슈퍼영웅들을 통해 배우는 물리학 강의

대학에서 물리학을 강의하는 저자가 쓴 쉽고 재미있게 배울 수 있는 물리학 책이다. 슈퍼맨, 스파이더맨, 엑스맨 등 만화 속에 등장하는 슈퍼영웅들의 활약상을 통해 물리학의 중요 법칙과 이론을 설명하고 있다. 뿐만 아니라 이 책에서는 과거 1930년대부터 시작된 미국의 슈퍼영웅 만화의 계보와 캐릭터들, 그리고 미국 만화계의 양대 산맥인 ‘DC코믹스’와 ‘마블 코믹스’의 경쟁 구도 등에 대해서도 다루고 있다. 때문에 슈퍼영웅 만화 애호가들이라면 물리학도 배우고 슈퍼영웅 만화의 비하인드 스토리도 들을 수 있는 두 가지 이득을 얻을 수 있다.
상대성 이론, 슈뢰딩거 방정식, 에너지 보존 법칙, 열역학 법칙, 패러데이의 법칙, 원자 물리학, 양자 역학……. 이름만 들어도 머리가 지끈지끈 아파오는 물리학의 법칙들, 이렇게 어렵고 재미없는 물리학을 만화책을 읽듯 쉽고 재미있게 배울 수는 없을까? 물리학을 공부해본 사람이라면 누구나 한 번쯤 해본 고민일 것이다. 쉽고 재미있는 이 책을 통해 그동안 어렵다고 느꼈던 물리학이라는 학문이 친근하게 느껴질 것이다.

만화 속 슈퍼영웅의 능력은 현실에서도 가능할까?
1930년대 말부터 만화에 등장하기 시작한 슈퍼영웅 캐릭터는 서부 영화의 영웅들과 함께 미국 문화를 상징하는 대표적인 산물이라 할 수 있다. 그중 슈퍼맨, 원더우먼, 배트맨, 엑스맨, 스파이더맨, 헐크, 판타스틱 4 등은 영화나 시리즈물로 다시 제작되어 2000년대를 살아가는 우리에게도 익숙하고 친근하다.
이런 슈퍼영웅 캐릭터들은 몇 가지 공통적인 특징이 있다. 첫째는 항상 정의의 편에 선다는 것이며, 둘째는 보통의 인간이 갖지 못한 특별한 능력을 지녔다는 것이다. 그리고 셋째는 적과의 싸움에서 꼭 고전하다가 승리를 한다는 점이다. 이 책은 그중에서 두 번째의 특징인 ‘보통의 인간이 갖지 못한 능력’에 초점을 맞추고 있다. 슈퍼영웅들이 가진 능력이 물리학이 지배하는 현실에서도 가능할까? 이들 슈퍼영웅 만화가 갖는 과학적·물리학적 오류는 없을까? 당시에는 불가능으로 여겨졌던 능력이 과학이 발달하면서 현실이 된 것은 어떤 것일까? 등등의 다양한 물음에 대한 해답을 이 책에서 발견할 수 있다.

슈퍼영웅들이 지닌 비밀을 파헤치다
 슈퍼맨이 한 번의 점프로 200미터를 뛰어오르는 것은 가능한 일일까? 스파이더맨이 거미줄만으로 숲속을 날아다니는 것이 가능할까? 플래시가 음속보다 빠르게 달리려면 그 에너지를 만들기 위해 하루에 먹어야 할 햄버거 개수는 얼마나 될까? 슈퍼맨이 과거로 돌아가서 역사를 바꾸는 것은 가능할까? 이러한 물음들이 바로 이 책에서 다루고 있는 주제들이다. 슈퍼맨의 점프에 대해 알아보기 위해서는 뉴턴의 법칙 중 ‘작용 반작용의 법칙’이, 플래시가 먹어야 할 햄버거 개수를 알아보기 위해서는 ‘운동에너지 공식’이, 그리고 슈퍼맨이 과거로 돌아가 역사를 바꾸는 문제를 알아보기 위해서는 ‘양자 역학’이 사용된다. 물론 이 책에서는 정확한 값을 구하기 위해 어지러운 수학 공식을 사용하지는 않는다. 이러한 일이 어떻게 일어날 수 있는지, 혹은 일어날 수 없는지를 알려주기 위해 개념을 설명하고 이해하는 데 주력한다.
뿐만 아니라 이 책에서는 과거 1930년대부터 시작된 미국의 슈퍼영웅 만화의 계보와 캐릭터들, 그리고 미국 만화계의 양대 산맥인 ‘DC코믹스’와 ‘마블 코믹스’의 경쟁 구도 등에 대해서도 다루고 있다. 때문에 슈퍼영웅 만화 애호가들이라면 물리학도 배우고 슈퍼영웅 만화의 비하인드 스토리도 들을 수 있는 두 가지 이득을 얻을 수 있다.

괴짜 물리학 교수의 액션 강의
 제임스 카칼리오스는 미네소타 대학의 물리학 교수로 1988년부터 학생들에게 물리학과 천문학을 가르쳐오고 있다. 어릴 때부터 만화 팬이었던 그는 몇 년 전에 강의를 수강하는 한 한생이 “물건을 싸게 사서 비싸게 파는 것만 배우면 되지, 절벽에서 공이 떨어지든 말든 그게 도대체 나랑 무슨 상관이란 말인가!”라고 한탄하는 말을 듣고 기존의 수업 방식을 바꿔 ‘나는 과학을 만화책을 읽으면서 배웠다’라는 이름의 강의를 개설했다. 그는 ‘물체가 매달린 용수철의 탄성’, ‘경사면에서 미끄러져 내려오는 블록’ 같은 예 대신 슈퍼맨이나 스파이더맨 같은 슈퍼영웅 만화에 나오는 물리 현상을 수업에 끌어들여 선풍적인 인기를 모았다. 그리고 그 수업을 진행하면서 얻은 노하우를 바탕으로 이 책이 출간되었다.
카칼리오스의 슈퍼영웅 만화에 대한 해박한 지식과 더불어 그의 유머를 우리말로 재치 있게 풀어낸 것은 바로 한국의 젊은 과학자 4인방이다. 이들은 모두 20대 중반의 차세대 한국의 과학계를 이끌어갈 재목들이다. 과학고를 다니던 10대 시절에 이 책을 접하고 번역을 시작했으니 역자들의 톡톡 튀는 감각도 함께 느낄 수 있다.

지은이 : 제임스 카칼리오스
 1979년에 뉴욕 시립대학CCNY을 졸업하고 시카고 대학교에서 박사 학위를 받았다. 1988년부터 현재까지 미네소타 대학교의 교수로서 학생들에게 물리학과 천문학을 가르치고 있다. 오래전부터 만화책을 즐겨 읽어왔으며 만화책에서 영감을 얻어 ‘만화책 속의 물리학에 대한 모든 것(Everything I needed to Know About Physics I Learned from Reading Comic Books)’이라는 강의를 개설했는데 매년 신입생들에게 최고 인기 강좌로 각광받고 있다.
 
옮긴이 : 김민균 
카이스트 물리학과 졸업하고, 서울대학교 치의학대학원 졸업 후 의사로 근무하고 있다. 2003년 한국 물리 올림피아드 은상을 수상했으며, 2008년 케임브리지 대학교 캐번디시 연구소 인턴으로 근무하기도 했다.
 

옮긴이 : 박다우 
 카이스트 물리학과 졸업 후, 서울대학교 천문학 박사 학위를 받기 위해 몸부림 중이다. 2004년 국제 천문 올림피아드(IAO)에 출전하여 은메달을 수상했다.  

옮긴이 : 정승진 
고려대학교 의과대학 졸업하고 의사로 일하고 있다. 개인적으로 탈모인을 구원하기 위해 연구중이라고 한다. 인하 과학 올림피아드 금상과 한국 천문 올림피아드 금상 등을 수상했다.

옮긴이 : 허용화 
카이스트 기계공학과 졸업하고, 동 대학원 박사 졸업 후 한국원자력연구원에서 연구원으로 근무하고 있다. 2004년 한국 물리 올림피아드 은상을 수상했다. 주변의 고장 난 기계는 언제나 그의 몫이다.

감수 : 김영태  
서울대학교 물리학과를 졸업하고, 미국 UC버클리에서 물리학 박사 학위를 받았다. 지금은 아주대학교 물리학과 교수로 비선형 동역학과 뇌과학을 연구하고 있다. ‘공식 없는 물리’ 강의로 유명하며, 전공자들뿐만 아니라 비전공자들도 흥미로워하는 물리 교양 수업으로 인기가 높다. 반도체 내 카오스 현상과 특성을 조사하고 초전도체의 전자기 특성 연구로 업적을 인정받아 영국 케임브리지 국제인명센터에서 발간하는 `탁월한 과학자 2천 명(2000 Outstanding Scientists 2008-2009)'에 등재되기도 했다.
쓴 책으로 『현대 물리학 산책』, 『아시아를 빛낸 노벨상 수상자』, 『속보이는 물리』, 『세상 모든 것의 원리, 물리』, 『현대 물리, 불가능에 마침표를 찍다』 등이 있고, 우리말로 옮긴 책으로 『현대 물리학, 시간과 우주의 비밀에 답하다』, 『물리가 날 미치게 해』, 『현대 물리가 날 미치게 해』 등이 있다.

PART 1. 슈퍼영웅의 역학
01 힘과 운동
- 슈퍼맨의 높이뛰기 실력
[질문하세요!] 슈퍼맨의 탄생 비화!
02 뉴턴의 중력 법칙
- 크립턴 행성의 재구성
[질문하세요!] 슈퍼맨이 군 면제를 받은 이유
03 충격량과 운동량
- 스파이더맨의 여친이 죽던 날
04 구심 가속도
- 거미줄만으로 건물 숲 사이를 날아다닐 수 있을까?
 [질문하세요!] DC 코믹스 vs. 마블 코믹스
05 저항과 마찰, 소리
- 플래시의 비밀
06 특수 상대성 이론
- 번쩍이는 번개처럼
[질문하세요!] 미국 만화의 황금시대와 은시대
07 물질의 성질
- 사람을 축소시키는 세 가지 방법
08 토크와 회전
- 앤트맨은 진공청소기 먼지 봉투를 뚫고 나올 수 있을까?
 [질문하세요!] 앤트맨의 뒷이야기
09 조화 운동
- 앤트맨은 눈도 멀고, 귀도 멀고, 심지어 말도 못 한다?
10 면적-부피 법칙
- 크기가 문제가 되나?

PART 2. 빛과 열에너지
11 에너지 보존 법칙
- 플래시가 먹어야 할 햄버거 개수
12 열역학 법칙
- 일이 손실된다면
13 전도와 대류
- 돌연변이 기상학
14 상전이
- 뭐든지 녹일 수 있는 총을 가진 악당
[질문하세요!] 미국 만화계의 미다스 - 스탠 리
15 정전기
- 일렉트로가 들러붙는 방법
16 전류
- 슈퍼맨, 스파이더맨에게 전기를 가르치다
17 암페어의 법칙
- 일렉트로가 달릴 때 고압 발전기처럼 되는 이유
18 자기와 패러데이의 법칙
- 매그니토가 달릴 때 일렉트로처럼 변하는 이유
19 전자기와 빛
- 일렉트로와 매그니토가 만든 전자기와 빛의 파동

PART 3. 현대 물리학
20 원자 물리학
- 마이크로버스로의 여행
21 양자 역학
- 꿈이 아니다! 사기도 아니다! 상상도 아니다!
22 터널링 현상
- 가볍게 벽 통과하기
23 고체 물리학
- 아이언맨과의 한판 대결
24 슈퍼영웅의 실수
- 나를 비자로처럼!
 [질문하세요!] 나는 왜 빠졌지? - 책에 등장하지 않는 슈퍼영웅들