세상에서 가장 재미있는 상대성이론

■■■ 동경대 교수가 전하는, 사고의 깊이가 넓어지고 다양해지는 상대성이론의 세계! 고교 수학만으로도 이해하는 재미있는 상대성이론 이야기!
문제집이나 퍼즐 책에서 아무리 애를 써도 풀리지 않았던 문제가 힌트를 본 것만으로 풀릴 때가 있다. 효율적인 학습법을 원하는 사람이라면 그것으로 만족할 것이고, 더 어려운 문제는 인터넷 검색이나 질문 사이트를 통해 해결하려고 할지도 모른다. 그렇게 하면 ‘혼자 힘으로는 풀 수 없다’라는 사실을 외면할 수 있을 테니 자존심도 다치지 않고 해결된다. 그리고 언젠가는 정말 문제를 해결하는 능력을 익히게 될 것이라며 일단 뒤로 미루는 것이다.
하지만 뇌의 감수성이 풍부한 십대에 ‘스스로 생각하는 것을 포기하는’ 습관을 들인다면 과연 어떻게 될까? 게다가 그런 상태를 깨닫지도 못하고 대학이나 대학원에 진학했다면…? 상상만으로도 무서운 일이다.
스스로 생각한다는 것은 주입식으로 지식을 받아들이는 것이 아니라 이해하는 과정을 통해 지식을 받아들이는 것을 말한다. 그러기 위해서 과학자들이 미지의 문제를 어떤 식으로 해결해왔는지 안다면 도움이 될 것이다.
그래서 <세상에서 가장 재미있는 상대성이론>에서는 ‘왜 그렇게 생각하는가?’ ‘왜 그렇게 귀찮아 보이는 일을 하는가?’라는 문제에 대해서 가능한 자세히 답하려고 노력했다. 또 독자들이 고등학교에서 과학을 했다고 가정하지 않고, 처음부터 과학의 기초를 배워가며 가지고 있는 지식을 확장하듯이, 소풍가며 즐기듯이 따라갈 수 있도록 설명했다.
전문서는 수식을 사용하는 데 제한이 없기 때문에 일반 독자, 특히 고교생 이하에게는 문턱이 너무 높다. 반면 일반서는 가능한 수식을 생략하는 것이 관례이다. 하지만 수식을 완전히 없애면 수박 겉핥기의 느낌을 부정할 수 없다. 수식은 과학 세계를 설명하는 데 반드시 필요한 ‘언어’이기 때문에 수식을 접하는 것은 진정한 과학에 다가가는 첫걸음이라고 할 수 있다.

이 책은 중학수학을 떠올리면서 읽을 수 있는 독자를 대상으로 하고 있다. 미분이나 적분 기호는 사용하지 않지만 극한이나 평균변화율의 사고는 도입했다. 속도나 궤도의 접선과 같은 물리적인 사고방식은 미분법 도입 그 자체이고, 일이나 퍼텐셜은 적분법의 도입이다. 또한 굳이 미적분 공식을 사용하지 않고 다소 촌스러워도 수식에 담긴 사고방식을 꼼꼼하게 나타내는 것을 우선으로 했다. 또 행렬은 초급까지 포함했는데, 기초 부분을 자세히 해설했다. ☆을 붙인 부분은 종이와 펜을 이용해 열심히 생각하기를 바라는 마음으로 독자에게 남긴 과제이다.

수학이나 물리는 공식을 암기해야 된다든지, 물리는 수학의 응용이라는 오해가 있지만 이런 것은 일단 전부 잊고, 생각하는 즐거움을 되찾았으면 한다. 학문이나 지적 호기심에 ‘범위’는 없으니 말이다.
주요 수식은 ① ② ③으로 표시했는데, 수식에 알레르기 반응을 일으키는 독자가 적지 않을 것이다. 하지만 그 수식들은 과학여행에서 멋진 지적체험이 될 것이다. 내가 가진 지식을 떠올리며 상대성이론을 이해하기 위한 여행을 떠나보자!  

글 : 사카이 쿠니요시

1987년 도쿄대학 이학부 물리학과 졸업 후 1992년 동대학 대학원 이학계 연구과 박사과정 수료, 이학박사. 같은 해 동대학의학부 조수, 1995년 하버드 대학 의학부 리서치 펠로우, MIT언어 철학과 객원교수를 거쳐 현재 도쿄대학 대학원 종합문화연구과 교수, 동 이학계 연구과 물리학 전공교수를 겸임 중이다. 제56회 마이니치출판문화상, 제19회 츠카하라 나카아키라(塚原仲晃, 1933~1985) 기념상 수상. 저서로는《언어의 뇌과학》《과학자라는 직업》《과학이라는 사고방식》《뇌의 언어지도》《말의 모험》《마음의 모험》《뇌의 모험》《뇌를 창조하는 독서》

감수 : 곽영직

郭泳稙
서울대 물리학과와 미국 켄터키 대학원을 졸업했다. 1985년부터 수원대학교 물리학과 교수로 재직 중이며, 2006년부터 2011년까지 자연대학장, 2012년부터 2015년까지 대학원장을 역임했다.

저서로 『자연과학의 올바른 이해』 『자연과학의 역사』 『과학 이야기』 『원자보다 작은 세계 이야기』 『큰 인간 작은 우주』 『별자리 여행』 『별자리 따라 봄, 여름, 가을, 겨울』『곽영직의 과학캠프』 『물리학이 즐겁다』 등이 있고, 옮긴 책으로 『빅뱅』『오리진』『거울 속의 물리학』 『그레이트 비욘드』 『즐거운 물리학』, 『슝 달리는 전자 흐르는 전기』『천재들의 과학노트 3 물리학』『우주의 시작과 끝』『과학 All That Contents』『물리 All That Contents』『손안의 지구과학』 ,『더더더 작게 쪼개면 원자』등이 있다. 감수를 맡은 책으로는 『우주로 날아간 돼지』『물속에 빠진 돼지』가 있다. 감수한 책으로는 『과학 추리만화 어린이 과학 형사대 CSI ⑥』등이 있다.

역 : 강현정

한국외국어대학교 졸업. 일본 JCLI 수료 후 삼성물산을 거쳐 출판사에서 책을 만지다가 현재는 번역을 하고 있다.『내 강아지 오래 살게 하는 50가지 방법』『내 고양이 오래 살게 하는 50가지 방법』『양손 없는 고양이 치비타의 기적』『리락쿠마 종이접기』『매일매일 두뇌 트레이닝 수학 퍼즐 1~6』『인기 강아지 도감 174』『수학으로 배우는 양자역학의 법칙』 『종이오리기 인기 패턴 114』『꽃보다 다육이』『DNA의 법칙』등을 번역했다.