익숙한 것들의 마법 물리

“청명한 하늘과 싱그러운 나뭇잎, 그 사이를 흐르는 바람…
이 모든 것은 어떻게 여기 존재하게 된 걸까?”

이 세계가 어떻게 움직이는지 아는 것,
이것이 물리를 배우는 첫 번째 목적이다

물리는 만물(物)의 이치(理)를 다루는 학문이지만, 많은 이들에게 물리는 악몽과도 같다. ‘물리’ 하면 복잡한 수식과 낯선 용어, 화살표가 난무하는 그림, 마치 일부러 꼬아놓은 듯한 공식들이 먼저 떠오르기 때문이다. 실제로 수포자(수학 포기자)에 대해서는 우려하는 목소리가 많은 반면, 물포자(물리 포기자)는 너무 흔해서 사회적 관심조차 받지 못하고 있다. 그렇다면 우리는 세상의 이치를 이해하는 것을 포기해야 할까.
《익숙한 것들의 마법, 물리》는 과학에 물리고 실망한 이들에게 ‘어떻게 하면 좀 더 쉽고 재미있게 물리를 설명할 수 있을까’를 오랫동안 고민한 저자가, 수식이나 복잡한 법칙을 다루지 않고서도 우리가 살아가는 이 세상이 어떻게 이루어져 있고 작동하는지를 친절하게 알려준다. 실제로 이 책의 토대가 되는 내용들을 가지고 다양한 방식으로 수업을 시도해본 결과, 학생들은 세상의 이치에 대해 하나씩 터득해가면서 수많은 질문을 쏟아내고 열렬히 토론하는 모습을 보였다. 아울러 과학의 진정한 의미에 눈을 뜨고, 자연이 들려주는 메시지에 귀 기울이기 시작했다. 이 책은 저자의 수업에 참여한 학생들이 보인 다양한 반응과 수백 개의 질문, 열띤 토론이 빚어낸 결과물이기도 하다.

‘일상’의 언어로 풀어낸
새로운 개념의 물리 사용설명서

‘에너지, 힘, 중력, 기압, 부력, 열과 온도, 파장, 엔트로피….’
꼭 과학 시간이 아니더라도 우리가 일상에서 종종 듣는 말이다. 이 단어들의 의미를 우리는 모르지 않는다. 다만, 이런 개념들이 우리 삶과 어떻게 연결되어 있는지에 대해서는 굳이 알고 싶어 하지 않는다. 그 순간 지루하고 머리 아픈 과학의 영역이 된다고 생각하기 때문이다. 과연 그럴까?
《익숙한 것들의 마법, 물리》는 그런 선입관을 단숨에 깨뜨려주는 책으로, 저자는 ‘물리’라는 도구를 통해 우리가 살아가는 이 세계가 얼마나 멋지고, 신비롭고, 놀라운지 재발견하기를 바라는 마음에서 이 책을 썼다. 무엇보다 이 책은 크게 세 가지 측면에서 기존 과학 교양책과 다르다.
첫째, 이 책의 목적은 독자들에게 물리 자체를 가르치기보다 우리의 일상 세계가 어떻게 움직이는지 보여주는 데 있으며, 그런 점에서 특히 공기와 소리, 물과 불, 햇빛과 나무, 스마트폰 같은 생활 전자기기 등에 주목한다.
둘째, 많은 과학 교양서들이 일반인을 대상으로 쓰였음에도 이해하기 벅찬 내용들이 많은데, 이 책은 중학생 정도의 과학 지식만 있으면 이해할 수 있도록 전문용어는 되도록 삼가고, 도판을 적극 활용했으며, 대화 형식을 빌려 일상의 언어로 쉽게 풀어 썼다.
마지막으로, 이 책은 새로운 지식을 전달하기보다 우리가 한 번쯤 들어본 적이 있는 내용들을 곱씹어볼 수 있도록 독자 여러분을 안내한다. 그 이유는 우리가 가볍게 배우고 지나친 사실 하나하나가 사실은 굉장히 의미심장하고, 우리로 하여금 세상을 새롭게 바라보도록 만들기 때문이다.
매일매일 반복되어서 이젠 너무나 익숙해져버린 일상. 그 안에 어떤 마법 같은 놀라운 일들이 일어나고 있는지 이 책과 함께 하나씩 발견해가는 재미를 느껴볼 수 있을 것이다.

지식이 아닌 삶에서 배우고 질문하는
마법 같은 과학의 세계

토론식(쌍방향)보다 강의식(일방향) 수업이 익숙한 우리나라 교육 제도에서 학생들이 가장 어려워하는 것 중에 하나가 ‘질문’이 아닐까 싶다. 이런 분위기에서는 학생뿐 아니라 가르치는 입장에서도 토론식보다는 강의식이 훨씬 편할지도 모르겠다.
이 책의 저자 황인각 교수는 학생들을 가르치면서 교육에 대해 끊임없이 고민해왔고, 그 결과 일방적인 강의가 아닌 관찰과 질문, 토론과 협력이 중심이 되는 학생 주도적인 수업을 만들어가면서 10여 차례 교육우수 교수, 탁월한 강의 등에 선정되기도 했다.
이 책 역시 학생과 선생이 주고받는 대화 형식으로 이야기가 펼쳐진다. 초반에 학생은 자신의 질문이 너무 수준 낮은 게 아닐까 부끄러워하지만, 친절하고 세심하게 모든 질문에 성심성의껏 답변해주는 저자 덕분에 차츰 자신감이 붙고 솔직한 질문들을 가감 없이 쏟아낸다. 나아가 이들의 대화는 단순히 일상을 물리적으로 접근하는 데만 그치지 않는다. 이제껏 우리가 당연하게 생각해온 현상들을 재고해보고, 그런 의식의 전환을 어떻게 지구 생태계와 공존하며 지속 가능한 발전을 모색할 수 있는지에 대해서도 함께 고민한다. 궁극적으로 어떤 삶이 우리에게 진정한 행복을 주는지 다시금 생각해보는 계기가 될 것이다.

【저자의 수업을 들은 학생들 반응】

# 실생활에서 물리와 관련된 현상들을 배우고 난 뒤 세상을 바라보니 너무나 많은 부분이 ‘물리’였다. 그러나 내 친구들은 여전히 물리를 암기 과목이라고 생각하는 것 같아 안타깝다.

# 주변 현상에 대해 우리 스스로 물음을 가지고 해결해나가는 것, 이것이 진정한 과학이라고 생각한다. 무턱대고 지식을 받아들이는 대신 한 번 더 생각하고, 다른 상황에 적용해보고, 남과 의견을 나누고, 그 과정에서 즐거움을 찾을 수 있다는 것을 알았다.

# 내가 처음부터 이렇게 과학을 공부했다면 아마도 과학 영재가 되었을 것이다.

# ‘자세히 보아야 예쁘다’라는 말이 있다. 이 수업이 그랬다. 사물과 사물, 에너지의 변환, 물의 얼고 녹음… 이 모두 내가 자세히 보지 않았던 것들이다. 자연과학과 인문학이 만난 느낌이랄까. 

들어가는 말

1장 불
1. 불의 정체
2. 놀라운 발명품

2장 공기
1. 공기의 존재감
2. 기압이 변할 때
3. 대기압의 크기
4. 대기의 역할

3장 물
1. 물 분자 네트워크
2. 얼음, 물, 수증기
3. 물에 뜨는 얼음
4. 부력의 원인
5. 물이 투명한 이유
6. 물로 만든 보석

4장 열
1. 온도란
2. 온도가 변할 때 일어나는 일들
3. 퍼져가는 열
4. 냉방기의 원리
5. 엔트로피
6. 엔트로피와 삶

5장 에너지
1. 에너지의 발견
2. 에너지의 변환과 보존
3. 에너지의 근원, 태양
4. 원자력에너지
5. 적정기술

6장 빛
1. 빛의 정체
2. 빛 만들기
3. 색에 속다
4. ‘본다’는 것의 의미
5. 광통신

7장 식물