물리학자가 들려주는 물리학 이야기

빛나는 물리학 이론을 정립한 위대한 물리학자 45인의

연구와 업적 수록!

과거로부터 배우고, 오늘을 위해 살아라. 그리고 내일의 희망을 가져라. 가장 중요한 것은 지속적으로 의문을 던지는 것이다.

[알베르트 아인슈타인]

총 13가지 주제(역학, 대기압과 진공, 온도, 열역학, 빛, 소리, 전류, 전자파, 방사선, 양자 역학, 원자, 자기와 전기, 소립자)에 45인의 위대한 물리학자를 함께 만나 볼 수 있는 엄청난 물리학 책이 출간되었다. 아리스토텔레스부터 현대의 물리학자에 이르기까지 주제별로 공로가 큰 과학자를 소개하고, 그의 연구 성과와 후대에 어떠한 영향을 미쳤는지 분석 정리하였다.

·데카르트가 ‘과학자’로 불리우지 못한 이유는?

·천체의 움직임을 ‘인력’으로 설명하다?

·대학교가 폐쇄되어 ‘만유인력’이 발견되었다?

·만유인력과 중력의 차이는 무엇일까?

·열역학은 어떻게 발전했는가?

·빛의 정체는 입자일까? 아니면 파동일까?

·빛이 모두 반사되는 전반사란 무엇일까?

·진공 상태에서 소리를 들을 수 있을까?

·정전기와 자석의 차이는 무엇일까?

정전기는 이미 그리스 시대의 철학자 탈레스가 호박을 문지르면 작은 물체가 호박에 붙는 현상을 보고 기록으로 이를 남겼다. 한편 자석이 철을 끌어당기는 현상도 그리스와 고대 중국 등 여러 나라에서 이미 알고 있었다. 그러나 이러한 ‘끌어당기는 힘’에 관해 본격적으로 그 성질과 법칙성을 연구한 것은 16세기 이후이다. 18세기에는 큰 정전기를 모을 수 있는 라이덴병이 등장했고, 18세기 후반에는 전기와 자기의 상호 관계를 이용해 조명, 모터, 발전기 등 다양한 분야에 이용되었다.

기원전 그리스에서 시작된 천문학, 의학, 수학 등의 다양한 과학 분야는 로마를 거쳐 7세기부터 이슬람교의 발전과 더불어 아라비아를 필두로 하는 동방 문화권에 흡수되었다. 연금술처럼 과학과는 다소 거리가 있는 연구가 포함되어 있기는 했지만, 아라비아의 학술 연구는 실험 과학으로서의 싹을 틔웠다. 13세기 영국에서 철학자 로저 베이컨이 실험 과학을 제창했고, 16세기 말에 이르기까지 여러 과학자가 실험을 기초로 한 구체적인 과학적 성과를 남겼다.

비록 생전에 자신의 논리나 연구 결과가 받아들여지지 않았더라도 후대 과학자에게 영향을 끼쳐 그 연구가 지속적으로 이어지고 있다. 옴의 법칙을 통해 ‘저항’과 전압‘의 개념을 확립시킨 옴이 사망한 지 얼마 지나지 않은 19세기 후반에 발전소가 점차 건설되기 시작하면서 전력망의 범위가 넓어지고 유선 통신이 활발해지면서 순식간에 전기가 실용화되었다.

고대부터 현재까지 과학자들의 이와 같은 노력이 사람들의 생활을 크게 변화시키는데 많은 기여를 했다.

또한 전기와 자기의 관계를 밝힌 영국의 과학자 패러데이는 매우 가난한 집에 태어나 돈을 벌기 위해 일했던 제본 작업장에서 《브리태니커 백과사전》을 제본하면서 과학의 세계에 이끌리기 시작했다. 그는 강연을 아주 잘 했기 때문에 그가 왕립 연구소에서 금요일 밤마다 강연을 했는데 그때마다 청중이 만원이었다고 한다. 아이들을 위한 크리스마스 강연에서는 아이와 함께 참석한 엄마들의 모습도 많이 볼 수 있어서 과학이 교양의 한 분야로 발전하여 사람들의 흥미를 불러일으키고 있었다는 것을 알 수 있다. 이 강연은 현재도 영국 왕립 연구소에서 계속되고 있다.

이 책에는 우리가 이미 과학 시간에 배웠던 유명한 과학자를 비롯하여 온도나 압력 등의 단위로만 들어왔던 물리학자들의 업적과 숨은 뒷이야기가 소개되어 있다. 여러분은 이 책을 통해서 어떤 현상, 특히 새로운 현상이 발생했을 때 그 원인이 무엇이고 왜 이렇게 되는 것일까를 끊임없이 생각하여 언젠가는 그 답을 찾게 되는 과학자들의 다양한 모습을 만나게 될 것이다.

지은이 : 다나가 미유키 

일본 조치 대학 이공학부 물리학과를 졸업. 게이오기주쿠 고등학교, 도립 히비야 고등학교, 니시 고등학교 등의 물리 교사로 일했으며, 고카 가쿠엔 중학교와 고등학교에서 교원으로 일하고 있다. 일본 물리 교육학회, 물리 교육 연구회(APEJ)의 회원이자, 도쿄서적 중학 이과 교과서 집필 위원이다.

지은이 : 유키 치요코 

국제 기독교 대학 대학원 이과 교육법 석사 과정 수료. 쓰쿠바 대학 대학원 바이오 시스템 연구과 중퇴. 중학교 고등학교, 사이타마 대학, 쇼와 대학 등에서 물리 강사를 거쳐 현재 조치 대학 비상근 강사로 일하고 있다. 도쿄서적 중학 이과, 초등학교 이과, 초등학교의 생활과 교과서 집필 위원이다. 저서로는 프로젝트 사이언스 시리즈 《핫 · 하터 & 핫 니스》 등이 있다.

저자 두 사람의 공저로는 《새로운 과학 이야기(전 6권)》, 《탐구의 발자취-안갯속의 선구자들-일본인 과학자》, 《원더 래버러토리 시리즈 입자로 구성된 세계》, 《꼬리에 꼬리를 무는 궁금증》 등이 있다.

옮긴이 : 김지예

프리랜서 일본어 통번역가. 일본어의 발음과 억양에 흥미를 느껴 12세에 독학을 시작, 대학교 재학때부터 통번역가의 길을 걷기 시작했습니다. 대기업에서 기계, 과학 전문 기술 컨설팅을 통역한 경험을 살려 과학 산업 분야를 비롯해 출판, 관광, K-POP, 웹툰 등의 다양한 분야에서 활발하게 통번역 활동을 하고 있습니다. 일본 문화에 대한 폭넓은 이해로 문화의 차이에서 오는 인식의 틈새를 메꿔 언어의 장벽을 넘어 필자와 독자를 연결하기 위해 노력하고 있습니다. 역서로는 《물음표 과학: 미처 몰랐던 일상 속 52가지 과학이야기》와 2권의 웹툰 도서가 있습니다. 

감수 : 후지시마 아키라 

일본 도쿄 대학 대학원 박사 과정 수료. 1967년에 산화 티타늄을 사용한 ‘광촉매 반응’을 세계 최초로 발견해, 화학계에서 ‘혼다 후지시마 효과’로 잘 알려져 있다. 1978년부터 도쿄 대학 공학부 조교수, 교수 등을 거쳐 현재 도쿄 이과대학 명예 교수이자 공학박사이다. 2010년에 문화 공로자 상, 2017년에는 문화 훈장을 수상했다. 주요 저서로는 《후지시마 아키라 선생님, 가르쳐 주세요! 과학의 의문》, 《과학자와 중국 고전 명언집》 등이 있다.

들어가며

작가의 말

1장 역학Ⅰ(운동)

• 아리스토텔레스

• 갈릴레이

• 데카르트

* 물리에서 말하는 ‘운동’이란 무엇일까요?

일상생활의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 레오나르도 다빈치와 마찰력

2장 대기압과 진공

• 토리첼리

• 파스칼

• 게리케

* ‘압력’이란 무엇일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 일본 에도 시대의 사람들도 이미 공기의 존재를 알고 있었다.

3장 역학Ⅱ(만유인력)

• 훅

• 뉴턴

• 캐번디시

* 모든 것에 작용하는 ‘만유인력’이란 무엇일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 뉴턴이 활약했던 시대의 일본의 상황

연표❶ 역학의 확립에 활약한 과학자

역사에 한 획을 그은 과학자의 명언❶

4장 온도

• 페르디난도 2세

• 셀시우스

• 켈빈 경

* ‘온도’란 무엇일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] ‘온도계’가 발전되어 온 역사

5장 열역학

• 와트

• 카르노

• 줄

* 열역학이 어떻게 발전했는지 알아봅시다!

[칼럼] 새로운 개념 ‘엔트로피’의 등장

연표❷ 열역학 발전에 공헌한 과학자

역사에 한 획을 그은 과학자의 명언❷

6장 빛Ⅰ(파동의 탐구)

• 뉴턴

• 호이겐스

• 영

* 우리 주변의 사례를 바탕으로

불가사의한 빛의 현상에 관해 생각해 봅시다!

[칼럼] 빛이 모두 반사되는 전반사란 무엇일까?

7장 소리

• 푸리에

• 도플러

• 마흐

* 소리의 성질에 관해 우리 주변의

사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 피타고라스와 음계

연표❸ 파동을 연구한 과학자

역사에 한 획을 그은 과학자의 명언❸

8장 자기와 전기

• 길버트

• 쿨롱

• 가우스

* 정전기와 자석의 차이는 무엇일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 귀족들도 푹 빠져 있었던 정전기

9장 전류

• 볼타

• 앙페르

• 옴

* ‘전기를 켠다.’는 것은 무슨 의미일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 전류와 자계의 연구자 에르스텟

10장 전자파

• 패러데이

• 맥스웰

• 헤르츠

* 전자파란 무엇일까요?

우리 주변의 사례를 바탕으로 생각해 봅시다!

[칼럼] 전파는 어떤 전자파일까요?

연표❹ 전자기학의 발전과 과학자

역사에 한 획을 그은 과학자의 명언❹

11장 원자의 구조

• J.J. 톰슨

• 나가오카 한타로

• 러더퍼드

* 꽃가루가 계기가 되어 원자의 구조를 밝히다.

[칼럼] 원자력을 활용할 수 있는 길이 열리다.

12장 방사선

• 뢴트겐

• 베크렐

• 마리 퀴리

* 방사선은 두려운 것일까요?

방사선에 관해 기초부터 배워 봅시다.

[칼럼] 다양한 분야에서 이용되는 방사선

13장 빛Ⅱ (파동과 입자의 이중성)

• 아인슈타인

• 콤프턴

• 드 브로이

* 빛의 정체란 무엇일까요?

우리 주변의 예에서부터 상대성 이론까지.

[칼럼] 양자 역학과 아인슈타인

14장 양자역학

• 플랑크

• 보어

• 슈뢰딩거

* 양자 역학이란?

양자 역학의 이론과 원리에 관해 알아봅시다.

[칼럼] 도모나가 신이치로와 동시대에 살았던 과학자

15장 소립자

• 디락

• 페르미

• 겔만

* 소립자를 연구하기 위한 대형 시설에 관해 알아봅시다.

[칼럼] 일본인 과학자들의 활약~유카와 히데키, 사카타 쇼이치

연표❺ 원자에 관한 연구와 과학자

역사에 한 획을 그은 과학자의 명언❺

참고 문헌 및 인터넷 사이트 일람

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