어메이징 그래비티

▣ 출판사서평

“왜 물체가 떨어질까?”, 오늘날 우리는 ‘물체가 아래로 떨어지는 이유가 중력( ?\, gravity) 때문이라는 사실’을 상식처럼 잘 알고 있다. 하지만 지는 낙엽을 보며 향기로운 커피를 한 잔을 마시는 순간, 땀을 뻘뻘 흘리며 산에 올라 다리가 붓고 허리가 아픈 순간, 보도블록에 걸려 앞으로 넘어질 뻔하거나 귀하게 여기던 핸드폰을 바닥에 떨어뜨려 속상한 순간, 다이빙이나 번지점프를 하며 아찔한 울렁거림을 느끼는 등의 순간에 그 근본원인인 ‘중력’을 자연스레 떠올리거나 ‘중력이란 무엇일까’를 곰곰 생각해보지는 않는다. 공기와 마찬가지로 늘 우리 곁에 존재하고 우리 삶과 밀접한 관련이 있음에도 불구하고, 중력이 선사하는 혜택도 중력이 끼치는 불편도 그저 익숙하고 당연하게만 여기고 있기 때문이다. 그래서 막상 중력의 실체가 무엇인지를 명쾌하게 설명하고 싶어도 입이 잘 떨어지지 않는 것이 현실이다.
이는 중력에 관해 단편적으로만 학습해온 탓도 크다. 중력은 중요한 과학 개념이기에 여러 과학책에서 필수적으로 언급하고는 있지만, 대체로 다른 물리 개념들과 혼재되어 소개되는 경우가 많다. 이론과 공식 자체만 간단히 다루는 책들이 태반이고, 좀더 깊이 있게 다룬다 해도 큰 방점을 찍은 뉴턴과 아인슈타인에만 비중을 두어 중력을 설명하는 경우가 적지 않다. 그렇다면 중력이 무엇인지, 중력의 배후에 무엇이 있는지를 어떻게 제대로 이해할 수 있을까?


민족사관고등학교 과학교사 조진호가 안내하는 상상 그 이상의 놀라운 중력의 세계!
고대부터 현대까지 2,500년 중력의 역사와 원리가 한눈에 펼쳐진다!

이 책 『어메이징 그래비티(Amazing Gravity)』는 그러한 고민과 궁리의 결실이다. 이 책에서 저자가 주안점을 둔 것은, 중력의 원리와 개념을 발견해나간 사람들의 상상력이다. 중력의 역사는 기술의 발전과 보조를 맞춰간 다른 부분의 과학 역사와는 달리 대부분이 인간의 상상력만으로 이루어졌기 때문에, 저자는 그들의 대화를 엿듣고 그들의 머릿속 상상의 세계에 들어가보는 것이야말로 중력을 제대로 이해할 수 있는 길이 된다고 보았다. 수식을 사용한 단편적인 이론 설명보다는 중력의 원리와 개념을 발견해간 사람들의 상상과 영감, 크고 작은 역사적 사건의 흐름과 반전에 초점을 맞추어 큰 틀에서의 중력을 살펴보길 권한다.
중력이란 마냥 어렵기만 한 학생들에게 그동안 느껴보지 못한 중력만의 재미를 안겨주며, 보다 심화된 내용까지 알고 싶게 하는 의욕을 북돋워주는 것이 이 책의 목표다. 비단 중고등학생뿐 아니라 대학생 및 일반인을 포함해 중력이 어렵거나 지구와 우주가 궁금하고, 나아가 ‘과학’하는 방법을 알고 싶은 이들에게 흥미 유발과 함께 훌륭한 입문서로서 손색이 없을 것이다.

“과학과 상상은 나에게 중요한 키워드다. 과학은 상상력의 산물이고, 과학을 접할수록 상상할 수 있는 범위는 넓어진다. 그렇게 이 두 가지는 서로를 더욱 돋보이게 한다. 과학을 생각하고 과학에 비추어 상상하며 과학을 가르칠 때에도 학생들 간에 수많은 대화를 이끌어내는 시간을 만들고 싶다는 바람이 있었다. 여타의 공부로 지친 학생들에게 조금이나마 유쾌하고 즐거운 과학수업으로 다가갈 수 없을까를 생각했고, ‘만화’로 된 참고자료와 시험지가 그 첫걸음이었다. 그렇게 시작된 만화와의 인연으로 중력의 원리와 역사를 다룬 과학만화책 『어메이징 그래비티』를 펴내게 되었다. …… 이 책을 통해 중력이 무엇인지 제대로 알고 시시각각 변해온 우주관에 대해서도 알아가면 좋겠다. 나아가 중력을 이해한다는 것이 어떤 이유로 우주의 모습을 이해하는 것으로 이어지는지를 어느 정도 살펴볼 수 있는 기회가 되었으면 한다. 무엇보다 이 책이 독자들에게 지식보다는 자기 안의 ‘느낌과 궁금증’을 발견하고 깨달아가는 데 작으나마 보탬이 되길 바란다.”


아낙시만드로스, 피타고라스, 아리스토텔레스, 에라토스테네스, 플라톤, 장 뷔리당,
케플러, 갈릴레이, 뉴턴, 아인슈타인 등 위대한 30여 명의 철학자와 과학자들의
‘중력을 둘러싼 흥미진진한 지적 탐험’을 다룬 국내 최초의 그래픽 노블!

『어메이징 그래비티』는 길게는 40억 년, 짧게는 2,500년 중력의 역사 속에서 중력과 이를 둘러싼 주요 개념들이 어떤 식으로 변화해왔는지를 30여 명의 철학자와 과학자들의 엎치락뒤치락 반전에 반전을 거듭하는 흥미진진한 지적 탐험으로 펼쳐내는 과학만화이다. 중력의 역사를 이루어간 주역들은 뉴턴과 아인슈타인은 물론이고, 우리가 잘 아는 피타고라스, 갈릴레이, 케플러를 비롯해 아낙시만드로스, 에라토스테네스, 장 뷔리당, 오컴 등이 포함되어 있다. 이러한 다양한 인물들을 통해 중력의 기본원리가 확립되어가는 과정, 중력의 응용사례, 중력의 장단점 등을 설명하고, 더하여 등장인물들의 인간적 면모와 삶의 철학까지 흥미롭게 펼쳐 보인다. 저자의 안내를 따라 중력의 여정을 함께하다 보면 어느덧 손에 땀을 쥐게 하는 한 편의 탐정소설을 보듯 흥미진진한 이야기 속으로 흠뻑 빠져들게 된다.

민족사관고등학교 과학교사로 재직 중인 저자 조진호는 서울대학교 사범대학 생물교육과를 졸업하고 동대학원 과학교육과에서 석사학위를 받았다. 1999년 서울대학교 사범대학 주최 ‘교육용 소프트웨어 개발 경진대회’에서 〈초파리 가상 시뮬레이션 실험실〉 프로그램으로 대상을 수상했고, 2012년 영재들을 대상으로 한 경북대학교 여름과학캠프에서 ‘과학만화 그리기’ 강의로 호평을 받기도 했다. 과학교육과 만화와 관련한 다년간의 노하우를 바탕으로 2년여의 공들인 집필 끝에 이 책을 펴낸 저자는, 글뿐만이 아니라 그림까지 직접 그리면서 내용과 구성에 완성도를 높였다. 저자는 무엇보다 만화라는 장점을 십분 발휘하여 캐릭터들의 대화, 주장, 농담을 통해 추상적이고 모호하게만 느껴지는 중력의 원리와 개념을 정확하게 전달할 수 있도록 했다. 이 책을 통해 독자는 인간이 중력의 개념을 이해하기 위해 얼마나 많은 사고의 전환을 이룩해왔는지를 알아가는 한편, 시대별 과학자와 철학자, 수학자들을 총동원시켜 마치 독자가 그들인 것처럼 진지하게 고민하고 사고하며 토론할 수 있을 것이다.


인간은 중력을 어떻게 상상하고 인식해왔는가!
지적 호기심과 궁금증을 한꺼번에 풀어줄 새로운 과학만화의 탄생!
“중력이 무엇입니까?”, “아무것도 아니에요……. 전부입니다.”

책 속의 이야기는 대체로 시간순으로 전개되지만, 각 장을 나눈 기준은 고대부터 현대에 이르기까지 사람들이 ‘중력을 감각적으로 어떻게 인식했나’이다. 중력은 아래로 떨어지는 현상이기도 했고, 중심 방향으로 잡아당겨지는 현상이기도 했으며, 물질끼리 끌어당기는 현상으로 또는 반대로 밀어내는 현상이기도 했다. 선사시대 사람이나 지금 사람이나 변함없이 대지 위에 서 있고 무게를 감지하고 비슷하게 적응했는데 중력을 이렇게 다르게 인식했다는 것은 흥미로운 부분이다.

총 9장으로 이루어진 이 책은 각 장의 제목부터 독특하게 구성되어 있다. 마치 반론에 반론을 거듭하는 논쟁의 한 장면을 보는 듯하다. 중력 발견의 주역들의 ‘생각의 흐름’을 짚어가며 차례차례 이야기를 읽어나가다 보면, 어느 순간 얽히고설킨 실타래가 풀어지듯 또렷해지는 중력의 모습에 신선한 자극을 느낄 것이다.

1장. 적응기 : 중력! 극복의 대상에서 이해의 대상으로
이 책의 본문은 수십억 년 전 지구상에 생명체가 최초로 출현한 시점부터 시작한다. 생명체에게 자신들을 위에서 아래로 짓누르는 중력, 어딘가에 매달리거나 기대어 있지 않으면 위에서 아래로 떨어지게 하는 중력이 어떤 의미였을까? 그들에게 중력은 지독하리만큼 극복하기 어려운 대상이 아닐 수 없었다. 생명체는 수십억 년 동안 중력과 싸워 이겨내기 위해 무던히 애썼고, 그들의 겉모습에서 그 고통과 적응의 흔적을 찾을 수 있다. 생명체 역사에서 아주 최근에 출현한 인간 또한 무거움을 극복하기 위한 나름의 방법을 가지고 있었다. 그런데 극복하는 데에서 한 걸음 더 나아가 인간은 무게와 떨어지는 원리를 이해하기 시작했고, 생존과 편리를 위해 어떤 종보다도 그것을 잘 이용하기에 이른다. 더 놀라운 점은 인간이 우주의 모양을 상상하거나 우주 속에서 자신의 위치를 추측하는 데 무게, 낙하와 같은 것이 가장 근본적인 생각의 출발점이라는 사실을 깨달았다는 것이다.

2장. 떨어질 곳을 잃어버리다 : 우주가 굉장히 크다
인간이 맹수보다도 질병보다도 두려워한 유일한 존재가 있었으니, 자연 그 자체였다. 변화무쌍하게 들이닥치는 천재지변은 도저히 감당할 수 없는 것이었고 그저 신께 기도하는 수밖에는 다른 방법이 없었다. 동시에 자연은 무척이나 신비롭고 아름다우며 경외로운 존재이기도 했다. 그런데 언젠가부터 인간은 감히 그 위대한 자연을 이해할 수 있다는 생각을 하기 시작한다. 직접 만져보고 재보지 않고서도 천체들이 어떤 존재인지, 얼마나 큰지를 ‘수’로 계산해낼 수 있다. 필요한 것은 단순한 측정도구와 두뇌뿐이다. 인간이 계산해낸 측정값은 놀라움 그 자체였다. 지구, 달, 태양은 상상 이상으로 거대했으며 광활한 우주공간에 둥실 떠 있다. 이때 인간의 머릿속을 혼란스럽게 괴롭히는 고약한 것이 하나 있었는데, 지상의 모든 물체는 무게감을 가지고 아래로 떨어진다는 사실이다. 어찌하여 구형의 지구 위에서 우리는 아래로 굴러떨어지지 않으며, 지구 자체는 어떻게 떠 있으며, 왜 달과 태양은 아래로 떨어지지 않는가? 2장에서는 이러한 문제에 대해 아낙시만드로스와 쿠르고스, 피타고라스, 아리스타르코스 등의 생각을 따라가며 설명한다.

3장. 자기 위치로 떨어진다 : 질서 정연한 우주
광활한 공간에 떠 있는 구형의 지구와 천체들, 우아하게 원을 그리는 해와 달, 그에 반해 가까이 있는 지상에서는 모든 물체가 지구 아래로 떨어진다. 아니 지구 중심 방향으로 향한다. 우주가 이러하다면 왜 그런지에 대한 논리가 필요하다. 문제를 어렵게 하는 주범은 물체가 낙하하는 자명한 현상이었다. 이때 그리스의 걸출한 아리스토텔레스가 문제를 풀어내는데, 그가 어떻게 문제 풀이의 활로를 물체 자체에서 찾게 되었는지, 그의 이론은 무엇인지, 이론에 한계점은 없는지 등을 다양한 예를 들어 살펴본다.

4장. 그것이 아니요 : 아리스토텔레스에 대한 반박
아리스토텔레스는 무게와 낙하현상의 이유를 물질의 근본원소에서 찾았고, 지구가 우주의 중심이라는 우주관을 확립했다. 하지만 시간이 지나면서 사람들의 의구심이 쌓여갔다. 실제 낙하현상은 아리스토텔레스의 말과 차이가 있었고 오랫동안 관측한 천체의 운동이 아리스토텔레스의 우주관과 다른 것이 아닌가 하는 생각이 들기 시작했다. 우주의 중심은 지구가 아니고 태양이다. 만일 이것이 사실이라면 아리스토텔레스의 이론은 송두리째 틀어지게 된다. 하지만 하루아침에 생각을 바꿀 수 없는 큰 이유가 있었는데, 바로 낙하현상이다. 지구가 우주의 변방에서 바삐 움직이고 있다면 어떻게 물체들이 지상으로 곧장 낙하할 수 있는가 말이다. 또한 움직이는 지구가 어찌 이렇게 미동도 없이 고요할 수가 있단 말인가. 4장에서는 무게의 상대성에 대한 인식을 보여준 아르키메데스를 비롯해 데모크리토스, 코페르니쿠스, 길버트의 이론 그리고 장 뷔리당과 오렘의 논쟁 등을 통해 이야기를 풀어나간다.

5장. 떨어진다는 것은 끌어당기는 것 : 지상의 언어로 낙하를 설명하다
태양중심설의 최대 약점 중 하나는 기존의 지구중심설보다 예측력이 정확하지 않다는 것이었다. 태양이 우주의 중심이라는 것과 우주는 반드시 조화롭게 되어 있다는 굳건한 믿음을 가진 케플러는 기필코 그 약점을 해결하고야 만다. 이것을 가능케 한 것은 기존의 상식을 과감히 버릴 수 있는 용기와 하늘의 길을 끈질기게 바라본 인내심이었다. 그는 더 나아가 천체가 움직이고 물체가 땅으로 떨어지는 데는 분명 인간이 이해할 수 있는 원리가 있다고 생각했고, 그 원리는 우리가 이미 알고 있는 것이라는 혁신적인 생각을 하기에 이른다. 5장에서는 케플러의 이론, 그리고 케플러와 튀코 브라헤의 운명적 만남에 대한 이야기 등이 흥미롭게 전개된다.

6장. 끌어당긴다는 어떤 추측도 할 수 없다 : 천상의 언어로 낙하를 분석하다
근거 없는 생각은 공상과학소설을 쓰는 것과 다름없다. 근거를 댈 수 없다면? 선택은 단 하나다. 고민할 필요 없이 현상을 관찰하고 숫자로 되어 있는 규칙을 파헤치면 되는 것이다. 이처럼 차가운 이성을 가지고 과학사에 한 획을 그은 갈릴레이가 있었다. 그는 낙하현상 안에 숫자가 서려 있음을 밝혀내며, 지구중심설이 그동안 가졌던 또 하나의 크나큰 단점, 왜 움직인다는 지구의 움직임을 전혀 느낄 수 없는가에 대해서 논리를 확립한다. 또한 우주의 참모습은 우리의 상식과는 완전히 다르다는 것, 오로지 절대적인 존재는 시간밖에 없다는 위대한 깨달음에 다다른다. 그리고 그가 알아낸 물체 운동의 본성은 관련이 없어 보였던 물체의 낙하와 깊은 관련이 있다는 것을 깨우치는 중요한 단서를 제공한다.

7장. 맞다, 끌어당긴다! : 뉴턴이 끝내다
수천 년간 이어져온 중력의 미스터리, 왜 지상의 물체는 아래로 떨어지는데 천체들은 공간에 떠 있는가? 이 지독한 수수께끼에 대한 답은 이미 선대 학자들의 말 속에 퍼즐조각처럼 존재하고 있었다. 그 퍼즐조각을 뉴턴이 올바르게 꿰어맞춘 뒤에 아름다운 수학으로 마무리한다. 그의 답안은 명쾌하고 단순했다. 낙하현상을 포함한 우주의 운동들은 관성과 질량체 사이의 끌어당기는 힘만 고려하면 그의 수식에 따라 다 설명된다. 우주는 천상과 지상, 두 세상이 아닌 단 하나의 세상이며, 오로지 하나의 법칙에 의해 돌아간다. 이 법칙을 안다면 우주의 모든 운동을 설명하고 예측할 수 있다. 7장은 뉴턴이 중력을 발견하는 긴박감 넘치는 순간을 흥미롭게 다루고 있다.

8장. 승리 뒤의 씁쓸함 : 말은 되는데 이해가 안 된다
뉴턴의 중력과 역학법칙은 마술상자 같아서 수치들을 입력만 하면 결과를 정확히 말해준다. 그런데 기괴한 점은 도대체 왜 그런 정답을 말해주는지에 대한 이유를 전혀 알려주지 않는다는 것이다. 하지만 어쨌거나 정확히 알려주는 것만으로도 충분히 만족할 만하니 더 이상의 질문은 애써 지워보려 했다. 하지만 건널 강이 있으면 건너야 하고, 넘어야 할 산은 기어코 넘어야 하는 게 인간의 본성 아니던가. 호기심 많은 사람들은 뉴턴 이론의 철학적 난점에 대해서 쉬지 않고 생각했으며, 결국 뉴턴 이론은 새롭게 떠오른 다른 학문에 의해서 직격탄을 맞게 된다. 우주의 모든 것이 뉴턴의 이론대로만 돌아가는 것이 아니었다. 발상의 전환과 혁신은 과거의 역사가 말해주듯이 전혀 다른 곳에서 폭발했다. 관계가 없어 보이는 물리적 존재인 빛, 다시 어지러워진 중력 문제의 해답은 빛에서 찾아야 했다.

9장. 전부 다 착각! : 오히려 밀어낸다는 게 맞다
굳건하다고 믿어 의심치 않았던 것이 사실은 움직이는 것이라고 깨닫는 순간 그 혼란스러움은 이루 말할 수가 없다. 시간과 공간, 이 두 존재가 사실은 변하는 양이라는 것. 이만큼 믿기 힘든 이야기가 있을까? 엄청난 사고의 유연성과 과감성을 가진 아인슈타인은 기존의 시간과 공간의 개념을 송두리째 바꿔놓았으며 완성체라 여겼던 뉴턴의 역학법칙을 뒤엎어놓는다. 그가 지닌 칼은 빛으로 만들어졌으며, 그의 갑옷은 갈릴레이의 관성계에서의 상대성이론이었다. 그는 단 두 가지 무기를 가지고 뉴턴조차 풀지 못한 중력의 원리에 대해서 밝혀냈다. 물체가 떨어지고 우리가 몸으로 느끼고 있는 무게감은 전혀 상상치 못한 곳에서 왔으며, 너무나 가까운 곳에 있었다.

▣ 작가 소개

글,그림 : 조진호
서울대학교 사범대학 생물교육과를 졸업하고 동대학원 과학교육과에서 석사학위를 받았다. 1999년 서울대학교 사범대학 주최 ''교육용 소프트웨어 개발 경진대회''에서 〈초파리 가상 시뮬레이션 실험실〉 프로그램으로 대상을 수상했다. 이를 계기로 2002년 인터넷 게임기획 개발사인 ㈜제이인터렉티브 설립, 대표이사로 재직하며 『깡통들을 위한 플래시4』, 『플래시 MX 애니메이션, 게임, 뮤직비디오 만들기』를 펴내기도 했다 . 2010년 오랜 관심사였던 교직생활을 시작하게 되었고, 현재 민족사관고등학교 과학교사(생물)로 재직 중이다. 2012년 영재들을 대상으로 한 경북대학교 여름과학캠프에서 ''과학만화 그리기'' 강의로 호평을 받기도 했다.

▣ 주요 목차

추천의 글
작가 서문

프롤로그

1 | 적응기 : 중력! 극복의 대상에서 이해의 대상으로
2 | 떨어질 곳을 잃어버리다 : 우주가 굉장히 크다
3 | 자기 위치로 떨어진다 : 질서 정연한 우주
4 | 그것이 아니요 : 아리스토텔레스에 대한 반박
5 | 떨어진다는 것은 끌어당기는 것 : 지상의 언어로 낙하를 설명하다
6 | 끌어당긴다는 어떤 추측도 할 수 없다 : 천상의 언어로 낙하를 분석하다
7 | 맞다, 끌어당긴다! : 뉴턴이 끝내다
8 | 승리 뒤의 씁쓸함 : 말은 되는데 이해가 안 된다
9 | 전부 다 착각! : 오히려 밀어낸다는 게 맞다

에필로그

감사의 글
중력사 연표
주요 등장인물 소개
참고문헌
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