공간 시간 운동-우주의 가장 위대한 생각들-

숀 캐럴의 〈우주의 가장 위대한 생각들〉 3부작

‘타협 없는’ 진짜 물리학 강의

존스홉킨스대학교 물리학과 및 철학과의 자연철학 홈우드 교수 숀 캐럴이 독자들을 ‘타협 없는’ 물리학 강의로 안내한다. 제목에서 엿볼 수 있듯 담대한 이 책을 통해 저자는 스포츠나 연예인에 대한 가십처럼 물리학이 일상의 이야깃거리가 되는 세상을 꿈꾼다. 저자는 팬데믹 기간 동안 물리학자로서 세상에 기여할 수 있는 방법을 찾다가 물리 법칙을 기술하는 수식 이면에 담긴 깊은 의미를 사람들에게 알리고자 온라인에서 고전역학에서 상대성이론, 그리고 양자역학과 복잡계 이론을 아우르는 강연을 시리즈로 진행하였다. 이에 기반을 둔 이 책은 ‘우주의 가장 위대한 생각들’ 3부작의 첫 번째 책으로 17세기 뉴턴에 의해 정립된 고전역학부터 20세기 아인슈타인이 발견한 특수상대성이론과 일반상대성이론을 다룬다. 공간, 시간 및 변화의 본질에 대한 심오한 질문들에 답하는 고전역학, 휘어진 시공간에 관한 아인슈타인의 아이디어, 그리고 블랙홀과 중력파 같은 천체 현상까지, 이 책은 수 세기 전에 시작한 수학적 아이디어들에서 시작해 최신의 물리학이 거둔 성과까지 담고 있다. 수식을 은유나 비유로 대체하지 않고 접근 가능한 설명으로 정면 돌파하면서 물리 법칙의 진짜 의미를 독자들에게 안내한다. 과학저술가 브라이언 클레그는 이에 대해 “불가능하다고 생각한 대중 과학과 전문 물리학자의 수학적 세계를 잇는 다리와 같은 책”이라고 평가했다.

“물리학자처럼 시공간을 이해하고 싶다면, 바로 이 책.”

- 김범준 성균관대학교 물리학과 교수

지은이 : 숀 캐럴 Sean Carrol

이론물리학자이자 과학철학자. 존스홉킨스대학교 물리학과 및 철학과의 자연철학 홈우드 교수이자 센타페이연구소 프랙털연구단 단장이다. 오랫동안 암흑물질, 암흑에너지, 대칭성 깨짐, 여분의 차원과 같은 주제를 중심으로 우주론과 장이론, 중력에 관해 연구하며 천체물리학의 새로운 지평을 개척해왔다. 현재는 양자역학과 통계역학의 근본 문제로 관심을 옮겨 확률의 기원, 시공간의 출현, 엔트로피와 시간의 화살, 복잡성과 창발에 대해 탐구하고 있다.

1993년 하버드대학교에서 천문학 연구로 박사 학위를 받은 뒤 MIT와 UC샌타바버라 이론물리연구소에서 박사 후연구원을 지냈다. 시카고대학교 물리학과에서 조교수로 재직하며 카빌우주물리연구소를 이끌었고, 이후 캘리포니아공과대학교 물리학과 연구교수를 역임했다. 지은 책으로 《다세계》 《빅 픽쳐》 《현대물리학, 시간과 우주의 비밀에 답하다》 등이 있다.

이 책은 3부작으로 구성된 《우주의 가장 위대한 생각들The Biggest Ideas in the Universe》 시리즈의 첫 번째 책으로 고전역학에서 시작해 현대 물리학이 포착한 공간과 시간 그리고 운동을 다룬다. 저자는 팬데믹 기간 동안 물리학자로서 세상에 기여할 수 있는 방법을 찾다가 물리 법칙을 기술하는 수식 이면에 담긴 깊은 의미를 사람들에게 알리고자 온라인에서 48회에 걸쳐 고전역학에서 상대성이론, 그리고 양자역학과 복잡계 이론을 아우르는 ‘우주의 가장 위대한 생각들’ 강연을 진행하였다. 이 시리즈는 저자의 온라인 강연에 기반을 두고 있다.

옮긴이 : 김영태

물리학자. UC버클리에서 고체물리학 연구로 박사 학위를 받았다. 미국 로런스버클리연구소에서 연구원을 역임하였고 이후 아주대학교 물리학과 교수로 부임하여 현재 명예교수로 재직 중이다. 지은 책으로는 《세상 모든 것의 원리, 물리》 《현대물리, 불가능에 마침표를 찍다》 등이 있고 옮긴 책으로는 《다세계》 《현대물리학: 시간과 우주의 비밀에 답하다》 《물리가 날 미치게 해》 등이 있다.

서문

1 보존

2 변화

3 동역학

4 공간

5 시간

6 시공간

7 기하학

8 중력

9 블랙홀

부록

부록 A: 함수, 도함수 및 적분

부록 B: 연결과 곡률

역자 후기

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