세상을 바꾼 지구과학

과학사 교수이자 영재 교육 전문 교사가 알려 주는 우주의 역사!

역사와 이론을 연결해 기존 과학사 책의 한계를 뛰어넘다!

뉴턴이 떨어지는 사과에 영감을 받아 중력을 떠올렸다는 일화를 모르는 사람은 없을 것이다. 하지만 뉴턴은 흔히들 알고 있는 것처럼 혼자만의 천재성만으로 중력을 떠올린 것이 아니다. 뉴턴은 자신이 ‘거인의 어깨 위에 올라서 있었기 때문’에 위대한 업적을 세우는 것이 가능했다고 말했다. 그는 이전에 활동했던 과학자들의 영향을 받아 자신의 이론을 만들었고, 그 또한 이후 과학 이론이 성립하는 데 많은 영향을 끼쳤다.

이처럼 과학 수업에서 배우는 과학 이론은 과거의 수많은 과학자들이 서로 영향을 주고받으며 형성된 것이다. 따라서 과학 이론의 변화 과정을 살펴보는 것은 과학 개념을 이해하는 가장 좋은 방법이다. 하지만 대다수 기존 과학사 도서는 이론 변화를 통합적으로 보여 주기보다는, 흥미로운 일화와 위인 중심의 단편적인 이야기만을 싣는다. 이런 방식으로는 현재의 과학 이론과 역사를 자연스럽게 이해하기 어렵다.

저자 원정현 교수는 독자가 과학사를 통해 과학의 개념까지 배울 수 있도록 둘 사이의 균형점을 찾아냈다. 저자는 과학사학자이자 과학 영재 교육을 담당하던 교사로서, 과학 교육에 과학사를 재미있게 접목할 방법을 오랜 기간 고민해 왔다. 그 고민의 결과물이 바로 

〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈이다. 독자는 이 시리즈를 통해 과학의 역사와 과학 개념이 유기적으로 연결되어 서로를 보완하고 있다는 사실을 깨달을 수 있을 것이다.

우주 체계의 발전 과정을 알면 우주의 모습이 보인다!

자연과학은 자연 현상이 왜, 어떻게 일어나는지 질문을 던지는 것으로 시작되었다. 〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈에서는 과학을 물리, 화학, 생물, 지구과학 분야로 나눈 뒤, 그 분야의 중요한 핵심 개념들이 변화해 가는 과정을 좇는다. 책에서 다루는 과학의 핵심 개념은 과학 교과서를 참고하여 선별했다. 그만큼 과학을 이해하는 데 있어 기본적이고도 중요한 이론들이다. 인류가 세상을 이해하는 방식은 시대에 따라 끊임없이 달라져 왔다. 그 과정을 따라가다 보면 자연스럽게 오늘날의 과학에 이른다.

〈세상을 바꾼 과학〉 시리즈의 네 번째 책인 《세상을 바꾼 지구과학》은 천문학과 지구과학의 중요한 발견이 어떻게 이루어졌고, 주요 가설이 어떻게 정립되었는지를 알려 준다. 옛사람들은 땅과 하늘이 어떤 모습을 하고 있다고 상상했을까? 오랫동안 땅은 고정되어 있고 하늘이 움직인다고 믿었던 사람들은 코페르니쿠스가 시작한 천문학 혁명을 겪으며 자신들이 아는 우주의 모습을 계속 수정했다. 한편 바다 위아래 땅의 모양이 알려지자 지구의 비밀도 밝혀졌다. 사람들은 지구의 환경이 계속 변하고 있다는 사실도 알게 되었다. 우주와 지구의 모습이 밝혀지는 과정을 담은 이 책을 읽으면, 오늘날의 우주 이론과 지구과학을 쉽게 이해하고 과학적으로 사고하고 추론하는 법도 익히게 될 것이다.

다양한 자료로 과학을 쉽고 재미있게 이해하다!

《세상을 바꾼 지구과학》은 독자의 이해를 돕기 위해 다양한 장치를 적극적으로 활용했다. 역사 현장을 담은 사진과 옛 천문학자들의 관측 기록 등의 이미지 자료는 과학적 발견들을 생생하게 체험하게 한다. 본문 중간에 들어가는 도식과 삽화는 어렵게 느껴질지도 모를 내용을 시각적으로 쉽게 정리해 준다. 또한 중간에 핵심 내용을 요약하는 메모를 넣어 꼭 알아야 할 과학 개념과 역사적 배경을 놓치지 않게 했다.

각 장의 끝부분에는 본문에서 다루지 못한 짧고 재미있는 이야기들을 덧붙였다. 중국과 한국에서는 하늘을 어떻게 나누고 별자리에 어떤 이름을 붙였는지, 서양의 우주 이론을 어떻게 받아들였는지 알 수 있다. 또한 눈덩이 지구 이론이나 외계 생명체 연구 같은 본문과 관련이 있는 흥미로운 지식도 접할 수 있다. 각 장의 마지막 부분에는 요점 정리 코너가 마련되어 있어 중요한 내용을 되짚어 볼 수 있다. 이 책을 읽고 과학의 역사와 과학 이론을 통합적으로 이해하는 시선을 갖춘다면, 과학적으로 사고하고 비판하는 힘도 자라날 것이다.

지은이 : 원정현

서울대학교 사범대학 생뭉교육과를 졸업하고, 미국 일리노이대에서 교육학으로 석사학위를 받았다. 서울대학교 자연과학대학 과학사 과학철학 협동과정에서 '20세기 한반도 지질학 지식의 형성과 재구성'으로 박사학위를 받았다. 자연사 분야 중 분류, 고생물학, 진화와 관련된 여구를 계속하고 있다,

영재교육원 강사로서 과학사와 과학 개념을 연결하는 수업을 꾸준히 시도해왔다. 고등학교 과학사 교과서를 집필했고, 영재고등학교 과학문명사 교과서 편찬 프로젝트에 참여하기도 했다. 과학 교육을 천직으로 생각해 청소년들에게 계속 과학을 가르치고 있으며, 동시에 홍익대학교 공과대학 겸임교수로서 대학생들에게 과학사를 강의해 왔다.

저자의 말

들어가는 글

Chapter 1 우주의 중심에는 무엇이 있을까? | 지구 중심 우주 체계

ㆍ 고대 그리스 철학자들, 우주의 모습을 상상하다

ㆍ 프톨레마이오스, 행성의 역행 현상에 궁금증을 품다

ㆍ 고대와 중세, 지구 중심 우주 체계로 행성 운동을 설명하다

Chapter 2 지구가 태양 주위를 돌고 있대! | 코페르니쿠스의 우주 체계

ㆍ 코페르니쿠스, 프톨레마이오스에게 반기를 들다

ㆍ 태양을 우주 중심에 두고 행성의 역행 운동을 설명하다

ㆍ 코페르니쿠스 체계, 혁명적이었지만 고대 천문학을 버리지 못하다

ㆍ 《천구의 회전에 관하여》, 과학 혁명의 신호탄을 올리다

Chapter 3 천문학 혁명, 150년 동안 진행되다 | 태양 중심 우주 체계의 수용

ㆍ 튀코 브라헤, 막대한 천문 관측 자료를 남기다

ㆍ 튀코가 태양은 지구를, 행성들은 태양을 도는 체계를 만들다

ㆍ 케플러, 신이 설계한 우주를 엿보려 하다

ㆍ 케플러가 화성과의 전투 끝에 공전 궤도를 알아내다

ㆍ 뉴턴, 행성 사이에 작용하는 힘을 증명하다

ㆍ 태양 중심 체계가 우주에 대한 관념을 바꾸다

Chapter 4 망원경, 우주의 비밀을 보여 주다 | 망원경과 갈릴레오의 발견

ㆍ 망원경, 인간의 눈을 넘어 더 먼 세계를 보게 하다

ㆍ 갈릴레오, 망원경으로 목성의 위성을 발견하다

ㆍ 갈릴레오, 메디치가의 후원을 받는 데 성공하다

ㆍ 천문학 지식이 망원경과 함께 유럽 전역에 퍼지다

ㆍ 코페르니쿠스의 천문학 혁명, 지식의 출발점이 되다

Chapter 5 지구는 어떻게 이런 모양이 되었을까? | 판 구조론

ㆍ 남아메리카와 아프리카가 퍼즐처럼 맞춰지다

ㆍ 뜨거웠던 지구가 식으면서 대륙과 바다가 생겼다고?

ㆍ 베게너, 기후 변동이나 화석 분포로 대륙이 이동한다는 증거를 찾다

ㆍ 지질학자들, 바다 아래의 산맥에 주목하다

ㆍ 판 구조론, 땅이 여러 조각으로 나뉘어 있다

ㆍ 지구는 지금도 살아 움직인다

Chapter 6 먼 옛날 큰 폭발로 우주가 생겨났다고? | 빅뱅 이론

ㆍ 우리 은하 밖에도 은하가 있었다?

ㆍ 거대한 폭발로 우주가 태어나다

ㆍ 우주가 순간적으로 팽창해 물질이 고르게 분포하다

ㆍ 우주의 대부분인 암흑 물질과 암흑 에너지의 실체는 무엇일까?

Chapter 7 우리 행성에 위험이 닥치다 | 지구 온난화

ㆍ 지구가 뜨거워지기 이전에 빙하기가 있었다

ㆍ 대기 중의 이산화탄소가 지구의 기온을 좌우한다

ㆍ 지구 온난화를 늦추기 위해 세계가 힘을 합치다

ㆍ 지구 온난화의 과학적 근거를 공격하는 사람들이 등장하다

ㆍ 우리의 지구를 지키려면

참고 자료

사진 출처