익사이팅 사이언스 - 그림과 상상과 비유로 체험하는 재미있고 유쾌한 교양과학 -

귀에 쏙쏙 들어오는 과학,
눈에 쏙쏙 들어오는 과학

 생생한 그래픽과 실감나는 비유로 풀어낸 교양 과학의 신세계!!
 <익사이팅 사이언스>는 과학의 원리들을 독특하면서도 흥미로운 방식으로 설명한다. 믿을 수 없을 정도로 거대한 것들, 상상할 수 없을 정도로 작은 것들, 또 난해하고 복잡한 과학현상들을 일상에서 마주치는 사물과 친숙한 경험들에 비유해 풀어냄으로써 누구나 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다.
이 책은 물리학, 화학, 생물학, 천문학, 지구과학, 인체, 기술 등 7개 챕터를 통해 100개에 이르는 토픽들을 시원한 그래픽을 곁들여 설명한다. 놀라운 과학적 사실, 머리에 쏙쏙 들어오는 숫자, 눈길을 사로잡는 매혹적인 이미지로 가득한 이 책에서 독자들은 우주가 얼마나 거대한지, 그 거대한 우주에 얼마나 미세한 생명체들이 살고 있는지를 새삼 깨닫게 된다. 나아가 우리의 몸이 얼마나 오묘하게 이뤄져 있는지를 이해하기 쉽고 재미있는 비유를 통해 배우게 될 뿐만 아니라, 엄청난 재앙을 초래하는 자연의 어마어마한 파괴력도 실감나게 만나게 될 것이다.

지구가 스카치 에그(완숙한 달걀을 소시지 고기로 감싼 다음 빵가루를 묻혀 기름에 튀긴 스낵)와 비슷하다는 걸 알고 있는가? 만약 자동차 기술이 컴퓨터의 발전 속도만큼 발달했다면, 휘발유 한 탱크만으로도 달까지 왕복할 수 있다는 걸 알고 있는가?
셰익스피어와 칭기즈칸의 몸의 일부가 우리 몸에도 들어와 있다는 것은 알고 있는가? 거미가 어떻게 점보제트기를 낚아챌 수 있는지 알고 싶지 않은가? 슈뢰딩거의 불쌍한 고양이에게 무슨 일이 일어났는지는 궁금하지 않은가? 이 책은 저자가 <들어가는 말>에서 소상히 밝히고 있듯이, 이런 의문들에 답한다.
그뿐만이 아니다. 태양은 1초에 코끼리를 몇 마리나 태워 죽일 수 있는지, 왜 정자의 운동을 당밀로 가득 찬 뻑뻑한 풀에서 수영하는 것과 마찬가지라고 하는지(당신이 이 풀에서 수영을 한다면 아무리 팔을 휘저어도 1분에 1cm밖에 나아가지 못할 것이다), 왜 전자 하나가 커다란 성당 안을 날고 있는 한 마리 벌과 비슷하다고 말하는지, 어떻게 구멍에 가만히 앉아서도 당신의 쌍둥이 형제보다 두 배나 빨리 늙을 수도 있고 혹은 더 오래 살 수 있는지, 태평양 바닷물을 모두 마시려면, 엘리베이터로 에베레스트 산 정상까리 올라가려면 몇 시간이 걸리는지 등등, 재미있고 특이한 의문들도 풀어줄 것이다.
누구나 한 번쯤은 품어봤을, 그러나 딱히 누구 하나 속 시원히 풀어주지 못했을 궁금증과 상상 속의 세계를 이 책은 매혹적인 비유(analogy)와 기발한 사고실험(thought experiment)을 통해 익사이팅하게 풀어놓는다.
저자가 이 방식을 동원한 데는 그럴 만한 이유가 있다. 과학이 그만큼 다가가기 어려운 세계이기 때문이다. 난해한 수학과 복잡한 방정식이 출입구 앞에서 떡하니 버티고 있지 않은가. 게다가 불가해할 정도로 엄청나게 큰 대상을 다루거나 혹은 상상하기 힘들 정도로 작은 미세한 대상을 다루는 게 과학이다. 전문적인 용어나 표기법이 가로막기도 하고, 심지어 논리나 직관을 거스르는 것처럼 보이는 것은 좀 많은가.
이처럼 과학 앞에 도사리고 있는 장벽 앞에서 독자들이 주눅 들지 않고 과감하게 다가갈 수 있도록 유도하는 게 이 책의 미덕이다. 과학 교육자들이 오랜 동안 과학의 개념을 보다 명료하고 쉽게 설명하기 위해 연구해온 비유나 은유, 직유 그리고 사고실험 등을 사려 깊은 안목과 매끄러운 솜씨로 버무려 놓았다. 익숙하지 않은 것을 익숙한 것과 비교하거나, 이미 우리가 경험한 것을 되돌아보거나, 사물들 사이의 관계를 들여다보면서 패턴이나 의미를 찾는 방식을 취하고 있는 것이다. 무릎을 칠 만한 비유와 기발한 상상력을 동원함으로써 ‘과학 포기자’들을 과학의 세계로 이끈다.
저자는 ‘비유’란 무기를 그저 과학 초보자들을 위한 당의정으로만 활용한 것은 아니라고 강조한다. 이른바 과학혁명이라고 일컬어지는 최초의 ‘발견들’과 연구가 상당 부분 비유에서 시작되었기 때문이다. 비유란 도구가 얼마나 효율적인지 확인하려면 과학혁명의 탄생이라고 일컬어지는 결정적인 시기를 돌아보는 것만으로 충분하다.
가령 요하네스 케플러가 행성의 운동에 관한 법칙-최초의 과학법칙들 중 하나-을 발견할 수 있었던 것은 처음부터 우주를 거대한 시계 장치로 보았기 때문이다(10~11쪽을 볼 것). 이 비유를 통해 그는 세계에 대한 기존의 이론이 잘못되었음을 확신했으며, 우주의 수학적 법칙을 발견할 수 있다는 용기를 갖게 되었다. 그의 연구방식-그의 비유-은 젊은 아이작 뉴턴에게도 영감을 주었다. 뉴턴은 어머니 집의 과수원에서 사과가 떨어지는 것을 보고 달의 궤도와 비교했고, 이런 비유에 깔려 있는 어떤 원리가 있지 않을까 의심하면서 더 깊이 파고들었다.
과학적인 발견 과정에서 비유로부터 영감을 받은 사례는 이 밖에도 매우 많으며, 그런 사례들이 이 책에 담겨 있다. 예컨대 로버트 보일은 기체 입자들을 코일 스프링으로 상상함으로써 기체분자운동론을 발전시킬 수 있었다(38~39쪽 참조). 크리스티안 호이겐스와 후계자들은 광학 현상을 분석하면서 물에서 일어나는 파동과 비교했으며, 제임스 클러크 맥스웰은 전기력을 수조에 담긴 물의 압력과 비교해 모델링했다(48~49쪽 참조). 아우구스트 케쿨레는 꿈에서 뱀이 자신의 꼬리를 물고 있는 모습을 보고 영감을 받아 벤젠의 화학적 구조가 고리모양을 하고 있다는 사실을 발견했다. 왓슨과 크릭-그리고 그 이전과 이후의 많은 과학자들도-은 연구과정에서 모델(모형)을 사용했으며-모델이야말로 비유의 한 형태다-, 이를 통해 DNA가 이중나선 구조를 하고 있다는 결론에 이를 수 있었다(90~91쪽 참조).
이 책은 비유나 은유를 통한 추론의 한 형태라고 할 수 있는 사고실험의 사례도 곳곳에서 보여준다. 일찍이 사고실험은 대부분의 과학영역에서 유용성을 입증했지만 물리학 분야에서 가장 효과적으로 기능했다. 특히 아인슈타인의 획기적인 발견들 대부분은 사고실험-“빛에 올라타고 있으면 어떤 느낌일까?” “자유낙하 하고 있는 사람에게는 어떤 힘이 작용할까?” 같은 것들-의 산물이었다. 이처럼 가상의 상황을 상정함으로써 아인슈타인은 상대성이론에 도달할 수 있었고, 우주에 관한 우리의 이해를 새롭게 전환시킬 수 있었다(14~15쪽 참조).
이 책은 이처럼 교양과학의 입문서 역할을 충분히 할 수 있을 뿐 아니라 과학적 사고를 키워나갈 수 있는 아이디어와 접근 방식을 풍부하게 담고 있다. 과학에 대한 공포와 거부감을 덜어주려는 새로운 접근 방식은 이 책의 가장 큰 미덕이다.

지은이 : 조엘 레비
영국 출신의 작가이자 저널리스트. <뉴턴의 노트(Newton's Notebook)> <침대 맡에 두고 보는 화학(The Bedside Book of Chemistry)> <성당 안의 한 마리 벌(A Bee in a Cathedral)> 등 과학과 역사에 관한 책 10여 권을 썼다. 특히 <성당 안의 한 마리 벌>은 비유와 인포그래픽으로 과학의 세계를 설명해 크게 주목받았다. <브리티시 내셔널 프레스(British National Press)> 등의 신문과 잡지에 기고하면서 TV와 라디오 등에도 출연해 과학 대중화에 힘쓰고 있다.

옮긴이 : 이영기
서울대 물리학과를 졸업했다. 중앙일보 기자로 일했으며 현재 전문 번역가로 활동하고 있다. 저서로는 <상식 밖의 과학사>가 있으며 <시간은 왜 흘러가는가> <과학의 탄생> <아인슈타인:철학적 견해와 상대성 이론> <위험한 생각들> <구글 이후의 세계> <물리캠프> <기하학 캠프> 등을 번역했다.

006 들어가는 말

물리학
010 시계처럼 작동하는 우주
012 한 번 섞은 카드는 원래대로 되돌릴 수 없다
014 슬로모션 속의 기차
016 엘리베이터와 로켓
018 플랫랜더-2차원의 평면에 사는 사람들
020 시간여행을 하는 쌍둥이
022 사다리 위에 있으면 더 빨리 늙는다
024 어둠 속의 당구대
026 만물을 설명하는 끈 이론
028 슈뢰딩거의 고양이
030 골디락스의 우주
032 벌처럼 행동하는 원자
034 파리와 피츠버그에 있는 당구공
036 방사성 물질의 반감기와 한 움큼의 동전
038 열, 압력, 당구공
040 도미노는 책보다 빨리 쓰러진다
042 팀에서 “나”는 존재하지 않는다
044 전기회로와 마천루
046 컨베이어벨트와 석탄 더미
048 전기는 물과 같다
050 병렬회로는 학교 강당과 닮은꼴
052 종이성냥과 쥐덫, 그리고 핵분열
054 거친 빙판에서 스케이트 타기
056 도플러 효과와 사이렌 소리

화학
060 핀 위에서 춤추기
062 사과 크기가 지구만 하다면
064 셰익스피어와 칭기즈칸 원자들이 내 몸 안에
066 두루마리 화장지로 환산한 세계
068 호주 대륙을 쌀알로 채우기
070 원자들의 범퍼 카 놀이
072 멀리서 보고, 가까이서 보면
074 모두 다 함께 춤을!
076 소년, 소녀를 만나다
078 샌드위치 나눠먹기와 화학결합
080 모든 것은 서로 묶여 있다
082 햄 샌드위치와 화학반응
084 성당 안의 벌 한 마리
086 태양계와 양자 선풍기
088 눈부시게 밝고 믿을 수 없게 어두운
090 분자 지퍼
092 고분자와 초거대분자
094 공과 스프링

생물학
098 지구의 역사를 하루로 환산하면
100 진화는 덤불인가 나무인가?
102 가장 작은 유기체와 가장 큰 유기체
104 센트럴파크보다 세 배나 넓은 균류
106 적지만 치명적인
108 뜨거운 통증, 매캐한 통증, 불쾌한 통증
110 점보제트기를 낚아채는 거미
112 세포는 하나의 도시다
114 자연계는 슈퍼마켓 같다
116 생명체를 쥐락펴락하는 효소
118 생명의 청사진
120 게놈을 따라가는 여행
122 내려오는 에스컬레이터에서 거꾸로 올라가기
124 요각류는 치타보다 빠르고, 고래보다 더 무겁다
126 시계 제조공 논리의 오류

천문학
130 어둠 속의 왈츠
132 더 이상 무거울 수 없다
134 빛을 휘게 하는 것
136 은하의 소용돌이 속에서 벌어지는 일
138 지구가 볼 베어링 크기로 작아진다면
140 1초에 코끼리 100만 마리
142 광속으로 여행하기
144 건포도 빵을 닮은 우주
146 우주가 요요에 빠진다면
148 달에서 반딧불이 찾기
150 물병처럼 폭발하는 초신성

지구과학
154 너무도 막강한 바람
156 회전목마에서 공 던지기
158 그랜드캐니언 메우기
160 태평양의 물을 모두 마시려면
162 엘리베이터 타고 에베레스트 등정하기
164 샌프란시스코 지진과 수소폭탄
166 화산은 대량살상 무기
168 죽음의 파도
170 외계에서 온 무서운 물체
172 지구 대 냉장고 자석
174 스카치 에그를 닮은 지구
176 온실효과

인체
180 인간의 몸을 이루는 것들
182 찻잔으로 욕조 물 퍼내기
184 너무도 막강한 슈퍼파워, 심장
186 강철 같은 뼈
188 어디서나 득실득실하는 박테리아
190 머리카락은 죽은 조직
192 험난하고 고통스런 헤엄치기
194 테세우스의 배
196 데카르트의 ‘전능한 악마’
198 상어가 거인을 물다
200 눈과 카메라

기술
204 18개월마다 맨해튼이 하나씩
206 피라미드를 최저임금으로 짓는다면
208 세계에서 가장 큰 기계
210 엠파이어스테이트 빌딩보다 더 커다란 배
212 휘발유 한 통으로 달 왕복하기
214 인터넷이라는 거대한 세계
216 살벌한 우주 쓰레기
218 단 한 방에 2차 대전 끝
220 ‘중국어 방’
222 색인