“세상의 모든 변화는 물리에서 시작되었다!”
역사의 판도를 뒤바꾼 ‘유레카’의 순간과
위대한 물리학자들이 만들어낸 드라마틱한 이야기가 펼쳐진다!

태초의 무에서 만물은 어떻게 생겨났을까? 자연의 모든 현상은 우연일까, 필연일까? 우리를 둘러싼 사물들은 어떤 원리로 작용하는 것일까?
누구나 한 번쯤 의문을 품어 봤을 법한 문제들이다. 세상에서 가장 호기심이 강한 동물인 인간은 아주 오래전부터 사물의 이치나 원리를 탐구해 왔다. 그 결과 모든 것을 자연의 힘에만 의존해 왔던 인류는 오히려 자연을 적극적으로 이용하면서 지금과 같은 편리한 삶을 영위하게 되었다. 물리를 통해 세상을 변화시킨 것이다.
이처럼 과학의 발전과 인간의 삶의 질은 불가분의 관계에 있다. 그럼에도 오늘날 과학, 그중에서도 물리는 입시가 끝남과 동시에 잊혀질, 우리 삶과 동떨어진 학문이라는 억울한 오해를 받고 있다. 이 오해는 과연 정당한 것일까?
물리는 태양계나 우주의 운동, 무지개, 전파, 원자력 등등 우리 삶 곳곳에 작용하고 있다. 오히려 물리가 작용하지 않는 부분을 찾는 게 더 어려울 정도다. 따라서 물리만 알아도, 세상을 보는 눈이 달라진다. 그 앎은 사물의 이치를 알고자 하는 작은 호기심에서 시작되어, 종국엔 세상을 바꾸는 나비효과를 일으킨다. 그 옛날 뉴턴이 떨어지는 사과를 보며 한 상상이 오늘날의 인공위성으로 이어진 것처럼 말이다.
저자는 이토록 중요한 물리를 어렵고 진부한 것으로만 여기는 상황에 안타까움을 느끼고 이 책을 집필했다. 물리학과 교수로서 대학에서 ‘공식 없는 물리’를 가르치고 있는 저자는, 이 책에서 자신의 방대한 지식을 바탕으로 물리의 모든 원리와 흐름을 알기 쉽게 소개한다. 고대 창조신화에서 시작하여 갈릴레이와 뉴턴을 거쳐 1800년대 맥스웰, 볼츠만 시대에 이르기까지, 물리가 탄생하고 발전하는 과정이 책 속에서 파노라마처럼 펼쳐진다.
흥미로운 예시를 통해 물리를 일상으로 끌어낸 이 책은, 잠들어 있던 우리의 물리학적 호기심과 창의력을 일깨운다. 더불어 물리에 관심이 있던 사람은 물론이고, 그동안 물리에 관심을 갖지 못한 이들에게도 ‘세상의 모든 원리’를 이해하는 나침반이 되어줄 것이다.
출판사 서평
-기획의도-
“세상의 모든 변화는 물리에서 시작되었다!”
역사의 판도를 뒤바꾼 ‘유레카’의 순간과
위대한 물리학자들이 만들어낸 드라마틱한 이야기가 펼쳐진다!
태초의 무에서 만물은 어떻게 생겨났을까? 자연의 모든 현상은 우연일까, 필연일까? 우리를 둘러싼 사물들은 어떤 원리로 작용하는 것일까?
누구나 한 번쯤 의문을 품어 봤을 법한 문제들이다. 세상에서 가장 호기심이 강한 동물인 인간은 아주 오래전부터 사물의 이치나 원리를 탐구해 왔다. 그 결과 모든 것을 자연의 힘에만 의존해 왔던 인류는 오히려 자연을 적극적으로...
-기획의도-
“세상의 모든 변화는 물리에서 시작되었다!”
역사의 판도를 뒤바꾼 ‘유레카’의 순간과
위대한 물리학자들이 만들어낸 드라마틱한 이야기가 펼쳐진다!
태초의 무에서 만물은 어떻게 생겨났을까? 자연의 모든 현상은 우연일까, 필연일까? 우리를 둘러싼 사물들은 어떤 원리로 작용하는 것일까?
누구나 한 번쯤 의문을 품어 봤을 법한 문제들이다. 세상에서 가장 호기심이 강한 동물인 인간은 아주 오래전부터 사물의 이치나 원리를 탐구해 왔다. 그 결과 모든 것을 자연의 힘에만 의존해 왔던 인류는 오히려 자연을 적극적으로 이용하면서 지금과 같은 편리한 삶을 영위하게 되었다. 물리를 통해 세상을 변화시킨 것이다.
이처럼 과학의 발전과 인간의 삶의 질은 불가분의 관계에 있다. 그럼에도 오늘날 과학, 그중에서도 물리는 입시가 끝남과 동시에 잊혀질, 우리 삶과 동떨어진 학문이라는 억울한 오해를 받고 있다. 이 오해는 과연 정당한 것일까?
물리는 태양계나 우주의 운동, 무지개, 전파, 원자력 등등 우리 삶 곳곳에 작용하고 있다. 오히려 물리가 작용하지 않는 부분을 찾는 게 더 어려울 정도다. 따라서 물리만 알아도, 세상을 보는 눈이 달라진다. 그 앎은 사물의 이치를 알고자 하는 작은 호기심에서 시작되어, 종국엔 세상을 바꾸는 나비효과를 일으킨다. 그 옛날 뉴턴이 떨어지는 사과를 보며 한 상상이 오늘날의 인공위성으로 이어진 것처럼 말이다.
저자는 이토록 중요한 물리를 어렵고 진부한 것으로만 여기는 상황에 안타까움을 느끼고 이 책을 집필했다. 물리학과 교수로서 대학에서 ‘공식 없는 물리’를 가르치고 있는 저자는, 이 책에서 자신의 방대한 지식을 바탕으로 물리의 모든 원리와 흐름을 알기 쉽게 소개한다. 고대 창조신화에서 시작하여 갈릴레이와 뉴턴을 거쳐 1800년대 맥스웰, 볼츠만 시대에 이르기까지, 물리가 탄생하고 발전하는 과정이 책 속에서 파노라마처럼 펼쳐진다.
흥미로운 예시를 통해 물리를 일상으로 끌어낸 이 책은, 잠들어 있던 우리의 물리학적 호기심과 창의력을 일깨운다. 더불어 물리에 관심이 있던 사람은 물론이고, 그동안 물리에 관심을 갖지 못한 이들에게도 ‘세상의 모든 원리’를 이해하는 나침반이 되어줄 것이다.
“물리를 알면, 세상이 보인다!”
모든 원리의 흐름을 꿰는 경이로운 여정!
많은 이들이 ‘물리는 어렵고 딱딱하며, 실생활과는 거리가 먼 학문’이라는 고정관념을 갖고 있다. 하지만 물리는 그 어느 학문보다 우리의 삶과 밀접하게 연관되어 있다. 또한 그 속의 수많은 자연법칙들은 어느 날 갑자기 생긴 것이 아니라 당시의 시대 상황 속에서 필요에 의해 발견된 것들이다. 저자는 이 점에 착안하여 다음과 같은 흥미로운 질문으로 이야기를 시작한다.
“고대 그리스 시대에 번개는 제우스의 분노이자 두려움의 대상이었다. 그러나 오늘날 우리는 전기를 자유자재로 다루며 생활의 거의 모든 곳에 이용한다. 약 2,500년에 이르는 기간 동안 인류에게 도대체 무슨 일이 있었던 것일까?”
저자는 이 질문에 답하기 위해 호기심 많은 인간이 자연에 대한 의문을 풀기 위해 사물의 이치를 탐구하기 시작한 때, 즉 여러 민족들의 창조신화를 물리의 기원으로 보고 그 변화의 양상을 시간 순서대로 면밀히 추적한다.
신의 뜻을 알기 위해 하늘을 관찰하는 과정에서 천문학이 발전했고, 기존의 과학자들과 달리 연구와 실험을 중시한 갈릴레이 덕분에 아리스토텔레스의 잘못된 이론이 수정될 수 있었다. 갈릴레이를 핍박한 17세기 이탈리아와 달리 종교에 있어서 비교적 자유로웠던 영국은 뉴턴을 비롯, 수많은 과학자를 배출하여 근대과학의 꽃을 피웠다.
이처럼 저자는 개개의 법칙을 나열하는 대신 과거와 현재, 미래를 잇는 방대한 여정 속에서 물리를 이야기한다. 어떤 이유와 배경에서 이런 이론이 탄생했는지, 또 어떻게 다음 이론으로 이어졌는지 그 과정을 따라가다 보면 수많은 공식과 법칙이 이해되며, 비로소 “아하!”의 순간에 도달하게 된다.
“왜냐고 물어라! 상식에 과감히 도전하라!”
위대한 물리학자들이 만들어낸 드라마틱한 이야기
물리학자에게 가장 중요한 것은 무엇일까? 바로 무한한 호기심과 상식에 맞서는 용기이다. 부력을 발견한 아르키메데스는 목욕탕에서 넘치는 물을 보고 깨달음을 얻었고, 뉴턴은 바닥으로 떨어지는 사과를 보며 중력에 대한 호기심을 키웠다. 미국의 국부 프랭클린은 비록 물리학자는 아니었지만 과학 실험에 관심이 많았고, 연을 하늘에 날리는 실험을 통해 피뢰침을 발명하였다. 우리는 이를 통해 호기심의 무한한 가능성을 엿볼 수 있다.
그런가하면 물리학의 역사는 반전의 연속이었다. 아리스토텔레스의 천동설은 그가 죽고 나서 무려 1,500년이 흐른 뒤까지도 사람들에게 절대적 진리로 여겨졌다. 하지만 코페르니쿠스가 1543년에 지동설을 주장하면서, 사람들은 자신이 믿었던 진실이 뒤집히는 충격을 맛봐야 했다. 또 에디슨의 발전기 수리공이었던 테슬라는 에디슨의 직류발전기가 세상을 지배하던 시대에 직접 전기회사를 세우고 교류발전기를 만들었다. 이 교류발전기는 에디슨의 방해 공작에도 불구하고 우수성을 인정받았고, 오늘날 대부분의 발전소에서 활용되고 있다.
만약 인류에게 상식에 맞설 용기가 없었다면, 세상을 바꾸는 이러한 변화는 일어날 수 없었을 것이다. 또 지금 우리가 알고 있는 지상의 물체나 천체의 운동, 빛의 성질, 전기와 자기현상, 기체의 성질, 일을 하는 기계에 대한 이해도 불가능했을 것이다.
우리는 하나의 작은 발견이 보편적 원리로 발전하는 과정, 또 이렇게 탄생한 원리가 다른 물리학자에게 영향을 주어 새로운 발견으로 이어지는 경이로운 경험 등을 통해, 호기심의 힘을 깨닫고, 상식에 맞설 용기를 얻을 수 있다. 나아가 물리학자처럼 생각하고 문제를 해결하는 법을 배우게 된다.
역사의 흐름 속에서 물리를 발견하고, 일상 속 예시로 물리를 풀어내다!
재미있고 유용한 최고의 물리 입문서
‘갈릴레이는 피사의 사탑에서 실험하지 않았다’, ‘뉴턴의 업적이 세상에 알려지게 된 것은 중력법칙을 둘러싼 훅과의 다툼 덕분이다’, ‘1800년대 중반, 영국이 산업혁명을 일으킬 수 있었던 것은, 일반인들까지 자비를 털어 실험할 정도로 물리학 붐이 일었기 때문이다’…….
저자는 일반 독자뿐만 아니라 물리 과목을 어려워하는 중고등학생을 위해 이 책 안에 과학의 새 교과 과정을 자연스럽게 녹여냈다. 그리고 독자들이 흥미를 느낄 수 있도록 물리학자들의 인생 이야기와 발명에 얽힌 에피소드를 함께 풀어냈다.
저자는 여기서 한 발 더 나아가 물리 이론이 우리 생활과 얼마나 밀접하게 연관되어 있는지, 우리가 그것을 어떻게 활용하고 있는지를 생생히 보여준다. 야구 선수가 던지는 커브볼에는 유체인 공기의 성질과 관련된 비밀이 숨어 있다. 피겨 스케이팅 선수의 화려한 스핀에도 물리의 법칙이 활용된다. 싱크대의 물이 회오리처럼 돌며 빠져나가는 것이나, 스위치를 누르자마자 전등에 불이 반짝 들어오는 것도 모두 우리가 일상적으로 접하는 물리 현상들이다.
물리라는 단어 자체에 ‘모든 사물의 이치, 사물에 대한 이해나 판단의 힘’이란 뜻이 담겨 있듯이, 물리는 세상을 이해하는 중요한 키워드이자, 우리의 삶 자체라 할 수 있다. 세상의 원리를 이해하지 못하면서 어떻게 더 나은 미래를 바랄 수 있을까? 우리 삶에서 물리가 꼭 필요한 이유, 우리가 물리를 알아야 할 이유가 여기에 있다.

이 피사의 사탑 실험은 한동안 갈릴레이의 가장 중요한 업적 가운데 하나로 취급되었으나, 이후 이 실험이 사실이 아니라는 주장이 끊임없이 제기되었습니다. 현재는 이 실험이 실은 갈릴레이의 제자가 지어낸 것이라고 알려져 있습니다. 갈릴레이는 사탑에서 물체를 떨어뜨린 것이 아니라, 매끄러운 경사면에서 질량이 다른 물체를 내려오게 하는 경사면 실험을 했다고 합니다. 본질적으로는 둘 다 동일한 실험이지만, 운동에 대한 결론을 이끌어내는 데는 경사면 실험이 더 유리합니다. 왜 그럴까요? _38~39p

모차르트를 이야기할 때면 늘 살리에르가 등장하듯이, 훅은 뉴턴을 이야기할 때 항상 언급되는 과학자입니다. 가난하게 태어나 어렵게 과학자가 된 훅은 성격이 까칠해서 물리학 법칙의 발견을 둘러싸고 다른 과학자들과 말다툼이 잦았습니다. 뉴턴 역시 훅이 중력법칙을 발견했다고 주장하는 바람에 그것에 반박하기 위하여 《프린키피아》를 출판하였지요. 하지만 그로 인해 유명해졌으니, 오히려 훅에게 감사해야 할지도 모르겠습니다. _93p

광학 하면 망원경 이야기를 빼놓을 수 없습니다. 1608년 네덜란드의 한 안경 제조업자가 볼록렌즈와 오목렌즈를 겹쳐서 먼 곳에 있는 물체를 보면, 물체가 아주 가깝게 보인다는 사실을 우연히 발견합니다. 처음으로 망원경의 아이디어가 번뜩인 순간이었지요. _101~102p

김연아와 같은 피겨스케이팅 선수가 얼음판 위에서 멋진 경기를 펼치는 장면을 본 적이 있을 것입니다. 모든 동작이 아름답지만, 그 가운데서도 경기의 마지막을 장식하는 빠른 회전(스핀)이 특히 인상적입니다. 맨몸으로 어떻게 저렇게 빨리 돌 수 있는지 신기할 따름입니다. 이러한 빠른 회전의 비밀이 회전운동량의 보존 원리에 숨어 있습니다. _125p

자동차 정비소의 유압기는 1톤이 넘는 자동차를 쉽게 들어 올립니다. 또 자동차의 브레이크 페달은 시속 100km로 달리던 무거운 차를 곧 멈추게 합니다. 어떻게 이런 일이 가능할까요? 모두 유체의 압력이 가진 중요한 성질인, 파스칼의 원리를 안 덕분입니다. _147~148p

패러데이가 전자기유도를 발견한 후 얼마쯤 지나서 영국의 수상 디즈레일리가 왕립연구소를 방문하게 되었습니다. 그는 패러데이와 실험에 대해 이야기를 나누다가 이런 질문을 했습니다. “패러데이 씨, 당신의 발견이 영국 정부에 어떤 이익을 줄 수 있습니까?” 패러데이가 잠시 생각하고 나서 말했습니다. “아마 제가 발견한 전기로 세금을 걷으실 날이 올 것입니다.” 디즈레일리는 못 믿겠다는 표정을 하고 떠났지만, 정말로 영국 정부는 이 발견으로 인해 전기세를 많이 걷을 수 있었습니다. _201p

목차
들어가는 글: 흐름을 알면 물리가 재밌다!
01 창조신화_ 물리학은 어떻게 탄생했을까?
02 2,000년 전의 물리학_ 벌거벗은 아르키메데스 유레카를 외치다!
03 중세시대_ 물리학의 암흑기
04 과학혁명?_ 갈릴레이, 상식을 뒤바꾸다
05 등가속도 운동_ 떨어지는 물체에는 비밀이 있다
06 태양계의 비밀_ 갈릴레이가 못다 푼 열쇠, 케플러가 해결하다!
07 중력의 법칙_ 뉴턴의 사과
08 프린키피아_ 과학혁명의 완성
09 힘_ 자연의 상호작용
10 뉴턴시대의 광학_ 우주의 이단아‘빛’
11 빛의 최소 원리_ 빛은 빠른 길로 통한다
12 보존 원리_ 자연의 기본 원리를 찾아서
13 유체의 물리학_ 커브볼에 숨은 비밀
14 빛 속도와 성질_ 드디어 밝혀진 빛의 신비
15 전기에 관한 물리학_ 삶을 바꾼 위대한 발견
16 자기에 관한 물리학_ N극과 S극의 관계
17 전자기학_ 전기로 세상을 밝히다
18 무선통신_ 사람과 사람을 잇는 기술
19 산업혁명_ 기계의 효율을 높여라!
20 열역학법칙_ 진화하는 엔진
21 통계역학_ 분자로 이야기하다
나오는 글: 상상이 세상을 바꾼다!
고전물리에 대해 더 알기를 원한다면
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