세상 모든 것의 원리 물리

▣ 출판사서평

“물리를 알면, 세상이 보인다!”
모든 원리의 흐름을 꿰는 경이로운 여정!

많은 이들이 ‘물리는 어렵고 딱딱하며, 실생활과는 거리가 먼 학문’이라는 고정관념을 갖고 있다. 하지만 물리는 그 어느 학문보다 우리의 삶과 밀접하게 연관되어 있다. 또한 그 속의 수많은 자연법칙들은 어느 날 갑자기 생긴 것이 아니라 당시의 시대 상황 속에서 필요에 의해 발견된 것들이다. 저자는 이 점에 착안하여 다음과 같은 흥미로운 질문으로 이야기를 시작한다.
“고대 그리스 시대에 번개는 제우스의 분노이자 두려움의 대상이었다. 그러나 오늘날 우리는 전기를 자유자재로 다루며 생활의 거의 모든 곳에 이용한다. 약 2,500년에 이르는 기간 동안 인류에게 도대체 무슨 일이 있었던 것일까?”
저자는 이 질문에 답하기 위해 호기심 많은 인간이 자연에 대한 의문을 풀기 위해 사물의 이치를 탐구하기 시작한 때, 즉 여러 민족들의 창조신화를 물리의 기원으로 보고 그 변화의 양상을 시간 순서대로 면밀히 추적한다.
신의 뜻을 알기 위해 하늘을 관찰하는 과정에서 천문학이 발전했고, 기존의 과학자들과 달리 연구와 실험을 중시한 갈릴레이 덕분에 아리스토텔레스의 잘못된 이론이 수정될 수 있었다. 갈릴레이를 핍박한 17세기 이탈리아와 달리 종교에 있어서 비교적 자유로웠던 영국은 뉴턴을 비롯, 수많은 과학자를 배출하여 근대과학의 꽃을 피웠다.
이처럼 저자는 개개의 법칙을 나열하는 대신 과거와 현재, 미래를 잇는 방대한 여정 속에서 물리를 이야기한다. 어떤 이유와 배경에서 이런 이론이 탄생했는지, 또 어떻게 다음 이론으로 이어졌는지 그 과정을 따라가다 보면 수많은 공식과 법칙이 이해되며, 비로소 “아하!”의 순간에 도달하게 된다.

“왜냐고 물어라! 상식에 과감히 도전하라!”
위대한 물리학자들이 만들어낸 드라마틱한 이야기

물리학자에게 가장 중요한 것은 무엇일까? 바로 무한한 호기심과 상식에 맞서는 용기이다. 부력을 발견한 아르키메데스는 목욕탕에서 넘치는 물을 보고 깨달음을 얻었고, 뉴턴은 바닥으로 떨어지는 사과를 보며 중력에 대한 호기심을 키웠다. 미국의 국부 프랭클린은 비록 물리학자는 아니었지만 과학 실험에 관심이 많았고, 연을 하늘에 날리는 실험을 통해 피뢰침을 발명하였다. 우리는 이를 통해 호기심의 무한한 가능성을 엿볼 수 있다.
그런가하면 물리학의 역사는 반전의 연속이었다. 아리스토텔레스의 천동설은 그가 죽고 나서 무려 1,500년이 흐른 뒤까지도 사람들에게 절대적 진리로 여겨졌다. 하지만 코페르니쿠스가 1543년에 지동설을 주장하면서, 사람들은 자신이 믿었던 진실이 뒤집히는 충격을 맛봐야 했다. 또 에디슨의 발전기 수리공이었던 테슬라는 에디슨의 직류발전기가 세상을 지배하던 시대에 직접 전기회사를 세우고 교류발전기를 만들었다. 이 교류발전기는 에디슨의 방해 공작에도 불구하고 우수성을 인정받았고, 오늘날 대부분의 발전소에서 활용되고 있다.
만약 인류에게 상식에 맞설 용기가 없었다면, 세상을 바꾸는 이러한 변화는 일어날 수 없었을 것이다. 또 지금 우리가 알고 있는 지상의 물체나 천체의 운동, 빛의 성질, 전기와 자기현상, 기체의 성질, 일을 하는 기계에 대한 이해도 불가능했을 것이다.
우리는 하나의 작은 발견이 보편적 원리로 발전하는 과정, 또 이렇게 탄생한 원리가 다른 물리학자에게 영향을 주어 새로운 발견으로 이어지는 경이로운 경험 등을 통해, 호기심의 힘을 깨닫고, 상식에 맞설 용기를 얻을 수 있다. 나아가 물리학자처럼 생각하고 문제를 해결하는 법을 배우게 된다.

“재미있고 유용한 최고의 물리 입문서!”
역사의 흐름 속에서 물리를 발견하고, 일상 속 예시로 물리를 풀어내다!

‘갈릴레이는 피사의 사탑에서 실험하지 않았다’, ‘뉴턴의 업적이 세상에 알려지게 된 것은 중력법칙을 둘러싼 훅과의 다툼 덕분이다’, ‘1800년대 중반, 영국이 산업혁명을 일으킬 수 있었던 것은, 일반인들까지 자비를 털어 실험할 정도로 물리학 붐이 일었기 때문이다’…….
저자는 일반 독자뿐만 아니라 물리 과목을 어려워하는 중고등학생을 위해 이 책 안에 과학의 새 교과 과정을 자연스럽게 녹여냈다. 그리고 독자들이 흥미를 느낄 수 있도록 물리학자들의 인생 이야기와 발명에 얽힌 에피소드를 함께 풀어냈다.
저자는 여기서 한 발 더 나아가 물리 이론이 우리 생활과 얼마나 밀접하게 연관되어 있는지, 우리가 그것을 어떻게 활용하고 있는지를 생생히 보여준다. 야구 선수가 던지는 커브볼에는 유체인 공기의 성질과 관련된 비밀이 숨어 있다. 피겨 스케이팅 선수의 화려한 스핀에도 물리의 법칙이 활용된다. 싱크대의 물이 회오리처럼 돌며 빠져나가는 것이나, 스위치를 누르자마자 전등에 불이 반짝 들어오는 것도 모두 우리가 일상적으로 접하는 물리 현상들이다.
물리라는 단어 자체에 ‘모든 사물의 이치, 사물에 대한 이해나 판단의 힘’이란 뜻이 담겨 있듯이, 물리는 세상을 이해하는 중요한 키워드이자, 우리의 삶 자체라 할 수 있다. 세상의 원리를 이해하지 못하면서 어떻게 더 나은 미래를 바랄 수 있을까? 우리 삶에서 물리가 꼭 필요한 이유, 우리가 물리를 알아야 할 이유가 여기에 있다.

▣ 작가 소개

저자 : 김영태
서울대학교 물리학과를 졸업하고, 미국 캘리포니아대학교 버클리 분교에서 물리학 박사 학위를 받았다. 현재는 아주대학교 물리학과 교수로 재직 중이며, 비선형 동역학과 뇌과학을 연구하고 있다. 저자의 강의는 ‘공식 없는 물리’로 유명하며, 전공자뿐 아니라 비전공자들도 흥미로워하는 물리 교양 수업으로 인기가 높다. 이 책은 물리학적 호기심과 창의력을 일상화하기 위해 저술한 것으로, 광범위한 지식과 다양한 사례를 통해 물리의 이론과 흐름을 꿰뚫는다. 저자의 또 다른 저서로는 《아시아를 빛낸 노벨상 수상자》, 《현대물리학 산책》, 《속 보이는 물리》 등이 있고, 번역서로는 《현대물리학, 시간과 우주의 비밀에 답하다》, 《물리가 날 미치게 해》, 《현대물리가 날 미치게 해》, 《딥 심플리시티》 등이 있다.

▣ 주요 목차

들어가는 글: 흐름을 알면 물리가 재밌다!
01 창조신화_ 물리학은 어떻게 탄생했을까?
02 2,000년 전의 물리학_ 벌거벗은 아르키메데스 유레카를 외치다!
03 중세시대_ 물리학의 암흑기
04 과학혁명_ 갈릴레이, 상식을 뒤바꾸다
05 등가속도 운동_ 떨어지는 물체에는 비밀이 있다
06 태양계의 비밀_ 갈릴레이가 못다 푼 열쇠, 케플러가 해결하다!
07 중력의 법칙_ 뉴턴의 사과
08 프린키피아_ 과학혁명의 완성
09 힘_ 자연의 상호작용
10 뉴턴시대의 광학_ 우주의 이단아‘빛’
11 빛의 최소 원리_ 빛은 빠른 길로 통한다
12 보존 원리_ 자연의 기본 원리를 찾아서
13 유체의 물리학_ 커브볼에 숨은 비밀
14 빛 속도와 성질_ 드디어 밝혀진 빛의 신비
15 전기에 관한 물리학_ 삶을 바꾼 위대한 발견
16 자기에 관한 물리학_ N극과 S극의 관계
17 전자기학_ 전기로 세상을 밝히다
18 무선통신_ 사람과 사람을 잇는 기술
19 산업혁명_ 기계의 효율을 높여라!
20 열역학법칙_ 진화하는 엔진
21 통계역학_ 분자로 이야기하다
나오는 글: 상상이 세상을 바꾼다!
고전물리에 대해 더 알기를 원한다면
사진 출처
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