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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 >

:
Posted by sukji

 

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 >

:
Posted by sukji

뷰티풀 사이언스 한눈으로 보는 과학의 실체, 그리고 그 아름다움과 경이 / 아이리스 고틀립

570 G687sKㄱ  자연과학열람실(4층) 

 

 

책소개

 

 

예쁜 그림과 컬러풀한 색으로 채워나가는 과학 이야기!

일러스트레이터이자 아마추어 과학자인 아이리스 고틀립이 어렵고 복잡한 이론들을 쉽게 풀어낼 수 있는 최고의 수단인 그림으로 감상할 수 있는 과학책을 펴냈다. 『뷰티풀 사이언스』는 생명과학과 지구과학, 물리과학 등 총 세 분야의 과학을 주제로 다양한 지식들을 유쾌하고 재기 발랄한 그림과 글로 표현한 책이다.

제1부 생명과학에서는 해부학, 생물학, 식물학, 생태학, 유전학, 미생물학, 신경생물학, 동물학을 토대로 살아 있다는 것이 무엇인지, 생명체의 몸 안에서 어떤 일들이 벌어지는지를 알아본다. 제2부 지구과학에서는 지질학, 지구물리학, 빙하학, 기상학, 해양학을 중심으로, 지구와 지구를 둘러싼 대기를 간단한 이미지들과 기발한 비유들로 만나본다. 제3부 물리과학에서는 천문학, 화학, 물리학을 예술만이 할 수 있는 방식으로 아름답게 보여준다.

이처럼 눈으로 즐기면서 과학의 세계를 이해할 수 있도록 구성된 이 책에서 끊임없이 이어지는 다채로운 그림들과 재미있는 이야기들은 과학이 예술과 얼마만큼 조화롭게 어우러질 수 있는지를 보여준다. 이 책에 담긴 형형색색의 그림들을 따라가다 보면 어느새 과학의 세계를 이해하고 있는 자신을 발견하게 될 것이다.

 

 

 

출판사 서평

 

 

 

일러스트레이터인 저자가 선사하는 과학의 아름다움
눈을 사로잡는 그림과 엉뚱하고 재치 있는 질문을 통해 과학의 세계를 탐험하다

지금까지 이런 과학책은 없었다! 그림은 어렵고 복잡한 이론들을 쉽게 풀어낼 수 있는 최고의 수단이다. 일러스트레이터이자 아마추어 과학자인 이 책의 저자 아이리스 고틀립은 자신의 특기를 발휘하여 눈으로 감상할 수 있는 과학책을 만들어냈다. 과학을 주제로 한 다양한 지식들을 유쾌하고 재기 발랄한 그림과 글로 표현한 이 책을 통해서 독자들은 시각적으로 즐거움을 느끼는 새로운 경험을 하게 될 것이다. 지금까지 시각적인 즐거움에 초점을 맞춘 과학책은 찾아보기 어려웠다. 과학을 사랑하는 예술가라는 저자의 독특한 이력 덕분에 탄생한 이 책은 과학과 예술이 만나면 얼마나 색다른 매력이 뿜어져 나오는지를 알게 해준다. 또한 여기에 저자의 기발한 비유까지 더해져 독자들에게 읽는 즐거움까지도 선사할 것이다.

과학이 다루는 대상의 대부분은 실제로 보거나 만질 수 없다. 따라서 그것을 머리로 이해하는 데에 어려움을 느낄 때가 있다. 그렇기에 이 책의 저자는 과학을 글로 풀어내는 것이 아니라 예술을 통해 전달한다. 아무리 어렵고 복잡한 지식이라도 시각적인 정보로 전달하면 내용을 한눈에 파악할 수 있고 이해하기 쉽다는 점에 주목한 것이다. 이 책에서는 과학이라는 복잡하게 얽혀 있는 세계를 ‘기상천외한 이야기들’과 다른 과학책에서는 한번도 볼 수 없었던 ‘예쁜 그림들’을 통해 풀어낸다. 페이지를 넘길 때마다 시선을 사로잡는 화려한 그림들은 과학을 어려워하는 누구라도 과학에 대한 경계를 허물 수 있게 한다.
이 책에서 다루는 주제는 생명과학과 지구과학, 물리과학 등 총 세 분야이다. 제1부 생명과학에서는 해부학, 생물학, 식물학, 생태학, 유전학, 미생물학, 신경생물학, 동물학을 토대로 살아 있다는 것이 무엇인지, 생명체의 몸 안에서 어떤 일들이 벌어지는지를 알아본다. 또한 인간이 동물과 유전적으로 얼마나 비슷한지, 팔에 난 털은 왜 1미터까지 자라지 않는지, 우리는 어떻게 해서 꿈을 꾸게 되었는지와 같은 질문들을 던지고 그림을 통해 이에 대한 답에 접근한다. 제2부 지구과학에서는 지질학, 지구물리학, 빙하학, 기상학, 해양학을 중심으로, 지구와 지구를 둘러싼 대기를 간단한 이미지들과 기발한 비유들로 만나본다. 예를 들면 빙하를 초코바에 빗대어 그 구조를 파악하거나 별의 수가 많은지 모래알의 수가 많은지 다채로운 그림으로 알아본다. 또한 밀물과 썰물은 어떻게 해서 생기는지, 쓰나미는 어떻게 발생하는지 등을 시각적인 정보를 통해 설명한다. 제3부 물리과학에서는 천문학, 화학, 물리학을 다룬다. 우주를 하나로 붙들어놓는 힘이 무엇인지, 우주를 통해서 과거를 들여다볼 수 있는 방법은 없는지, 우리가 달의 한쪽 면밖에는 볼 수 없는 이유는 무엇인지 등을 이미지로 시각화하여, 예술만이 할 수 있는 방식으로 과학의 아름다움을 보여준다.
우리가 상상할 수 없을 만큼 방대한 범위의 과학을 예쁜 그림과 컬러풀한 색으로 채워나가는 이 책은 눈으로 즐기면서 과학의 세계를 이해할 수 있도록 이끈다. 끊임없이 이어지는 다채로운 그림들과 재미있는 이야기들은 과학이 예술과 얼마만큼 조화롭게 어우러질 수 있는지를 단적으로 보여준다. 형형색색의 그림들을 따라가다 보면 어느새 과학의 세계를 이해하고 있는 자신을 발견하게 될 것이다.

 

 

목차

 

 

들어가며 7

제1부 생명과학 8
제2부 지구과학 72
제3부 물리과학 106

감사의 말 148
찾아보기 149

 

< 내용 출처 : 교보문고 >

:
Posted by sukji

 

 

 

이상하고 거대한 뜻밖의 질문들 : 생명의 탄생부터 우주의 끝까지 / 모리 다쓰야

500 삼221ㅅKㅈ

자연과학열람실(4층)

 

 

 

책소개

 

과알못을 위한 재미와 교양 모두를 갖춘 과학 이야기!

빅 퀘스천과 빅 히스토리를 아울러 수많은 과알못의 갈증을 해소시켜줄 『이상하고 거대한 뜻밖의 질문들』. 연령과 분야를 초월해 과학적 사고력과 안목, 상식을 높여주는 훌륭한 과학 입문서가 되어줄 이 책은 생물학, 물리학, 뇌과학 등 과학의 전 분야를 넘나들며 인간의 삶을 관통하는 본질적 질문이자 철학적 질문에 대해 문과의 언어로 놀랍도록 부드럽게 과학의 여러 개념들을 풀어낸다.

138억 년 전 빅뱅으로 인한 우주의 탄생부터 최초의 생명체와 인류의 기원, 현재의 인류 등 기나긴 역사에 촘촘히 박힌 과학의 위대한 발견과 앞으로 과학이 밝혀낼 무궁무진한 사실들, 최첨단 과학이 진행하고 있는 흥미로운 실험에 대한 이야기들을 들려주며 인간이라는 존재와 우리가 살고 있는 세상, 우리를 둘러싼 우주를 통찰해보려는 사람들에게 단단한 길잡이가 되어준다.

 

 

출판사 서평

 

인생에 한 번은 반드시 물어야 할 질문,
“모든 것은 질문에서 시작되었다”

괴짜 PD, 일본 최고의 과학자들에게 질문을 던지다
‘과알못’을 위한 친절하고 유쾌한 과학 이야기

우리는 어디서 왔을까? 죽으면 어디로 갈까? 죽는다는 것은 어떤 의미인가? 우주의 끝, 세상의 종말은 있을까? 5백만 년 전 나무 위에서 지상으로 내려온 인류의 선조는 사냥과 교미 등으로 일상을 영위하면서 죽음을 피할 수 있는 존재는 아무도 없다는 사실을 깨달았을 것이다. 조금 더 깊이 사고한 개체라면 자신이 죽으면 어디로 가는지를 궁금해 했을지도 모른다. 인간은 항상 이 같은 거대한 질문들, 즉 ‘빅 퀘스천’에 대한 답을 찾고 싶어 했다. 그러나 인간을 달에 보내고 인공 장기를 체내에 이식할 수 있게 된 지금도 우리는 그 질문들에 명쾌한 답을 내놓지 못하고 있다. 인류의 오래된 철학적 난제, 어쩌면 앞으로도 영원히 풀지 못할 이 질문들에 대해, 학계 제일선에서 활약하고 있는 과학자들의 생각을 들어볼 기회다.
일본에서는 ‘옴진리교 잠입 다큐멘터리’를 제작한 과격파 PD로 알려진 호기심 많고 집요한 문과형 인간 모리 다쓰야가 어릴 적부터 품어온 질문을 시작으로 ‘이상하고 거대한 뜻밖의 질문들’에 대한 과학자들의 의견을 듣는다. ‘왜 생명은 죽어야만 하는 걸까요?’ ‘왜 하필이면 그 많고 많은 행성 중 지구에서 생명이 탄생하게 된 건가요?’ ‘지구 외의 행성에도 생명체가 있을까요?’ ‘생명의 탄생 순간을 실험으로 재현할 수는 없나요?’ 어떻게 보면 어린아이처럼 순진하고 엉뚱한 질문을 폭격처럼 쏟아내는 ‘과알못’ 인간 앞에서 친절한 과학 해설가로 변신한 일본 과학계 최고의 지성이 흥미롭고 생동감 넘치는 과학 이야기를 들려준다. 생물학, 물리학, 뇌과학 등 과학의 전 분야를 넘나들며 인간의 삶을 관통하는 본질적 질문이자 철학적 질문에 대해 문과의 언어로 놀랍도록 부드럽게 과학의 여러 개념들을 풀어낸다. 연령과 분야를 초월해 과학적 사고력과 안목, 상식을 높여주는 훌륭한 과학 입문서가 되어줄 것이다.

소립자부터 무한 우주까지, 생명의 탄생부터 인류의 진화까지
미지의 세계를 탐험해온 과학의 놀라운 발견들


소립자부터 무한 우주까지, 단세포생물의 탄생부터 인류의 진화까지, 찰스 다윈과 리처드 도킨스, 스티븐 제이 굴드, 린 마굴리스, 스티븐 호킹을 넘나들며 질문을 던지는 괴짜 PD 모리 다쓰야의 안내를 따라가다 보면 복잡해 보이는 현대의 첨단 과학도 시작은 모두 단순한 질문이었다는 것을 깨닫게 된다. 약간의 과장을 보태면 과학사 전체가 질문과 투쟁한 역사라고 해도 과언이 아니다. ‘인간은 어디서 왔는가’라는 질문에 인류학의 뿌리가, ‘죽음이란 무엇인가’라는 질문에 생물학의 근원이, 지구에서 가장 유명한 형이상학적 명제라는 ‘왜 아무것도 없지 않고 무언가가 있는가’라는 질문에 물리학의 기원이 있다.
그러나 여전히, 과학은 대부분의 질문에 대답하지 못하고 있다. 저자의 인터뷰 요청에 흔쾌히 응한 일본 제일의 과학자들은 이 사실을 시원하게 인정하면서도 자신의 연구 결과와 과학 지식, 상상력 등을 동원해 저자의 질문에 자기만의 답을 내놓기 위해 노력한다. 크게 1장부터 5장까지는 인간이라는 생물을 중심으로 생명의 탄생, 진화론과 그 파생 이론, 후성유전학, 인류의 진화 과정, 향후 인류 진화의 예측, 진화생태학의 관점으로 본 인간 행동 분석, 생명의 의미, 세포 분열과 유성 생식, 노화와 죽음의 의미 등을 다루며 6장과 7장에서는 우주에 관한 연구를 중심으로 지구 밖 생명체 존재의 가능성, 양자역학, 다중우주 등을 설명한다. 8장과 9장은 뇌과학과 뇌공학, 뇌인지에 초점을 맞춰 인간의 인지 감각, 뇌공학을 기반으로 개발된 대체현실 기술, 인공 뇌의 기능 가능성 등에 대해 대담을 나눈다. 10장과 11장은 결론 격으로 과학의 의미와 과학이라는 학문에 있어 철학적 사고의 중요성, 저자의 대담 총평이 이어진다.
시작은 ‘빅 퀘스천’이지만 인터뷰는 거대한 질문의 답을 듣는 데 그치지 않고 다양한 세부 주제에 대해 꼬리에 꼬리를 무는 질문을 이어간다. 진화론에 대한 주제를 이야기할 때는 현재의 인간이 수백만 년 진화의 결과라면 우리는 왜 아직도 이렇게 불완전한 존재인지를 묻고 세포에 대해 이야기할 때는 세포의 구성에 대해 거의 모든 것을 밝혀냈음에도 왜 우리는 살아 있는 세포를 만들어내지 못하고 있는지를, 지구 최초의 생명 탄생이 대화의 이슈가 될 때는 왜 그 탄생의 순간을 실험실의 비커에서 재현할 수 없는지를, 뇌과학자와의 인터뷰에서는 SF 작품에 자주 등장하는 ‘수조 안의 뇌’가 가능한지와 완벽한 인공지능이 왜 아직까지 개발되지 못하고 있는지를 질문하는 식이다.

“예를 들어 생명의 발생에 대해 이야기할 때, 46억 년 전 원시의 수프였던 바다에서 단백질이 어쩌고저쩌고 하는데, 솔직히 말씀드리면 이해가 안 갑니다. 학계 최전선에서 활약하시는 과학자 분들은 정말 그걸 이해하고 계신 건지, 우선 그것부터 여쭙고 싶습니다.” (147쪽)

또한 저자는 이처럼 자신의 무지에 전혀 개의치 않고 특유의 친화력으로 높아만 보이는 과학자의 벽을 순식간에 허물어뜨린다. 그리고는 금세 대담자와 핑퐁처럼 대화를 주고받으며 과학의 세계로 빠져들어간다. 더불어 한 번의 설명으로 따라잡기 어려운 내용이 등장하면 자신이 사전에 미리 공부한 내용을 덧붙여 독자들의 이해를 돕는다. 이렇게 훌륭한 완충지대가 되어주는 저자 덕분에 독자 역시 어렵지 않게 대화에 녹아들 수 있다. 동시에 과학과 철학을 자유자재로 넘나들며 ‘신은 정말 없는 것인지’, ‘우주를, 생명을 만든 어떤 주체가 있다는 생각에 유혹당한 적이 정말 한 번도 없는지’를 불쑥 질문하는 저자와 이에 끝까지 넘어가지 않고 논리적 대답을 이어가는 과학자 등 대담자들 간의 미묘한 신경전도 또 하나의 즐거운 볼거리다.

과학의 세계를 안내하며 철학의 문을 열다
모든 과학자는 결국 철학자다

이기적 유전자, 암흑 물질, 양자역학, 힉스 입자… 멀게만 느껴지던 과학 개념이 어느덧 일상에서도 접할 수 있는 일반적인 용어가 되면서 최소한의 과학은 현대인의 필수 교양이 되고 있다. 더불어 앞으로 다가올 4차 산업혁명에도 첨단 과학은 빼놓을 수 없는 주제다. 이러다 곧 일상 대화에도 쉽게 끼어들지 못하게 되는 것은 아닌지 ‘과알못’ 문과 인간들은 혼란스럽기만 하다. 최근 대중 과학 도서의 연이은 흥행도 이 같은 경향의 연장선일 것이다. 이런 흐름에서 《이상하고 거대한 뜻밖의 질문들》은 재미와 교양을 모두 갖춘, 빅 퀘스천과 빅 히스토리를 아울러 수많은 과알못의 갈증을 해소시켜줄 반가운 책이 되어줄 것이다.
저자와 열 명의 과학자들을 따라 과학의 드넓은 세계를 구석구석 여행하며 과학이라는 문을 활짝 열어보자. 인간이라면 누구나 한 번 쯤 생각할 법한 질문에 대해 더욱 깊은 통찰을 할 수 있다. 138억 년 전 빅뱅으로 인한 우주의 탄생부터 최초의 생명체와 인류의 기원, 현재의 인류 등 기나긴 역사에 촘촘히 박힌 과학의 위대한 발견과 앞으로 과학이 밝혀낼 무궁무진한 사실들, 최첨단 과학이 진행하고 있는 흥미로운 실험에 대한 이야기들을 만나다 보면 인간에게 왜 과학이 필요한지를 다시 한 번 사유하게 된다. 이처럼 이 책은 인간이라는 존재와 우리가 살고 있는 세상, 우리를 둘러싼 우주를 통찰해보려는 사람들에게 단단한 길잡이가 되어줄 것이다.

 

 

목차

 

들어가는 말
1장 | 인간은 왜 죽는가 - 생물학자 후쿠오카 신이치에게 묻다
생물은 얼마나 정밀하게 만들어져 있는가 | 변화를 가져오는 생물의 힘은 무엇인가 | 내가 사라지고 없다는 것은 무슨 뜻인가 |
과학은 ‘왜’에 답하지 못한다 | 어차피 진화는 완전히 밝혀지지 않았다 | 기린의 목은 정말 서서히 길어졌나 |
생명이 왜 발생했는지는 아무도 설명할 수 없다 | 과학의 최첨단은 미지투성이 | 이 세계는 인류를 위해 설계되었나 |
생물은 왜 죽는가, 죽음이란 무엇인가 | 우리는 끊임없이 죽고 다시 만들어진다 | 생물을 양자역학의 동시성 측면에서 보면 |
자아와 자유의지는 지금도 아슬아슬한 위치에 있다

2장 | 인간은 어디서 왔는가 - 인류학자 스와 겐에게 묻다
440만 년 전 인류의 선조 라미두스 원인 | 인간이 인간이 되기 전의 생태는 어땠나 | 성 선택과 직립보행은 함께 진화했다 |
초기 인류는 왜 아프리카에서 발생했나 | 생태적 지위의 변화 과정에 대해 | 우리가 가진 단 하나의 유리한 점 |
새로운 발견만큼 미지의 영역도 커진다 | 우리는 우연의 산물일 뿐이다

3장 | 진화란 무엇인가 - 진화생태학자 하세가와 도시카즈에게 묻다
진화는 변이·경쟁·유전의 조합으로 일어난다 | 분야 간 융합에서 비롯된 마찰과 균열 | 레밍은 집단 자살을 하지 않는다 |
유전자를 둘러싼 도킨스와 굴드의 논쟁 | 이타행동도 ‘이기적 유전자’로 설명할 수 있는가 |
인간과 동물의 무리는 무엇이 다른가 | 인간 집단은 무리 지어 있기 때문에 폭주한다 | 이렇게 스탬피드가 시작된다 |
인류는 왜 아직도 불완전한가 | 다윈주의와 ‘우리는 어디로 가는가’라는 수수께끼

4장 | 살아 있다는 것은 무엇인가 - 생물학자 단 마리나에게 묻다
“솔직히 말씀드리면 이해가 안 갑니다” | 의인화를 배제하면 생물에 관해 알 수 없다 | 박테리아도 하나의 인격체다 |
세포는 몸 전체를 뇌처럼 사용하며 산다 | 가장 큰 경계는 삶과 죽음 사이에 있다 |
생물은 투쟁이 아니라 끈끈한 협력관계 속에 있다 | 세포는 못하고 우리만 할 수 있는 일은 없다 |
생명은 왜 이다지도 위태로운가

5장 | 누가 죽음을 결정하는가 - 생물학자 다누마 세이치에게 묻다
삶을 규명하려면 죽음부터 생각해야 한다 | 태초에 유전자는 어떻게 발생했는가 |
‘개체의 죽음’은 유성생식에서 시작되었다 | 인간에게는 왜 ‘죽음의 회수권’이 프로그래밍되었나 |
우리에게는 두 가지 죽음이 프로그래밍되어 있다 | 우리는 왜 이토록 정교하게 만들어졌나 |
세포의 의사 결정 시스템은 규명되지 않았다

6장 | 우주에는 생명이 있는가 - 생물학자 나가누마 다케시에게 묻다
지구 밖에도 생명체가 있는가 | 서관충이라는 신기한 생물 | 우주에는 생명체가 존재하는가 |
우리는 죽는다, 그러나 난자는 죽지 않는다 | 생명 활동이란 작은 소용돌이다 | 생명은 우주의 터미네이터

7장 | 우주는 앞으로 어떻게 되는가 - 물리학자 무라야마 히토시에게 묻다
과거 우주는 원자 하나보다 작았다 | 양자역학의 다양한 패러독스 | 암흑 물질과 암흑 에너지라는 대발견 |
빅뱅 이전에 대해서는 ‘모른다’고 할 수밖에 없다 | 우리가 지금 여기에 있는 것을 어떻게 설명할 수 있는가 |
우주는 정말 유일한가

8장 | 나는 누구인가 - 뇌과학자 후지이 나오타카에게 묻다
인지는 얼마나 주관적이고 감각은 얼마나 모호한가 | 옴진리교도와 연합적군이 평범한 이들인 이유 |
인간이라는 생물을 바꾸고 싶다 | 내가 보는 보라색이 당신에게는 갈색일 수 있다 |
다차원의 세계를 어떻게 있는 그대로 이해하는가 | 인간을 확장하고 싶다는 동기는 어디서 왔나 |
우리는 경계가 없는 ‘세계의 일부’다 | 기술은 진보했다, 그러나 아톰은 태어나지 않았다

9장 | 뇌는 왜 이런 질문을 하는가 - 뇌과학자 이케가야 유지에게 묻다
뇌는 왜 이런 ‘시시한 질문’을 하는가 | ‘자기를 묻는’ 언어의 덫 | 우리는 우주를 노화시키기 위해 존재한다 |
인공지능은 왜 실현되지 않고 있나 | 정체성이라는 ‘잘 만들어진 착각’ | 타행성인과의 의사소통은 성립하지 않는다 |
우리는 세계를 왜곡함으로써 인식한다 | 신체는 뇌의 잠재력을 제한하고 있다 | 집단지성은 마음인가, 새로운 인격인가

10장 | 과학은 무엇을 믿는가 - 과학 작가 다케우치 가오루에게 묻다
다시 일본의 과학에 묻는다 | 신을 전제로 하는 서구, 신이 없는 일본 | 인간 따위가 이 세계를 밝혀낼 수 있을 리 없다 |
우주를 설계한 존재의 정체는 무엇인가 | 신에 대해서는 말하지 않는 것이 규칙이지만… |
과학에 철학적 사고는 필수불가결하다 | 우리는 어디서 와서 어디로 가는지조차 알지 못한다

11장 | 우리는 어디서 와서 어디로 가는가 - 모리 다쓰야에게 묻다
지금까지 말하지 못한 부모님의 죽음 | 덧붙이자면 끝이 없다

 

 

< 내용 출처 : 교보문고 > 

 
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