한 권으로 총정리한 물리의 법칙

현대인을 위한 ‘39가지 핵심 물리 법칙’

단 한 권으로 끝내기!

《한 권으로 총정리한 물리의 법칙》은 파편화된 물리 지식을 하나의 거대한 흐름으로 꿰어내어, 독자의 머릿속에 '물리학의 전체 지도'를 완성해주는 책이다. 40년간 물리 교육과 연구에 매진해온 김영태 아주대 명예교수가 고전역학부터 상대성이론, 양자역학을 거쳐 최신 인공지능 메커니즘까지 반드시 알아야 할 39가지 핵심 법칙을 엄선해 한 권에 압축했다. 이 책은 난해한 공식의 나열에서 벗어나 각 법칙의 탄생 배경과 이론 간의 상관관계, 그리고 어떻게 현대 공학기술로 이어져 우리 삶을 바꾸었는지를 한 편의 이야기처럼 흥미롭게 추적한다. 물리학의 기초를 다지려는 청소년부터 단편적 지식들을 체계화하려는 성인 독자까지, 물리학의 정수를 이해하고픈 이들에게 가장 쉽고 명쾌한 길잡이가 될 것이다.

지은이 : 김영태

아주대학교 물리학과 명예교수. 서울대학교 물리학과를 졸업하고 미국 UC 버클리에서 고체물리학 연구로 물리학 박사 학위를 받았다. 이후 미국 국립 로렌스 버클리 연구소 연구원, 아주대 물리학과 교수, 영국 케임브리지 대학교 펠로우, 호주 시드니 대학교 방문 교수를 역임하며 40년 가까이 연구와 교육에 매진해 왔다. 비선형 동역학과 뇌과학, 초전도체 전자기 특성 연구 등에서 탁월한 업적을 인정받아 영국 케임브리지 국제인명센터(IBC)에서 발간하는 ‘탁월한 과학자 2000명(2000 Outstanding Scientists 2008-2009)’에 등재되기도 했다.

복잡한 수식 나열보다는 사물의 이치(物理)를 꿰뚫는 배경과 원인을 설명하는 ‘공식 없는 물리’ 강의로 명성이 높았다. ‘물리는 공학의 어머니’라는 신념 아래, 전공자뿐만 아니라 비전공자들도 물리학의 매력을 발견할 수 있도록 문턱을 낮추는 데 헌신해 왔다.

지은 책으로는 《세상 모든 것의 원리, 물리》, 《현대물리, 불가능에 마침표를 찍다》, 《속 보이는 물리》,《정전이 되면 자이로드롭은 땅에 떨어질까?》, 《아시아를 빛낸 노벨상 수상자》 등이 있다. 옮긴 책으로는 《딥 심플리시티》, 《현대물리학: 시간과 우주의 비밀에 답하다》, 《다세계》, 《우주의 가장 위대한 생각들 1, 2》, 《모든 것은 하나다》 등이 있다.

머리말

떨어지는 물체, 무게는 달라도 가속도는 일정하다 - 갈릴레이의 자유낙하 운동 법칙

태양계를 움직이는 세 가지 질서를 밝히다 - 행성 운동애 대한 케플러의 법칙

우주의 모든 물체는 서로를 끌어당긴다 - 뉴턴의 중력법칙

사과에서 달까지 모든 물체는 똑같은 운동법칙을 따른다 - 뉴턴의 운동법칙

자연에는 4가지 기본 힘이 존재한다 - 힘의 물리학

모습을 바꿀 뿐, 에너지의 총합은 영원히 변하지 않는다 - 에너지 보존의 원리

빛의 기초 법칙들을 알아내다 - 빛의 반사법칙과 굴절법칙

빛은 최단 시간 경로를 택한다 - 페르마의 최소 시간의 원리

간섭무늬로 빛이 파동임을 증명하다 - 영의 이중슬릿 실험

비행기 날개 모양이 비행기를 뜨게 하다 - 유체에 대한 베르누이 정리

전하가 전기를 만든다 - 쿨롱의 법칙과 옴의 법칙

전류가 자기를 만든다 - 외르스테드의 실험과 앙페르의 법칙

자기장의 변화가 전기장을 만들어낸다 - 패러데이의 법칙

빛은 전자기 파동이다 - 맥스웰의 전자기학 방정식

뜨거워진 기체가 만드는 힘의 규칙 - 이상기체에 대한 보일-샤를의 법칙

영구기관은 왜 불가능한가? - 열역학 법칙

통계로 열의 정체를 밝히다 - 맥스웰-볼츠만 분포

미스터리한 빛의 언어를 해독하려 하다 - 흑체복사 법칙과 빛의 특성

보이지 않는 광선과 빛의 특성에서 원자의 비밀을 캐려 하다 - 음극선 실험과 전자의 발견

빛은 파동이 아닌 입자다 - 광전효과와 아인슈타인의 이론

실패해서 물리학 역사상 가장 유명해진 실험 - 마이컬슨-몰리 실험

빠르게 움직일수록 시간은 느려지고 길이는 줄어든다 - 특수상대성이론

사라진 질량은 거대한 에너지가 된다 - E=mc2

중력은 거대한 질량이 휘어놓은 시공간의 흔적이다 - 일반상대성이론

별의 질량에 따라 최후가 달라진다 - 찬드라세카르 한계와 블랙홀

시공간의 지름길을 타고 어제와 내일을 만나다 - 시간여행

우주는 대폭발로 탄생했으며 지금도 팽창하고 있다 - 허블-르메트르 법칙과 빅뱅 이론

에너지는 흐르지 않고 덩어리져 존재한다 - 플랑크의 양자가설

딱딱한 물질조차 때로는 파동처럼 움직인다 - 드 브로이의 물질파 가설

텅 빈 공간의 중심에서 단단한 핵을 발견하다 - 러더퍼드의 알파입자 산란 실험

위치와 속도, 둘을 동시에 알 수는 없다 - 하이젠베르크의 불확정성 원리

미시 세계의 모든 가능성을 파동에 담다 - 슈뢰딩거 방정식

변신의 귀재 원자핵의 비밀을 풀다 - 핵붕괴와 핵분열의 원리

우주를 구성하는 기본 조각들의 지도를 그리다 - 소립자에 대한 표준 모형

네 가지 기본 힘을 하나로 통합하다 - 힘에 대한 만물 이론

중력을 거스르는 자석, 저항 없는 에너지가 흐르다 - 마이스너 효과와 초전도 현상

아주 작은 것들의 세계에는 바닥이 없다 - 나노물리학

예측할 수 없는 혼돈에도 법칙은 숨어 있다 - 로렌츠 방정식과 카오스 이론

쌓아올린 신경망 속에서 인공의 직관을 발견하다 - 인공지능의 원리

맺음말

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