한 우리의 이해를 새롭게 확장시킨다.

출판사 서평

≪모든 순간의 물리학≫ ≪보이는 세상은 실재가 아니다≫ 카를로 로벨리의 최신작
“우주는 인간의 시간 속에 살지 않는다!”

“시간에 관한 우주의 거대한 이야기가 이 책 속에 온전히 담겨 있다!”
≪모든 순간의 물리학≫ 카를로 로벨리가 이끄는 ‘시간의 신비’에 관한 지적 탐험

양자중력 이론의 선구자, 카를로 로벨리의 세 번째 책이 출간되었다. ≪모든 순간의 물리학≫, ≪보이는 세상은 실재가 아니다≫에 이은 이번 책은 양자중력 이론의 관점에서 바라본 ‘시간’에 관한 이야기. ‘시간이란 도대체 무엇일까?’ ‘시간이 흐른다는 것은 실제로 어떤 의미일까?’ ‘우리가 이곳에서 경험하는 시간과 우주의 시간은 다른 것일까?’ ‘왜 과거는 떠올릴 수 있고 미래는 떠올릴 수 없을까?’…. 이 책은 이러한 질문들에 대한 카를로 로벨리의 충실한 답변서이다.
로벨리는 신비스러운 시간의 본질을 파헤치기 위해, 우리가 가진 통상적인 시간관념을 모조리 깨트린다. 즉, 우주에는 단 하나의 유일한 시간이 존재하지 않고, 시간은 과거에서 미래를 향해 한 방향으로 나아가는 것도 아니며, 규칙성을 가지고 일정하게 흐르는 것이 아니라는 것. 이 모든 것은 시간에 관한 우리의 지각 오류가 만든 산물이자 지구라는 환경의 특수성, 근사성이 만들어낸 결과라고 말한다.
이 책에는 시간에 관한 우주의 거대한 이야기가 온전히 담겨 있다. 이 책을 통해 우리는 인간이 인류의 역사에서 시간을 어떻게 이해해왔는지 알게 되고, 나아가 인간의 한계를 뛰어넘어 지구의 시간, 아니 우주의 시간 그리고 시간의 본질에 대한 이해에 한 발짝 가까이 다가갈 수 있을 것이다. 덤으로 물리학과 철학, 그리고 문학이 한데 어우러진 문장마다 깃든 아름다움은 과학책에서는 발견하기 드문 쏠쏠한 행운이기도 하다.

카를로 로벨리가 이끄는
‘시간이 없는’ 우주를 향한 여행

≪시간은 흐르지 않는다≫는 양자중력 이론의 선구자이자 세계적인 물리학자 카를로 로벨리의 세 번째 책이다. 앞서 출간된 ≪모든 순간의 물리학≫, ≪보이는 세상은 실재가 아니다≫에서는 양자중력 이론의 관점에서 바라본 물질과 에너지 그리고 공간에 대해 다뤘다면, 이 책에서는 ‘시간’에 관해 이야기한다.
우리가 경험하고 느끼고 알고 있는 시간은 대체 무엇일까? 시간이 ‘흐른다’는 것은 정확히 어떤 의미일까? 왜 과거는 떠올릴 수 있고 미래는 떠올릴 수 없을까? 우리가 살고 있는 이 세상의 시간과 우주의 시간은 같은 것일까? … 카를로 로벨리는 이 책에서 시간에 관한 수많은 질문들에 대해 답한다. 그는 “시간에 어떤 순서나 질서가 있는 것처럼 보이는 것은 우리가 살고 있는 거시 세계에서 바라본 우주의 특수한 양상일 뿐, 보편적인 본질은 아니다.”라고 말한다. 인간 지각능력의 한계를 넘어서는 우주의 원초적 시간에는 순서나 질서 그리고 이를 바탕으로 한 ‘흐름이 없다’는 것이다.
이 책은 크게 3부로 이루어졌다. 1부에서는 ‘지금까지’ 현대 물리학이 시간에 대해 알아낸 것을 요약했다. 인간의 지식이 성장하면서 시간에 대한 개념은 서서히 베일을 벗게 되는데, 이로 인해 복잡한 층들로 이루어져 있던 시간은 이 층을 하나둘씩 잃었다. 기본적으로 어디서든 동일하게, 과거와 현재, 미래의 순서로 벌어진다고 생각하는 사건들, 과거는 이미 정해졌고 미래는 아직 오지 않았다는 상식…. 이런 것들이 모두 틀렸다는 것을 낱낱이 드러낸다. 2부에서는 ‘시간이 없는 세상’으로 떠난다. ‘사물’이 아닌 ‘사건’으로 이루어진 세상, 인간의 문법에만 존재하는 과거-현재-미래, 시간이라는 변수가 없는 세상…. 이제 공간과 시간은 세상을 담는 틀이나 용기의 형태를 취하지 않게 된다.
3부에서는 1부와 2부에서 파괴한 시간을 되돌려 그 원천을 다시 찾고 이 긴 여행의 도착점을 우리 자신, 나라는 존재로 하여 돌아온다. 마치 코페르니쿠스가 하늘의 운동에 대해 연구하다 우리 발밑의 지구가 어떻게 움직이는지 이해함으로써 끝을 맺게 된 것처럼. 이러한 존재론적 회귀는 카를로 로벨리의 책에서만 만날 수 있는, 그야말로 물리학과 철학의 아름다운 융합이라고 할 수 있다.

우리는 세상의 아주 작은 일부,
인간의 관점으로 시간을 바라볼 뿐이다

카를로 로벨리는 신비스러운 시간의 본질을 파헤치기 위해, 가장 먼저 우리가 가지고 있는 시간에 대한 익숙한 ‘틀’부터 하나씩 깨트린다. 우리가 시간에 대해 가지고 있는 통념은 ‘유일성’, ‘방향성’, ‘독립성’으로 크게 세 가지다. 먼저 우주에 유일한 단 하나의 시간이 존재한다고 믿고 있다. 또 시간은 과거에서 미래를 향해 한 방향으로 나아가고 있다고 생각한다. 마지막으로 시간은 다른 어떤 존재의 영향을 받지 않고 규칙적이고 일정하게 흐르는 것으로 여긴다. 하지만 이것들은 모두 틀렸다. 시간의 특징적인 양상들 하나하나가 우리의 시각이 만든 오류이고, 근사치들의 결과물이다.

유일하다고 생각한 ‘시간’이라는 양은 시간들의 거미줄 속에서 산산조각 난다. 이 책에서는 세상이 시간 속에서 어떻게 진화하는지는 설명하지 않을 것이다. 대신 여러 지역의 시간 속에서 사물이 어떻게 진화하는지와 여러 지역의 시간이 ‘서로 어떤 차이를 가지고’ 진화하는지에 대해 살펴볼 것이다. 세상은 사령관의 구령에 맞춰 움직이는 군부대의 대형처럼 균일한 것이 아니다. 서로에게 영향을 끼치는 사건들이 그물처럼 얽혀 있는 것이다. p.25

세상일은 아주 복잡하다. 현실은 겉으로 보이는 것과 다르다. 태양이 도는 것 같은데 사실은 지구가 돌고 있고, 지구가 평평한 것 같은데 사실은 공 모양인 것처럼. 온 우주에 공통의 현재는 존재하지 않으며, 세상 모든 사건들이 과거-현재-미래 순으로 진행되지도 않는다. 우리 주위에는 현재가 있지만 멀리 있는 은하에는 그것이 ‘현재’가 아니다. 결국 우리는 ‘우리’의 관점, 세상의 작은 일부인 인간의 관점에서 시간의 흐름 속에 있는 세상을 본 것일 뿐이다.

그래서 결국 우리는 세상에 존재하는 수많은 시간들이 아닌, 우리가 경험한 균등하고 범세계적이고 순서가 있는 시간,이 단일한 시간에 대해서만 말할 수 있다. 이 시간은 엔트로피의 성장에 의존하여 시간의 흐름에 정착한 우리 인간이 인간으로서의 특별한 관점에서 기술한, 세상에 대한 근사치의 근사치의 근사치이다. 서로 다른 다양한 근사치들에서 파생된 확연히 구분되는 수많은 특성들이 겹겹이 쌓인 다층 구조의 복잡한 개념, 이것이 우리의 시간이다. pp.203-204

세상에 남아 있는 가장 큰 신비,
‘시간’에 관한 전우주적 이야기

이 책에는 고대 그리스 시대부터 출발하여 인간이 시간을 이해해온 역사가 녹아 있다. 뉴턴에 의해 근대 물리학이 등장한 이래로 물리학의 발전이 우리의 시간관념을 어떻게 변화시켰는지도. 그런 의미에서 이 책은 일종의 ‘시간 역사서’이기도 하다. 여기서 더 나아가 카를로 로벨리는 새로운 양자중력 이론의 도입을 통해 ‘지금까지의’ 시간에 대한 우리의 이해를 새롭게 확장시켰다.
시간(우리가 알고 있는 통상적인 의미의)이 없는 우주, 그럼에도 끊임없이 변화가 일어나는 우주, 사물 대신 사건으로 가득 찬 우주, 사건들 간의 복잡한 관계로 인해 변화하는 우주. 하지만 인간은 여전히 과거에서 미래로 질서 있게 흐르는 시간을 경험하고 이에 의존해 살아간다. 인간의 세계는 우주에게 ‘보편’이 아니라 ‘특수’의 경우인 것이다.
이 책은 시간에 관한 이 우주의 거대한 이야기를 온전히 담고 있다. 우리는 인간이 인류 역사에서 시간을 어떻게 이해해왔는지 알게 될 것이고 나아가 지구의 시간 아니, 우주의 시간 즉 ‘시간의 본질’에 대한 이해에 한 발짝 더 접근할 수 있을 것이다.

목차

들어가는 말

1부 시간 파헤치기
01 유일함의 상실
02 방향의 상실
03 현재의 끝
04 독립성의 상실
05 시간의 양자

2부 시간이 없는 세상
06 사물이 아닌 사건으로 이루어진 세상
07 문법의 부적당함
08 관계의 동역학

3부 시간의 원천
09 시간은 무지
10 관점
11 특수성에서 나오는 것
12 마들렌의 향기
13 시간의 원천
14 이것이 시간이다

옮긴이의 말
주석

< 내용 출처 : 교보문고 >