우주를 사랑한 수식

수식까지 품은 교양서

드디어 수학과 물리학 덕후들을 위한 진짜 입덕서가 나타났다!

수식을 회피하지 않으면서도 대중적으로 풀어낸 과학 대중서가 마침내 등장했다! 과학 커뮤니케이터 지웅배의 말처럼 “수식 없이 물리학을 설명한다는 것은, 근본적으로 모순이다. 클래식 음악을 음표 하나 없이 말로만 소개하는 것”에 가깝다. 그동안 수식을 어렵다고 얼버무린 과학책이 많았다면 『우주를 사랑한 수식』은 그 모든 ‘눈치 보기’를 거부한다. 드디어 독자를 수식의 세계에 정면으로 데려가는 매력적인 과학책인 것이다.

저자는 영국 케임브리지대학 이론우주론 센터에서 스티븐 호킹의 마지막 제자로 활동한 물리학자로 일본 현지에서 여러 영화와 드라마 과학 자문을 맡을 만큼 대중과 과학의 경계를 넘나들고 있다. 현재 그는 인공지능을 활용한 의학물리학 연구를 이끌고 있다. 한국어판에는 저자 특별 인터뷰도 실려 있는데, 그가 왜 24개의 수식에 감탄했고, 어떤 마음으로 이 책을 썼는지에 대한 흥미로운 내용이 담겨있다.

수식은 인간의 생각이 가장 멀리까지 닿았을 때 남긴 흔적!

양자역학과 블랙홀의 탄생까지, 현대 물리학을 이끄는 위대한 수식들!

『우주를 사랑한 수식』은 현대 물리학의 DNA와도 같은 24개의 수식을 담고 있다. 이 24개의 수식은 다시 네 가지로 분류되어, 1부에서는 광활한 우주에 관한 수식을, 2부에서는 원자처럼 미세한 세계를 지배하는 수식을, 3부에서는 빛의 세계와 관련된 수식을, 마지막 4부에서는 물리학이 아닌 수학 분야의 대표 수식 네 가지를 다룬다. 또한 이 책은 인류의 위대한 과학자들이 수학에 대해 남긴 찬사와 명언들도 함께 다루어, 인간의 사고를 가장 멀리까지 진일보시키려 했던 그들의 열정을 생생하게 느낄 수 있도록 한다.

하나의 수학적 발견이 이루어지기 전과 후의 인류는 완전히 다르다. 아인슈타인은 일반상대성 이론을 통해 우주의 시공간을 통째로 설명할 수 있는 수식을 만들어냈다. 오늘날 전 세계의 GPS가 오차 범위 안에서 정확히 작동하는 것도 바로 이 수식 덕분이다. 이제는 영화 속의 소재로도 등장하는 양자론의 세계는 슈뢰딩거의 방정식을 통해서 공식화되었고 오늘날 인류는 양자컴퓨터의 세계에 도전하기에 이르렀다.

이런 위대함 때문에 수식을 인간이 만들었지만, 신의 언어라 부르는 것이다. 이제 인간의 사고가 만들어낸 가장 아름다운 언어의 세계로 들어가보자.

지은이 : 다카미즈 유이치

현대 우주론과 양자중력 이론 연구 분야에서 손꼽히는 연구자. 와세다대학교 물리학과를 졸업하고, 동 대학원에서 박사 학위를 취득했다. 도쿄대학교 빅뱅센터, 교토대학교 기초물리학연구소를 거쳐, 영국 케임브리지대학교 응용·수학 이론물리학과 이론우주론 센터에 소속되어 스티븐 호킹 박사에게 사사 받았다.

이후 쓰쿠바대학교 계산과학 연구센터에서 우주론을 연구했으며, 현재는 기업에서 기계학습(인공지능)을 이용한 의학물리학을 연구하는 등 영역을 확장하고 있다. 어려운 과학의 세계를 대중적으로 설명하는 작업도 꾸준히 진행하고 있다. 주요 저서에 『시간은 거꾸로 흐르는가』 『우주인을 만나기 전에 읽는 책』 등이 있다. 

옮긴이 : 최지영

한양대학교 대학원 일본언어문화학과에서 일본 문화를 전공했다. 출판사에서 편집자로 근무하며 일본 소설, 인문서, 미술 도서를 만들었다. 글밥아카데미를 수료하고 현재 바른번역 소속 번역가로 활동 중이며 『수학으로 생각하기』, 『꿈꾸는 우주』, 『욕망의 명화』, 『하루 5분, 명화를 읽는 시간』 등을 번역했다. 인문학, 교양과학 등 앎의 즐거움을 주는 책에 관심이 많다.

한국 독자들을 위한 저자 특별 인터뷰 : 수식은 특별한 세계를 여는 일

감수자의 말_지웅배(우주먼지)

이 책을 읽기 전에

1부 | 우주의 수식

1. 우주 전체를 지배한다 : 아인슈타인 방정식

2. 팽창 우주와 암흑 물질의 세계 : 프리드만 방정식

3. 블랙홀을 예언하다 : 슈바르츠실트의 해

4. 빅뱅 그 이전에 대한 예언 : 중력파의 파동 방정식

5. 방정식계의 고전 : 뉴턴 운동 방정식

6. 미래의 행성 이주에 쓰일 수식 : 푸아송 방정식

7. 당신도 나도 서로 끌리고 있다 : 만유인력 법칙

8. 인터스텔라를 만들어낸 수식 : 측지선 방정식

2부 | 소립자의 수식

1. 마이크로 세계의 집합체 : 표준 모형 수식

2. 두 장소에 동시에 존재할 수 있다 : 불확정성의 원리

3. 모든 물질은 입자이자 파동이다 : 드 브로이 방정식

4. 고양이처럼 매력적인 수식 : 슈뢰딩거 방정식

5. 반도체를 만들어낸 : 디랙 방정식

6. 한번 더 : 표준 모형 수식

7. 인류가 향해야 할 극한의 세계 : 플랑크 길이

3부 | 빛의 수식

1. 원자폭탄의 힘을 만들어내다 : 상대론적 에너지의 식

2. 만든 사람과 증명한 사람이 다르다 : 로런츠 변환식

3. 테넷의 세계로 초대합니다 : 민코프스키의 시공 세계

4. 전기는 사실 빛이다 : 로런츠 힘의 공식

5. 전자기의 세계를 평정하다 : 맥스웰 방정식

6. 소수의 신비로움 : 미세 구조 상수의 공식

4부 | 현대 물리학과 수학의 4대 법칙

1. 시간은 되돌릴 수 있는가 : 엔트로피 증가 법칙

2. 데이터 분석의 왕, 편차치부터 주가 예상까지 : 가우스 분포 공식

3. 박사가 사랑한 수식 : 오일러의 등식

4. 계속 더해도 마이너스가 된다 : 무한급수 공식