미래의 리더들을 위한 과학 입문 1

▣ 출판사서평

과학이 이끌어갈 미래의 세상에서
세계적인 리더라면 꼭 알아야 할 과학지식

『미래의 리더들을 위한 과학 입문』은 오늘날 핵심이 되는 과학 문제를 이해하고 다음 세대의 세계 지도자가 되기 위해 알아야 할 필수적인 물리학 지식을 담고 있다. 에너지부터 기후변화, 스파이 기술에서 양자 컴퓨터에 이르기까지 정치 지도자나 CEO가 의사결정을 하는 데 도움을 주고, 결과적으로 모든 이의 삶에 영향을 미치는 현대 물리학을 중점적으로 다루고 있는 유일한 책이다.

UC버클리의 리처드 뮬러 교수가 자신의 강의를 바탕으로 쓴 이 책은 1권에서는 에너지와 일률, 원자와 열, 중력과 우주, 핵과 방사선, 연쇄반응과 원자로, 전기와 자기, 파동을, 2권에서는 빛, 비가시광선, 기후변화, 양자물리학을 비롯해 상대성이론에 이르기까지 중요한 물리학 주제를 상세하게 다루고 있다. 뮬러 교수는 다양하고 흥미로운 예시와 기억에 도움이 될 만한 사실을 소개하고, 술술 읽히는 쉬운 문체를 이용해 실질적인 문제를 중심으로 독자를 사로잡는다. 아울러 각 단원의 마지막에는 단원 전체의 내용을 한눈에 이해할 수 있도록 요약해 놓았다.

과연 미래의 지도자들에게 과학이라는 학문이 꼭 필요할까?
수학을 몰라도 물리학을 배울 수 있을까?
물론이다! 수학은 물리학에서 계산을 위한 도구일 뿐 필수적인 것은 아니다.

TNT 같은 폭탄 1파운드와 초콜릿 칩 쿠키 1파운드의 에너지양을 비교하면 어떨까?
정답은 초콜릿 칩 쿠키에 더 많은 에너지가 들어 있다. TNT가 파괴적인 이유는 그만큼 에너지를 빨리 방출하기 때문이다. 방출된 에너지는 열로 전환되어 순식간에 팽창시키고 주변의 물체를 밀어내어 산산조각 낸다. 반면 초콜릿 칩 쿠키는 더 많은 에너지를 가지고 있지만 보통 신진대사의 화학적 과정을 거쳐 에너지를 천천히 방출한다. 이 에너지가 방출되는 비율을 일률이라고 하는데, 초콜릿 칩 쿠키는 에너지가 높은 것이고, TNT는 일률이 높은 것이다.

에너지는 ‘보존된다’
에너지보존 현상은 과학적으로 가장 유용한 발견 중 하나로, ‘열역학 제1법칙’이라고 한다. 어떤 에너지든 사라진 것 같아도 사실은 사라진 게 아니며, 대개는 열로 바뀐 것뿐이라는 사실을 말한다.
에너지가 항상 보존된다면 왜 계속해서 에너지를 보존해야 한다고 외치는 것일까?
모든 형태의 에너지가 경제적으로 같은 가치를 지니는 것은 아니기 때문이다. 화학에너지를 열로 변환하기는 쉽지만 반대로 열에너지를 화학에너지로 변환하기는 매우 어렵다. 그래서 누군가 에너지 보존을 주장한다면 그것은 ‘유효에너지를 보존하라’는 뜻이다.

아무것도 빠져나올 수 없는 블랙홀
블랙홀이라는 이름은 빛조차도 빠져나올 수 없어 그 표면을 절대 볼 수 없고 완전히 캄캄하다는 사실 때문에 붙여졌다. 그렇다면 아무것도 보이지 않는다면 블랙홀이 존재한다는 것을 어떻게 알 수 있는 것일까?
바로 블랙홀이 가지고 있는 매우 강력한 중력의 효과를 눈으로 확인할 수 있기 때문이다. 그 중력은 매우 강력해서 뭔가 거대한 질량체가 존재한다는 것을 알 수 있고, 그 사실로 블랙홀이 틀림없이 존재한다고 추론하는 것이다.

과학은 어렵고 까다로운 것이 아니다. 주위를 둘러보라. 에너지, 지구온난화, 건강, 인터넷, 위성, 테러, 방사능 등 오히려 과학과 무관한 것을 찾기가 더 어렵다.
리처드 뮬러는 ‘정말? 진짜?’라는 의문을 갖게 하는 다양한 주제를 제시하여 흥미를 유발한다. 개발도상국에서 사용하는 석탄은 지구온난화의 원인이 된다. 그들은 왜 선진국처럼 석탄에 높은 세금을 부과해 석탄 사용을 막지 않는 것일까? 테러리스트가 도시 한복판에서 방사성물질이 들어 있는 탱크를 터뜨려 사람들에게 피해를 줄 수 있을까?

물리학은 첨단기술을 다루는 교양과목이다. 이 책은 영향력 있는 세계적인 리더가 되기 위해 알아야 할 물리학과 공학을 가르쳐 주며, 정치와 경제 분야의 이슈가 되고 있는 문제를 해결하는 데 도움을 줄 것이다.
이 책의 마지막 장을 덮는 순간 나날이 발전하는 과학기술에 다시는 겁먹지 않게 될 것이다.

▣ 작가 소개

저 : 리처드 A. 뮬러

Richard A. Muller
중성미자의 연구 및 핵에너지 분야의 전문가로 현재 UC버클리에서 교수로 재직하고 있다. 1999년에는 UC버클리의 우수 교육자 상을 수상하였고, 대학원생들과 마이크로로봇을 상용화할 수 있는 마이크로모터를 세계 최초로 개발하여 화제가 되었으며 수많은 젊은 스타 교수를 제자로 배출하였다. ‘천재상’이라 불리는 맥아더 펠로우십을 수상해 화제를 모았고, PBS와 BBC 스페셜과 다큐멘터리에 수차례 출연한 저명한 학자다. 미국 연방 정부의 고위 과학고문을 지냈으며 현재 미국 국방자문의 일원이기도 하다. 이 책의 근간이 된 「미래 대통령을 위한 물리학」 강의는 비전공자를 대상으로 한 물리 교양 수업으로 2009년 UC버클리 재학생이 뽑은 최고 명강의로 선정되기도 했다. 팟캐스트와 유튜브의 교육 채널에서도 들을 수 있는 그의 강의는 강좌 하나에만 70만 명이 넘게 시청하는 인기 강의로, 핫이슈로 떠오른 현실 과학 분야에 대한 전 세계 지식인들의 관심이 얼마나 폭발적인지를 직접적으로 보여 주고 있다.

역자 : 전이주
충남대학교 물리학과를 졸업하고 대안학교 교사를 거쳐 현재 웹기술 전문 교육 및 컨설팅 회사에서 근무하고 있다. 바른번역의 글밥 아카데미를 수료하고 바른번역 소속 번역가로 활동 중이다. 옮긴 책으로는 『어스본 두들스 기억력 퍼즐』 『어스본 두들스 여행이 즐거워지는 퍼즐 100』 『드림위버로 시작하는 모바일 웹앱과 폰갭』 등이 있다.

▣ 주요 목차

Chapter 1 에너지와 일률 그리고 폭발의 물리학
폭발과 에너지
일률
단원을 마치며

Chapter 2 원자와 열
대답하기 곤란한 질문
원자와 분자 그리고 열의 의미
온도
단원을 마치며

Chapter 3 중력, 힘, 우주
중력에 관한 놀라운 사실
중력의 힘
가속도를 높여라: 뉴턴의 제3법칙
지구를 도는 위성과 무중력
무한대로의 탈출
공기저항과 연료 효율
운동량
로켓
비행기와 헬리콥터 그리고 선풍기
대류 - 뇌우와 히터
각운동량과 토크
단원을 마치며

Chapter 4 핵과 방사능
방사능
핵분열
핵융합
다시 생각하기
단원을 마치며

Chapter 5 연쇄반응과 원자로 그리고 원자폭탄
끊임없는 연쇄반응
핵무기 기본사항
원자로
핵폐기물
단원을 마치며

Chapter 6 전자와 자기
전기란?
자기란?
전기
전력
자석
전기장과 자기장
전자석
전김보터
발전기
전기모터
발전기
변압기
자기부상
레일건
교류와 직류
단원을 마치며

Chapter 7 파동 그리고 UFO, 지진, 음악
두 가지 거짓말 같은 진실
파동
단원을 마치며