과학선생님도 궁금한 101가지 과학질문사전 (2판)

선생님을 공부하게 만든 학생들의 상상 초월 질문 퍼레이드!
중·고등 과학 교과서에서 최신 과학 이슈까지, 모든 질문에 답하다

“심장은 사랑하는 사람을 알아볼까요?”
“왜 소라 껍데기를 귓가에 대면 바닷소리가 들리나요?”
중·고등학교 과학 선생님들이 학생들의 엉뚱하고 기발한, 그러면서도 중·고등 과학 교과서를 꿰뚫는 질문들을 모아 2010년 『과학선생님도 궁금한 101가지 과학질문사전』을 펴냈다. ‘호기심과 질문이 과학의 본질’이라는 모토, 과학의 전영역과 기술과 때론 인문·사회 영역까지 아우르는 통합적 접근은 많은 공감과 지지를 받았으며, ‘2010 한국과학창의재단 우수과학도서’, ‘2010 한교도서관저널 추천도서’로 선정되었다. 하지만 세상은 빠르게 바뀌었고, 학생들은 새로운 질문을 쏟아냈다.
“중력파가 뭔가요?” “새로운 생명체를 만들 수 있나요?”
“소행성 충돌로 몇 년 안에 지구가 멸망한다던데요?”
이번에도 학생들은 선생님들을 ‘열공’하게 만들었고, 선생님들은 기쁜 마음으로 기꺼이 공부 삼매경에 빠졌다. 그리하여 학생들의 새로운 질문, 중력파 발견과 유전자 가위 등 최근 과학계의 성취, 미세먼지 문제와 희토류로 인한 무역 분쟁 등 새롭게 대두된 과학 이슈까지 담긴 개정판이 세상에 나오게 되었다.

상상초월! 선생님을 긴장시킨 학생들의 질문퍼레이드
이 책에 실린 101가지 질문은 실제로 수업 시간에 학생들이 질문한 내용 중에서 선생님을 곤혹스럽게 했던 질문, 그래서 선생님을 공부하게 만든 질문들이다. 그 중에는 “당뇨 환자의 오줌은 정말 달까요?”, “자석은 왜 N극, S극 커플로만 생기나요?” 같이 즉각적으로 나올 수 있는 질문이지만 우리 몸의 항상성 유지, 원자의 구조와 쌍극자 같은 과학 교과서의 주요 내용을 꿰뚫는 질문이 있는가 하면, “자동차 네비게이션은 어떻게 위치를 알아낼까요?”, “원두커피와 인스턴트커피의 차이는?”, “진공청소기는 정말 먼지를 빨아들일까요?” 같이 우리 생활과 밀접해서 선생님도 궁금했던 질문도 있고, “심장은 사랑하는 사람을 알아볼까요?”, “식물처럼 생장점이 있으면 사람도 계속 크나요?” 같이 선생님들을 곤란하게 만든 엉뚱한 질문도 있다.
“중력파가 뭐예요?”, “새로운 생명체를 만들 수 있을까요?”, “세계에서 가장 큰 망원경은?” 같은 최신 과학과 첨단 기술 관련 질문, “중국의 강력한 외교 무기 중 하나가 희토류라는데, 희토류가 뭔가요?”, “대기오염이 경제에 큰 영향을 줄 수 있다고요?” 같은 시사성 있는 질문은 선생님들을 긴장시키고 공부하게 만든 질문들이다.
다채로운 학생들의 질문은 그 자체로 재미있다. 청소년 독자들은 때론 ‘나도 궁금했는데!’ 하는 공감을, 때론 ‘정말 왜 그렇지?’ 하는 호기심을 느낄 법하다. 교사들이라면, ‘별게 다 궁금하군!’ 싶은 질문에서 학생들의 심리를 엿볼 수 있을 것이다. 직접적이고 구체적으로 표현된 질문은 학생들이 과학을 배울 때 오해하거나 잘 이해하지 못하는 지점이 무엇인지 파악할 수 있게 해 준다.

서로 다른 전공 선생님들이 대화하고 함께 공부하며 갈무리한 통합 지식
학생들의 다채로운 질문은 특정 분야를 전공한 선생님 한 명이 명쾌하게 답하기 어려운 경우가 많았다. 필자들은 이 책을 쓰는 동안 물리 선생님은 생물 선생님에게, 화학 선생님은 지구과학 선생님에게 그리고 다시 각자 전공 선생님들에게 서로 수많은 질문과 설명을 들어야 했다. 물리, 화학, 생물, 지구과학 등으로 나뉘어 있는 우리나라 과학 교과 편제의 한계를 극복하고 가능한 한 질문자의 입장에서 통합적인 답을 찾기 위한 노력이었다. 그 과정에서 필자들은 ‘이런 과정은 학생들이 앞으로 학문을 하는 데 있어 반드시 갖춰야할 공부 방법’임을 다시 한 번 확인했다고 한다.
“구슬이 서 말이라도 꿰어야 보배라고 하지요. 전혀 무관할 것 같은 단편적 지식이나 질문도 하나로 연결되면 더 큰 깨달음을 줍니다. 학교에서는 하나의 사물 또는 현상을 여러 교과로 나누어 특정 영역을 깊게 가르치기는 해도, 여러 학문 영역을 통합해서 폭넓게 사고하는 방법을 알려 주는 데에는 아직 미흡합니다. … 북극 환경을 지키지 않고 북극곰만 보호해서는 북극곰의 멸종을 막을 수 없고, 꽃이 자라는 환경을 고려하지 않고 꿀벌만 연구해서는 꿀벌을 지켜 낼 수 없습니다. 전체적인 맥락과 더불어 특정 부분을 살펴야 ‘본질’을 이해할 수 있습니다. 이 책 개정 작업을 하면서 물리, 화학, 지구과학, 생명과학을 전공한 선생님들이 함께 모여 많은 대화를 나누었습니다. 더 살펴야 할 전체적 맥락은 무엇일까? 그것을 잘 이해하는 데 필요한 다른 영역의 배경지식은 무엇일까? 이 질문과 연결된 또 다른 질문들은 무엇일까? 모두가 머리를 맞대고 생각했습니다.”
의정부과학교사 모임 회장인 김현민 선생님은 통합 지식의 중요성과 전체적 맥락을 고려한 질문의 본질에 다가가기 위한 필자들의 노력을 이렇게 이야기한다. 자연에 대한 호기심을 가지고 끊임없이 질문하며 지식의 경계를 넓혀 가는 탐험가, 바로 우리 학생들을 응원하는 선생님들의 열정과 노력이 이 책에 고스란히 담겨 있다 

1부. 우주와 생명
001 심장은 사랑하는 사람을 알아본다? … 14
002 일란성 쌍생아는 태반과 탯줄이 하나일까요? … 18
003 알레르기는 왜 생기나요? … 22
004 자외선 차단제는 왜 바르나요? … 25
005 닮은 듯 다른 얼굴, 다른 듯 닮은 얼굴 … 28
006 우리 피부는 맞으면 왜 발개지나요? … 32
007 원숭이가 사람으로 어떻게 진화하는 거죠? … 36
008 음식 맛은 꼭 혀로만 느끼나요? … 41
009 포도당처럼 지방도 수액 주사로 섭취할 수 있을까요? … 45
010 피는 모두 붉은색일까요? … 49
011 피를 먹으면 소화가 되나요? 아니면 다시 혈관으로 공급되나요? … 52
012 곶감 단맛의 비밀은? … 56
013 당뇨 환자의 오줌은 정말 달까요? … 59
014 들어 보았나, 뇌지도(Brain Map)? … 63
015 녹조 현상이 해롭다면 음식에 들어가는 클로렐라는 괜찮은가요? … 68
016 대나무의 속은 왜 비어 있을까요? … 71
017 마이너스 시력은 없다? … 74
018 머리카락은 잘라도 왜 계속 자라나요? … 77
019 무화과나무는 정말 꽃이 없을까요? … 81
020 식물처럼 생장점이 있으면 사람도 계속 크나요? … 84
021 새로운 생명체를 만들 수 있을까? … 88
022 잎이 없는 겨울에 식물은 광합성을 중단하나요? … 93
023 피부와 간이 재생 기능을 가지는 이유는 무엇인가요? … 96
024 우리 눈은 어떻게 색을 구별할까요? … 99
025 인간 돌연변이도 있나요? … 103
026 해바라기는 어떻게 해의 움직임을 감지하나요? … 108
027 과거에는 대륙이 하나였다고요? … 111
028 별똥별은 왜 내 앞으로는 안 떨어지고 먼 산 뒤로만 떨어질까요? … 117
029 소행성 충돌로 몇 년 안에 지구가 멸망한다던데요? … 122
030 블랙홀에 사람이 들어간다면? … 127
031 우리나라는 어떤 암석으로 구성되어 있나요? … 133
032 우주는 얼마나 큰가요? … 139
033 태양계에 지구와 똑같은 행성은 왜 없을까요? … 144
034 태양은 영원할까? … 154
035 화성암을 분류하는 기준은 무엇일까요? … 158
036 낮말은 호숫가에서도 조심해야 한다는 사실! … 162
037 도로 위에 왜 신기루가? … 166
038 왜 소라 껍데기를 귓가에 대면 바닷소리가 들리나요? … 169
039 자석은 왜 N극, S극 커플로만 생기나요? … 172
040 천둥, 번개는 왜 생기나요? … 175
041 중력파가 뭔가요? … 178
042 헬륨 가스를 마시면 왜 목소리가 변하나요? … 183
043 내 머리는 돌이다? … 186
044 뉴턴도 헷갈리는 마찰력의 세계! … 190
045 매질 없이도 전달 가능한 파동이 있다고요? … 194
046 비행기는 어떻게 하늘을 날 수 있을까요? … 198
047 캡틴아메리카는 15m 빨대로 물을 마실 수 있을까요? … 202
048 고체, 액체, 기체 말고 다른 상태의 물질도 있나요? … 205
049 무중력은 중력이 없는 것이 아니다? … 210
050 패러데이도 몰랐던 자석의 세계! … 213

2부. 과학과 문명
051 극지방을 연구하는 이유는? … 220
052 뜨거운 음식을 식힐 때와 차가운 손을 따뜻하게 할 때의 입 모양은 왜 다를까요? … 225
053 북극에 있는 빙하와 남극에 있는 빙하는 무엇이 다른가요? … 228
054 세계에서 가장 큰 망원경은? … 232
055 금색으로 반짝인다고 모두 금일까? … 237
056 안개는 어디에서 어떻게 만들어지나요? … 240
057 중국의 강력한 외교 무기 중 하나가 희토류라는데, 희토류가 뭔가요? … 244
058 우주복을 입지 않고 우주에 나가면 사람의 몸은 어떻게 될까요? … 247
059 지질시대의 이름은 어떻게 정한 걸까요? … 251
060 태풍의 이름은 어떻게 결정되나요? … 254
061 석유는 어디에서 얻나요? … 259
062 돛단배와 잠수함은 어떤 해류의 영향을 받게 될까요? … 263
063 대기오염이 경제에 큰 영향을 줄 수 있다고요? … 268
064 자동차의 내비게이션은 어떻게 위치를 알아낼까요? … 273
065 토네이도는 왜 우리나라에 없을까요? … 278
066 파도 높이가 10m 이상인 해일은 어떻게 만들어질까요? … 282
067 파란 하늘과 흰 구름이 생기는 이유는? … 286
068 남극의 오존홀이 가장 큰 까닭은? … 291
069 드라이아이스는 얼음처럼 생겼는데 왜 만지면 화상을 입나요? … 295
070 산소가 물에 녹지 않아서 수상치환으로 모은다면서 보통 물속에는 어떻게 산소가 들어 있나요? … 298
071 연필심이랑 다이아몬드는 같은 물질인가요? … 302
072 눈 내린 도로에 염화칼슘을 뿌리는 이유는? … 306
073 세상에서 가장 단단한 다이아몬드도 탈 수 있을까요? … 309
074 원두커피와 인스턴트커피의 차이는? … 312
075 고체인 얼음이 어떻게 물 위에 뜨나요? … 316
076 왜 물질마다 존재하는 상태가 다른가요? … 320
077 은나노가 정말로 세균을 죽일 수 있나요? … 324
078 하이브리드 자동차와 수소 자동차, 수소 연료전지 자동차는 무엇이 다른가요? … 328
079 치약 속에 무엇이 들었길래 충치를 예방할 수 있나요? … 332
080 비닐봉지는 정말 썩지 않나요? … 336
081 물은 0℃에서 어는데 바닷물은 왜 얼지 않을까요? … 340
082 열기구가 하늘로 뜨는 원리는 무엇인가요? … 343
083 수돗물에 왜 냄새 나고 독한 염소를 넣는 건가요? … 347
084 술을 마시면 왜 머리가 아프고 필름이 끊겨요? … 351
085 물은 항상 100℃에서 끓을까요? … 355
086 깊은 물속에서 갑자기 물 밖으로 나오면 왜 위험할까요? … 358
087 음식이 너무 매울 때 물을 마실까, 우유를 마실까? … 361
088 소금을 많이 넣으면 욕조 물에서도 몸이 뜰 수 있나요? … 364
089 신 음식을 많이 먹으면 우리 몸이 산성으로 변하나요? … 367
090 청산가리를 먹으면 왜 죽나요? … 372
091 커피를 마시면 왜 졸리지 않을까요? … 375
092 금속을 어떻게 찾아요? … 378
093 볼펜 똥은 왜 생길까요? … 381
094 거대한 입자가속기는 왜 필요한가요? … 384
095 소형 건전지에도 사람이 감전되어 죽을 수 있을까요? … 388
096 스피드건은 어떻게 자동차의 속도를 재나요? … 391
097 진공청소기는 정말 먼지를 빨아들일까? … 394
098 광폭 타이어를 달면 왜 제동거리가 짧아지나요? … 397
099 I am Superconductor! … 401
100 한쪽 발로 자동차를 멈출 수 있는 까닭은? … 408
101 전자레인지는 어떻게 음식을 데울까요? … 411