우주 진화하는 미술관

▣ 출판사서평

피타고라스 이전 시대부터 현재까지
과학사의 중요한 모든 순간들을 이미지로 보여주다!

과학 특히 과학의 역사를 다루는 대부분의 책에서는 복잡한 숫자들과 도해 설명 그리고 학자들의 빛바랜 흑백 사진들을 구경할 수 있다. 이는 마치 오래된 관습처럼 오늘날의 일반 독자들에게서 과학에 대한 아무런 관심도 이끌어내지 못한다. 이 책의 저자이자 케임브리지 대학교 교수인 존 D. 배로는 바로 이런 점을 간파하고 과학사의 핵심 이슈가 된 200개 이상의 이미지를 선별하여 피타고라스 이전 시대부터 현재에 이르기까지 가장 흥미로운 문제들만 짚어냈다. 예를 들면 무한의 개념 다이어그램 양자역학 인플레이션과 팽창우주론 등 과학에 관심이 있다면 반드시 짚고 넘어가야 할 굵직굵직한 주제들을 담고 있다. 그뿐 아니라 최초로 별자리를 만든 사람이 지구의 어느 장소에서 별을 관찰했는지 외계 생명체가 존재한다면 과연 어떤 모습일지 우리의 몸과 얼굴은 왜 대칭으로 이루어졌는지 더하기와 빼기 같은 산술 기호는 언제 어디서 유래했는지 우리가 평소 이용하는 지하철 노선도나 일기예보 기상도는 누가 만들었는지 등 우리가 주변에서 흔히 관심을 가질 만한 내용들을 담았다.

무엇보다 이 책은 그런 이슈들을 단순히 나열하고 설명하는 데서 그치지 않는다. 각 장의 제목에서 볼 수 있듯이 저자의 의도는 이미지에 담긴 인간의 마음과 이를 보는 우리의 마음을 향한다. 1부에서 소개한 ‘우리의 눈에 보이는 별들’의 모습에는 우리의 눈에 보이지 않는 우주의 비밀과 이를 끝없이 상상하고 파헤치는 인간의 노력이 숨어 있다. 또 2부에 소개된 어두운 밤에 촬영된 지구의 사진은 인구밀도가 높은 지역이 아니라 자본이 많이 모여 있는 지역을 중심으로 밝게 빛나고 있어 처음 본 모습이 사물의 진정한 모습은 아니라는 교훈을 전달해준다. 일부를 정확하게 그리려고 하면 일부는 왜곡되는 세계지도처럼 우리가 마음먹기에 따라 사물의 모습은 얼마든지 왜곡될 수 있는 것이다.

그렇다면 보다 정확하게 보다 진실에 가깝게 사물을 관찰하고 이론을 세우려면 어떻게 해야 할까? 보이는 것을 믿어야 할까 아니면 볼 수 없는 것을 보는 눈을 가져야 할까? 이와 같은 모순은 양자역학의 모순에서도 드러난다. 4부에 소개된 슈뢰딩거의 ‘이상한 고양이’ 역설을 살펴보면 방사능에 노출되도록 장치해둔 실험실 안의 고양이는 관찰자가 실험실 문을 열어보기 전까지는 ‘죽어 있거나’ ‘살아 있는’ 이상한 상태로 존재한다. 양자역학의 계산에 따르면 이 고양이는 관찰자가 보기 전까지는 확률적으로 죽어 있거나 살아 있는 상태다. 방사능을 방출하는 가이거 계수기가 방사능을 내보낼 수도 내보내지 않았을 수도 있기 때문이다. 하지만 살아 있거나 죽어 있는 상태란 정의는 모순이다. 우리는 오직 실험실 문이 열렸을 때만 고양이의 운명을 ‘발견’할 수 있다. 마찬가지로 너무 멀리 있거나 너무 작아서 우리의 눈에 보이지 않는 세계 역시 그 세계가 우리 눈앞에 열려 측정될 수 있을 때에만 우리는 그 세계를 정의할 수 있다.

이렇듯 자연과 인간 상상력과 창조물 사이의 흥미로운 관련성은 이 책을 읽는 기쁨을 더해줄 것이다. 자연은 소리도 향기도 색도 의미도 없는 지루한 현상일지 모르지만 우리 인간의 마음은 그렇지 않다. 수와 그림 물질과 마음 과학과 예술의 무의미한 구분을 떠나 사물과 이미지를 대할 때 우리의 눈에 보이는 세상은 분명 달라져 있을 것이다.

▣ 작가 소개

지음 존 D. 배로 지음 John D. Barrow
케임브리지 대학교에서 수리과학 교수이자 밀레니엄 수학 프로젝트 책임자로 활동하고 있으며 우주론과 천체물리학에 관한 17권의 책과 320편이 넘는 논문을 쓴 세계적인 과학자이자 저술가다. 영국 왕립협회의 회원이면서 케임브리지 클레어홀칼리지의 부총장으로도 활동하고 있는 그는 왕립글래스고철학협회에서 수여하는 켈빈 메달과 마이클 패러데이 상을 수상했다. 물리학 천문학 수학 등 과학의 전반적인 양상을 역사적 철학적 문학적으로 분야를 넘나들며 탐구한 그의 책들은 전 세계 28개국 언어로 번역되어 과학 전공자뿐 아니라 일반 독자들에게도 폭넓은 사랑을 받고 있다.
지은 책으로는「무영진공」「무한으로 가는 안내서」「우주의 기원」「수학 천상의 학문」 등이 있다. 지은이는 연극 무한(Infinities)을 집필하여 상을 받기도 했다.

옮김 노태복
환경·생명 운동 관련 시민 단체에서 해외 교류 업무를 맡던 중 번역의 길로 들어섰다. 과학과 인문의 경계에서 즐겁게 노니는 책들과 생태적 감수성을 일깨우는 책들에 관심이 많다. 옮긴 책으로는「꿀벌 없는 세상 결실 없는 가을」「생태학 개념어 사전」「신에 도전한 수학자」「진화의 무지개」「19번째 아내」 등이 있다.

▣ 주요 목차

머리말 모든 그림에는 이야기가 깃들어 있다

Part 1 우리의 눈에 보이는 별들
01 밤하늘의 아이들 - 별자리의 탄생
02 태양의 제국 - 코페르니쿠스적 관점
03 별이 빛나는 밤에 - 고흐와 소용돌이 은하
04 삶의 빛은 저마다 다르다 - 헤르츠스프룽-러셀도
05 우주의 도상학 - 성운이 그려내는 예술
06 1054년의 불길한 징조 - 죽음과 탄생을 알리는 게성운
07 안드로메다의 ‘A’ - 우리은하의 거울 안드로메다성운
08 완벽한 조율 - 허블의 소리굽쇠 도표
09 정상과 비정상 - 우주의 이단아 특이은하
10 서로 다른 세계가 충돌할 때 - 초신성 1987A의 교훈
11 비밀은 우주 저편에 - 허블의 법칙
12 불꽃놀이 이후 - 프리드만의 우주 가설
13 차원의 수수께끼 - 풍선과 팽창우주론
14 단서는 깊숙한 곳에 있었다 - 빅뱅 핵합성
16 암전 - 암흑물질의 역할
17 시간의 더듬이 - CfA의 적색편이 관측
18 최후의 미개척지 - 허블 딥 필드
19 새로운 시간의 출현 - 시공간 다이어그램
20 태초의 시간 - 과거 빛원뿔
21 중력의 무지개 - 인플레이션 우주의 스펙트럼
22 영원한 팽창 - 거품 우주
23 블랙홀에는 털이 없다 - 중력의 익명성

Part 2 공간에 대한 편견
01 인류를 위한 작은 발걸음 - 달에서 바라본 지구
02 어둠 속의 착각 - 머니 맵
03 탐욕에 눈먼 사람들 - 오존 구멍
04 한낮의 우연 - 식(蝕)
05 외계인의 침략 - 화성의 운하를 상상하다
06 황금의 메시지 - 파이어니어 금속판과 보이저 레코드
07 ET 집에 전화하다 - 비행접시의 신화
08 똑같은 것은 없다 - 벤틀리와 눈송이
09 높은 산에 새겨진 지식 - 훔볼트의 지구생태학
10 지질 대동여지도 - 스미스와 지질도
11 대중의 과학 - 날씨와 기상도
12 빅토리아 시대의 쥐라기 공원 - 오웬의 공룡
13 발자국을 남기다 - 라에톨리의 원시인류
14 과학과 예술의 융합 - 푹스의 식물도
15 살아 있는 시체 - 베살리우스의 해부도
16 벼룩이 뛴다 - 훅의 작은 세계
17 지구는 누구를 위해 움직이는가 - 대륙이동과 판구조론
18 일그러진 세계 - 메르카토르의 지도
19 아름다움의 기준 - 진화와 대칭
20 0.01초의 순간을 보다 - 고속 촬영 기술

Part 3 수와 그림
01 다섯 개의 정다면체와 우주의 비밀 - 플라톤의 입체
02 신은 축구를 한다 - 버키볼
03 프라임 타임 - 에라토스테네스의 체
04 신부의 의자 - 피타고라스의 정리
05 기호의 시대 - ‘+ - × ÷ =’
06 천국에 이르는 계단 - 파스칼의 삼각형
07 도박에 바진 수학자 - 주사위와 확률
08 논리의 지도 - 벤다이어그램
09 현실과 초현실의 만남 - 뫼비우스의 띠
10 카드모스와 하르모니아 - 사인과 코사인
11 갈릴레오의 포물선 - 사슬 곡선
12 신이 0으로 나누는 곳 - 무한 기호 ∞
13 무한에 관한 새로운 경향 - 칸토어의 대각선 논법
14 플로터 - 그래프의 기원
15 한눈에 보이는 변화 - 플레이페어의 그래프
16 손가락 도레미 송 - 귀도 다레초의 악보
17 차원의 중첩 - 하이퍼큐브
18 극한을 향하여 - 코흐의 눈송이
19 끝이 없는 세계 - 만델브로 집합
20 볼 수 없는 것을 보는 눈 - 불가능한 삼각형
21 보는 것이 믿는 것이다 - 착시
22 발견과 발명 - 두 개의 타일
23 4의 기적 - 네 가지 색 지도
24 지하의 예술 - 런던 지하철 노선도
25 ‘평균인’의 거짓말 - 확률분포곡선

Part 4 물질 위의 마음
01 과학자의 얼굴 - 아인슈타인과 상대성 이론
02 빛의 바다 - 뉴턴의 프리즘
03 생명의 요람 - 나침반과 지구 자기장
04 보이지 않는 힘 - 패러데이의 자기력선
05 소우주의 세계 - 보어의 원자 모델
06 사라진 원소 - 멘델레예프와 주기율표
07 건축가와 몽상가 - 케쿨레의 벤젠고리
08 생명의 코일 - DNA의 이중나선
09 이야기가 있는 그림 - 분자 구조도
10 Let It Be - 결합 에너지 곡선
11 1945년의 불기둥 - 버섯구름
12 당신이 모르는 사이에 - 거품상자 궤적
13 유쾌한 그림의 물리학 - 파인만 다이어그램
14 대통일 시나리오 - 보편적인 3중점
15 우주의 모든 것 - 질량과 크기
16 이상한 고양이 - 슈뢰딩거의 역설
17 미래의 방 - 양자 우리
18 실체와 신기루 - 양자 얽힘
19 최초의 복사 - 칼슨의 제로그래피
20 미래를 보다 - 무어의 법칙
21 일상의 비밀 - 모래 패러다임

맺는말 이미지가 주도하는 새로운 과학의 미래
주석
도판 출처