다정한 물리학

“빅뱅 후 1조분의 1초까지 거슬러 올라가는

우주와 물질의 기원을 밝히는 지적 여행”

힉스입자를 발견한 CERN 소속 입자물리학자,

리처드 도킨스와 칼 세이건의 뒤를 잇는 이 시대의 과학커뮤니케이터

해리 클리프가 풀어내는 최신 현대 물리학이 밝힌 이 세상을 만드는 법

“아무것도 없는 상태에서 사과파이를 만들려면 먼저 우주를 만들어야 한다.”

전 세계에서 가장 유명한 다큐멘터리 <코스모스>에서 칼 세이건이 한 말이다. 이 책의 저자 해리 클리프는 이 말대로 궁극적인 사과파이 조리법을 알기 위해 우주의 기원을 밝히는 매혹적인 탐험을 떠난다. 세계 최대 규모의 입자연구소 CERN에서 모든 물질을 구성하는 기본 입자를 찾고, 거대한 지하실험실인 그랑사소 연구소에서 유령 같은 입자, 뉴트리노(중성미자)로 태양의 심장을 들여다본다. 그리고 전 세계를 놀라게 한 전설적인 발견, 힉스입자의 존재를 증명한 순간 속으로 들어가 인류가 도달한 물질세계의 심층 진리를 직관할 수 있게 해준다.

빌 브라이슨의 유머, 미치오 카쿠의 현장감, 칼 세이건의 유려한 설명이 한 권에 모인 것 같다는 평을 듣는 이 책은, 어렵고 지루한 이론 중심의 설명이 아니라 마치 체험기처럼 직접 연구소를 방문하고 실증적인 실험을 보여주는 등 과학 지식을 생생하게 풀어내 어떤 어려운 물리학 얘기도 술술 읽히게 한다. 그리고 웃음 짓지 않고는 못 배길 유머가 한시도 지루할 틈을 주지 않고 계속 읽을 수 있게 해주는 원동력이 되어 준다.

이 책은 실험물리학자가 쓴 몇 안 되는 과학교양서로 우리 세계의 신비가 밝혀지는 순간이 그 어떤 과학책보다 현실감 있게 담겨 있다. 수식과 개념의 난립이 아닌, 불과 연기, 거대한 엔진이 돌아가는 이야기를 통해 당신은 이 세상이 가진 경이를 목격할 수 있을 것이다.

『은하수를 여행하는 히치하이커를 위한 안내서』만큼이나 재밌다.

- 커커스 리뷰

★ 커커스 리뷰 선정 2021년 최고의 과학책

★ TED 270만, 영국왕립학술원 290만 회라는 놀라운 기록을 가진 과학계 명강의

★ 곽재식, 짐 알칼릴리, 숀 캐럴 등 과학자가 추천하는 대중과학 교양서

거대한 세상의 비밀을 탐구하는 아주 작은 과학

지난 100년간, 아인슈타인의 탁월한 연구인 상대성이론과 그보다 훨씬 더 혁신적이었던 양자역학으로 세상을 보는 우리의 눈은 완전히 바뀌었다. 두 이론 덕분에 인류는 우주가 무엇으로 이루어져 있고 어떻게 변화해 왔는지 알아낼 수 있었다. 하지만 축복과도 같은 시간이 지난 지금 물리학은 또 다른 전환점에 서게 되었다. 이에 인류는 전례가 없는 색다른 시도를 하게 되는데, 가늠할 수도 없이 방대한 우주의 기원을 아주 작은 입자를 통해 알아낸다는 것이었다. 22개의 나라가 협력하고 2,500여 명의 과학자가 참여한 초연합 실험 프로젝트가 수립되고 수많은 문제와 난관을 극복한 끝에 2012년, 드디어 인류가 찾아낸 소립자인 양성자를 이용해 우주를 탄생시킨 빅뱅을 재현하는 실험이 시작됐다. 지하 100m 아래에 총길이 27km, 무게 6,000톤에 달하는 거대한 입자가속기에서 두 양성자를 광속의 99.999996%까지 가속해 부딪혔다. 어마어마한 에너지가 터져 나오며 계측기에 무수한 숫자가 찍혀 나갔고 이윽고 상상만 해 왔던 신의 입자로 알려진 힉스 입자가 그 모습을 드러냈다.

지극히 작디작은 0.833 펨토미터 크기의 양성자로 현대 과학의 다음 페이지가 열렸을 때, 약 400만 년 전에 출현한 인류가 셀 수조차 없는 138억 년이란 우주의 시간을 거슬러 빅뱅 후 1조분 1초까지 세상을 이해했고, 과학의 가장 크고 근원적인 질문인 우리와 세상은 어떻게 만들어졌는가에 대한 답에 다시 한 걸음 가까이 다가서게 되었다. 이 책은 현대 과학의 가장 최전선에서 인류의 지평을 넓힌 수많은 과학자의 도전과 노력을 상세히 담아내고 있다. 또한 이들의 지치지 않는 열정으로 밝힌 우리 우주와 물질이 만들어질 수 있었던 기적 같은 원리 또한 담겨 있다. 현대 과학의 맨 앞에서 그 다음을 개척하는 인류의 지성에 대한 이야기를 통해 독자들은 인식의 저변을 확장하고 무한한 지적 욕구를 채울 수 있을 것이다.

오직 과학만이 말할 수 있는 세계의 감동

무수히 물체를 잘라서 더는 자를 수 없는 극히 미세한 입자의 세계에 들어오면 세상은 우리가 알던 것과는 다른 모습을 보여준다. 미시세계를 통해 본 세계는 하나씩 개별성을 가지고 구별되어 있지 않고 양자장이라고 하는 하나의 움직임 속에 있는 서로 연결된 연속성의 세계다. 모든 물체는 거대한 진동이 모여서 탄생한 집합이며 따라서 당신과 나는, 나뉘어 구별되는 존재가 아니라 서로 연결되어 있는 하나다. 점차 이기주의적 개인화로 나아가는 현대 사회에서 과학이 보여주는 미시세계의 이야기는 뜻깊은 메시지로 다가온다. 흔히 과학은 우리의 삶과 연관성이 바로 닿아 있지 않은, 거리가 있는 학문이라고 생각하지만 아주 작은 입자에도 우리 삶을 환기해 주는 가르침이 숨어 있었다. 과학 속엔 우리가 일방적으로 그은 인식의 한계를 넓히고 가장 잃지 말아야 할 가치에 대해서 알게 해준다. 과학은 말한다. 모든 원자는 동일한 우주의 바다에서 일어난 진동에서 태어났기에 우리는 모든 피조물과 하나인 셈이라고. 독자는 이를 통해 소외되는 현대인에게 오직 과학만이 전할 수 있는 깊은 감동과 메시지를 읽을 수 있을 것이다.

과학의 시대를 살아가는 이를 위한

누구나 끝까지 읽을 수 있는 대중과학 교양서

이 책은 방대하고 심도 있는 고급 과학지식을 다루고 있으면서, 과학에 관심 있는 사람이라면 그 누구라도 끝까지 쉽게 읽을 수 있는 대중과학 교양서다. 저자는 대중 독자를 위해 다른 과학책과 구별되는 독특한 특징을 이 책에 담았는데, 먼저 실험과학자라는 자신의 전문 분야를 살려 어려울 수 있는 과학 지식을 이론적인 설명에만 치중하지 않고 직접적인 실험과 발견을 통해 보여준다. 또한 『단 하나의 방정식』을 쓴 미치오 카쿠처럼 실제 연구소를 방문해 기계와 연구하는 과학자를 보여줘 마치 그곳에서 있는 것처럼 생생한 현장감을 느끼게 해준다. 진지한 과학 이야기 사이에 웃음이 터지게 하는 유머도 곳곳에 자리하고 있는데, 회의가 너무 많아서 일에 지장을 받자 회의를 줄이는 회의팀을 만들어 결국 회의가 더 많아졌다는 일화나 이론물리학자가 틀렸다는 걸 증명할 때 가장 즐겁다는 저자의 짓궂은 말 등 자신도 모르게 최신 현대 과학을 이해하면서 키득거리며 웃고 있는 자신을 볼 수 있을 것이다.

과학의 시대에 살아가는 우리에게 과학은 단순히 기술이 아닌, 우리의 생각과 판단의 큰 축을 구성하는 지식이자 사상이 되었다. 이전에는 상상하지 못했던 모습으로 변화할 세상 속에서 과학은 이제 멀리서 봐야만 할 존재가 아니다. 과학에 관심 있다면 그 누구라도 끝까지 재밌게 읽을 수 있는 친절한 과학책, 『다정한 물리학』을 한번 읽어보며 과학과 친해지는 시간을 가져보자. 

지은이 : 해리 클리프

케임브리지대학교의 물리학 교수로 입자물리학의 권위자이자 20대 중반의 나이로 유럽입자물리연구소(CERN)에서 진행되는 세계에서 가장 큰, 강입자 충돌기(Large Hadron Collider) 실험 프로젝트의 멤버가 되었다. 2013년 역사적인 힉스 입자 발견의 순간에 한 축을 담당했으며 이때의 경험을 토대로 TED에서 ‘현대 물리학의 끝과 다음’이란 주제로 강의를 했다. 이 강의는 270만이란 놀라운 조회 수를 기록하며 TED 명강의에 올랐는데 이로 인해 과학자로서 뛰어난 업적뿐만 아니라 대중을 위한 커뮤니케이터의 모습을 보여주었다는 평을 받아 새로운 칼 세이건으로 불리기도 한다. 현대 물리학의 가장 큰 질문인 모든 것의 기원에 대한 답을 찾기 위해, 클리프는 오늘도 제네바 지하 100미터 아래에서 거대 입자 탐지기 실험을 이어 가고 있다. 

옮긴이 : 박병철

연세대학교 물리학과를 졸업하고, 한국과학기술원(KAIST)에서 물리학 박사학위를 받았다. 30년 가까이 대학에서 학생들을 가르쳤으며, 지금은 번역과 저술에 전념하고 있다. 그동안 옮긴 책으로는 『페르마의 마지막 정리』 『평행우주『엘러건트 유니버스』 『신의 입자』 『파인만의 물리학 강의』 등 100여 권이 있고 지은 책으로는 어린이 과학 동화, 『별이 된 라이카』 『생쥐들의 뉴턴 사수 작전』 등이 있다. 전문 지식에 기초한 쉽고 명쾌한 번역으로 정평이 나 있으며, 2005년 한국출판문화상을, 2016년에는 미래창조과학부 장관상을 받았다.

프롤로그

1장 · 기본 조리법

2장 · 가장 작은 조각

3장 · 원자의 구성성분

4장 · 원자핵 분해하기

5장 · 열핵 오븐

6장 · 별

7장 · 궁극의 우주요리사

8장 · 양성자 조리법

9장 · 입자란 진정 무엇인가?

10장 · 최후의 구성성분

11장 · 만물의 조리법

12장 · 누락된 구성요소

13장 · 우주 만들기

14장 · 이것으로 끝인가?

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