과학공화국은 지구법정으로 처음 만났었다. 화석과 공룡에 관한 이야기였는데, 작은 아이가 그쪽으로 관심이 많아서 함께 읽으면 좋겠다는 생각이 들었던 터라 아무런 고민없이 책을 골랐었다. 처음 과학 공화국을 만나곤 그 유치함이 신선하게 다가왔다. 너무 유치한게 아닌가? 등장인물의 이름만 보고도 킥킥 거리고, 이야기는 또 어찌나 어이없는지 책을 읽다 웃고 또 웃게 만든다. 그런데, 이 유치함이 끊임없이 나오네 싶다가, 머릿속에 <지구법정>에서 다뤘던 화석과 공룡에 대한 기초 지식들이 차곡 차곡 쌓여서 하나씩 꺼내볼 수 있게 만들고 있는것이 아닌가? 신기하기도 하고, 우습기도 하고, 그래서 처음부터 읽고 싶어졌다. 제 1권이 <물리법정>으로 '물리의 기초'를 다루고 있다.
'물리 법정'의 탄생부터 알아보자. 물리학은 정직한 학문이다. 사과나무의 사과는 땅으로 떨어지지 하늘로 올라가지는 않고, 양의 전기를 띤 물체와 음의 전기를 띤 물체 사이에는 서로 끌어당기는 힘이 작용한다는 것. 이것은 지위와 나라에 따라 달라지지 않는다. 그리고 이러한 물리적인 법칙은 우리 주변에 언제나 있으므로 과학을 좋아하는 '과학 공화국- 물리공화국'에서 '물리법'을 만들려 한 것은 당연한 일이었다. 그리고 이렇게 만들어진 물리공화국에서 물리법정이 만들어지게 되었다. 꽤나 많은 판사와 변호사가 모일것이라고 예측했는데 3명의 물리법조인을 선발하는 시험에 달랑 3명이 지원을 했단다. 그래서 1등을 한 물리짱이 판사를 2등을 한 피즈와 점수는 형편없지만 어쨌든 3등을 한 물치가 원고와 피고측 변론을 맡게 되었단다. 이제 이들을 통해서 물리법정의 판결들이 나오게 될 것이다. 처음부터 걱정이긴 하다.
과학공화국의 특징은 끊임없이 과학의 법칙들을 리마인드 시켜준다. 1. 소리와 열은 어떻게 달라질까 2. 공기의 저항은 어떻게 달라질까 3. 마찰과 탄성의 힘은 왜 필요할까 4. 달리는 차 안에서 던지면 더 빠르게 날아갈까 5. 타이타닉호는 왜 빙산을 피하지 못했을까 6. 우리 몸에도 전기가 흐를까 7. 질량과 무게는 어떻게 구별해야 하나 8. 방귀를 물리학적으로 정의하면 무엇일까 9.원심력과 구심력은 어떻게 구별할까 10. 장소에 따라 옷 색깔이 달라 보일까로 큰 단락속에 작은 이야기 몇개씩 넣어서 하나씩 중심 원리를 익힐 수 있게 해주고 있다.
과학공학국에서 다루는 지식들은 분명 과학시간에 배웠던 내용들이다. 그런데, 정말 알고 있을까? 예를 들어 보자. 파동의 에너지는 파장이 짧을 수록 커진다. 그러므로 파동의 진동수가 크면 파장이 짧아지고, 파장과 진동수는 서로 반비례한다. 분명 배운 내용이다. 그런데 파장은 뭐고 파동은 뭐지? 물어보면 싶게 답할수가 없다. 이런 이야기들은 이야기를 통해서 들려주고 있다. 고무줄에 한쪽 끝에 묶어놓고 다른 쪽에서 흔들면 가장 높이 올라간 지점이 '마루', 가장 낮은 지점을 '골'이라고 할수 있다. 마루에서 마루까지의 거리를 '파장'이라고 한다. 줄을 세게 흔들면 파장이 짧아지고 파동의 에너지는 커진다. 1초동안의 진동을 한 횟수를 '진동수'라고 하는데, 파동의 진동수가 크면 파장이 짧아지는 것이 이런 이유때문이다. 즉 파장과 진동수는 반비례하게 된다.
공기에 저항에 대해서 어떻게 풀었을까? 홈그라운드가 산위에 있는 '한홈런'선수를 만년 홈런왕 2위인 '나두처'선수가 고소를 했단다. 항상 '한홈런'선수만 홈런왕을 받으니까. 결론은 어떻게 되었을까? 한홈론 선수가 있는 헤이트 구장은 다른 구장에 비해 높은 곳에 있어서 공기가 희박하단다. 그래서 공기의 저항이 다른 구장에 비해 덜해서 홈런이 많이 나온단다. 오호..? 몰랐지? 결론은 헤이트 구장의 펜츠 길이을 길게 만들라는 판결이 나온다. 물체의 상대 속도로 들어가보자 . '물체의 상대 속도=물체의 실제속도-관찰자의 속도'다. 그건 그렇고 세상에서 제일 빠른 여자는 누구일까? 정답은 스튜어디스. '비행기 속도+스튜어디스 보행속도'가 합해져서 비행기보다 빠르단다. 물리학으로 풀어 본다면 말이다.
놀이동산에 있는 범퍼카는 왜 어른용과 아이용이 구분되어 있을까? 눈썰매장 역시 성인용과 어린이 용을 구분한 이유가 있을까? 충돌에 영향을 미치는 물체의 속력과 질량을 통해서 알아 볼 수가 있다. 움직이는 두 물체가 충돌할 경우에는 물체의 속력과 질량이 충돌에 가장 큰 영향을 끼치게 된다. 무거운 골프공과 가벼운 탁구공을 똑같은 경사에서 내려오다 충돌하게 되면 골프공은 자신의 길을 그대로 유지하지만 가벼운 탁구공은 원래 내려오던 길을 이탈하게 되는 이치와 같다. 어린과 아이가 부딪치면 상대적으로 가벼운 아이는 튕겨 나갈 위험이 크기 때문에 성인용과 아동용이 구분되어 진 것이다. 놀이기구에도 과학원리 중 '물리'가 숨어져 있다.
만유인력에서 말하는 물체와 물체 사이의 거리는 무엇일까? 두개의 물체가 붙어 있으면 물체 사이의 거리가 '0'이 될까? 정답은 아니다. 물체와 물체 사이의 거리는 한 물체의 표면에서 다른 물체의 표면까지의 거리를 이야기하는 것이 아니라 두 물체의 무게 중심 사이의 거리가 두 물체 사이의 거리이다. 사람으로 보자면 배꼽아랫부분이 무게 중심이니까, 아무리 붙어있어도 '0'이 될 수는 없다. 재미있는 이야기 하나 해보자. 고장난 배를 끌어내는 예인선은 배를 그냥 끌어 올릴까? 두대의 예인선의 합력은 끼인각이 작아질수록 커진단다. 서로 부딛치지 않을 정도로 떨어진 상태에서 고장난 배를 끌어내야 더 잘 끌어낼 수 있다는 말이다. 과학 상식, 그중에서 물리가 이렇게 많이 쓰이는지 몰랐다.
에필로그를 읽다보니, 정완상 교수가 이 책을 쓰기까지 많은 고민을 한것을 느낄 수가 있었다. 우선 이 책의 대상을 어떻게 잡아야 하는가 부터가 문제였단다. 성인대상으로 쓰려다 물리와 관련된 생활 속의 사건이 초등학생과 중학생에게도 흥미 있을 거라는 생각을 하셨단다. 과학을 공식이 아닌 실생활로 만날 수 있다면 그것 보다 좋은 것은 없을 것이다. 처음에 이야기 한것 처럼 책속 등장인물들과 사건들은 굉장히 유치하다. 그런데 재밌다. 초등학교 3학년인 우리 집 작은 아이한테는 딱이다. 킥킥 거리고 웃으면서 읽다보면 어느새 소리와 열에 흡수에 대해서, 탄성에 대해서, 관성과 질량에 대해서 알아 버리니 말이다. <과학 공화국>은 초등 저학년에게도 적극 권하고 싶은 과학 상식 책이다. 책은 재밌어야 읽는다. 특히 아이들은 말이다. 물론 그 속에 나도 포함된다.