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상대성이론은 처음이지? ㅣ 과학이 꼭 어려운 건 아니야 1
곽영직 지음 / 북멘토(도서출판) / 2019년 11월
평점 :
상대성 이론은 처음이지?
과학이 꼭 어려운 건 아니야 : 첫 번째
북멘토 출간

상대성이론을 쉽고 재미있게 배울 수 있는 방법이 있을까?
물리학이나 수학적 계산에 대한 두려움을 이겨 내고
상대성이론의 세계로 여행을 떠나 보자!
상대성 이론:
빛을 기준으로 다시 쓰는 물리학

내가 좋아하지 않았던 과학 물리 이론들……
아~ 첫 장을 펼쳐서 읽는데 옛 시절 열공했던 기억이 새록새록 떠오르면서
왜 그때는 이런 좋은 책이 없었을까…… 탓을 하면서~앎의 기쁨을 누렸답니다.
나의 과학 멀리니즘(?)은 뉴턴의 관성의 법칙 제1항이었어요!!
싫어해서 멀리하는 만큼 그냥 멀어지는 일정 힘의 방향이었던가 봐요~
그러다가 배워야 할 원리가 쌓이면 쌓이는 만큼 더 싫어지는 기피니즘(!)이
훅 들어오고 가속도가 붙는 거지요.
가속도의 법칙 F=ma!!
F는 외부에서 가해준 힘이며, a는 가속도이고, m은 질량입니다.
그리고 이 식은 힘이 무엇인지를 정의하는 식으로 저의 과학에 대한 깨달음이 팍팍 옵니다.


지구는 사과를 당기고 사과는 지구를 당기는데 지구가 사과로 떨어지지 않고
사과가 지구로 떨어지는 것은 무엇 때문일까?
사실은 사과가 지구로 떨어지는 것이 아니라 사과와 지구가 서로 가까워진다.
다만 사과보다 지구가 훨씬 질량이 크기 때문에 사과는 많이 움직이고,
지구는 아주 아주 아주 조금 움직이기 때문에 사과가 떨어지는 것처럼 보일 뿐이다.
p.45
한 번도 의심해본 적 없던 단순한 원리.
떨어지는 것이 아니라 가까워지는 것.
너무 사이다 같은 깨달음이 옵니다. 개념이 훨씬 빨리 이해되는 거지요.


이 책은 과학을 두려워하던 저에게 큰 힘이 되었어요.
아이들이 질문하면 알려줄 생각으로 미리 자습서를 보거나 인터넷 강의를 찾아 들으면서도 쉽게 이해시키는 방법 없을까 항상 고민하지요. 책일 읽으면서 점점 더 확고해지는 것은 역시 책이 기본이고 최선이고 최고라는 초심의 마음이더라고요. 요점정리도 정도는 아니고, 남이 설명하는 것 듣는 것만으로도
내가 했다라고도 말할 수 없는 그런 정교하고 섬세한 학문의 탐구.
상대성 이론이 114년 된 역사로 현대 물리학의 집대성을 이루는 발판이 된 것으로
누구나 들어는 봤던 이름이 아닐까 합니다. 4차 산업혁명, 인공지능, 양자 물리학, 우주개발 등의 연구 개발 속 융합의 기본 원리는 빛을 재조명하는 것이라고 합니다. 빛과 속도를 새로운 키워드로 다양한 이론들이 생성되고 소멸되고 합니다. 예전 물리학은 지구를 중심, 인간 그리고 신 중심으로 이들이 얼마나 위대하고 영원불멸한 진리인지 증명하며 예찬한 학문이었는지 알게 되었다면 지구를 부인하고
빛을 기준으로 새로운 가설을 세우고 다양한 실험을 통해 검증하며 새로운 물리학을 세운 것이 상대성 이론이라는 것입니다.
빛에 대한 연구가 시작된 1600년대에는
빛의 정체에 대해서 여러 가지 다양한 학설이 제안되었다.
일부 과학자들은 빛이 눈에 보이지 않는 액체와 비슷한 물질이라고 주장하기도 했으며, 일부에서는 빛이 아주 작은 입자의 흐름이라고 했고, 또 다른 사람들은 빛이 파동이라고 주장했다.
그러나 어느 학설도 빛과 관련된 모든 현상을 설명할 수 없었기 때문에 빛의 정체에 대한 논쟁은 오랫동안 결론을 내리지 못하고 있었다.
p.66

* 책 구성
첫 시작은 역시 코페르니쿠스의 태양 중심 설인 지동설로 친절한 과학 세계를 소개합니다. 그리고 우리가 잘 알고 있는 뉴턴, 멕스웰, 갈릴레이, 아인슈타인 등의 위대한 과학자들을 체계적 이론의 성립과 발전의 흐름에 따라 만나봅니다.
특히 궁극적으로는 상대성 이론을 설명하기 위한 구성이기 때문에 마지막 9장의 일반상대성이론의 증명 부분은 차근히 정독을 몇 차례 반복해서 읽어보기를 추천합니다.
책의 장마다 첫 시작을 물리학 이론을 입증한 과학자 혹은 주요 개념의 생각해볼 문제를 질문하면서 시작합니다.
우리가 알지 못했던 과학자들의 이야기, 시대 배경 이야기, 서로 다른 이론을 융합하면 어떻게 될지에 관한 궁금한 이야기 등 흥미진진한 스토리로 물리학에 어렵지 않게 접근합니다.
건조한 이론에 관한 장황한 설명이나 공식의 나열은 볼 수 없습니다.
특히 아인슈타인의 창의적인 사고방식과 얽매이지 않았던 사유의 힘은 기존의 고정되어 있던 논제들에 새로운 틈을 주고 이론의 범주를 넘어 확대할 수 있는 기틀을 마련해 줍니다. 유명한 과학자들의 인물 성격을 탐구할 수 있는 일화들도 너무 재미있어요.



과학의 역사에는 두 번의 기적의 해가 있다.
한 번은 뉴턴이 고향인 울즈소프에서 운동 법칙과 중력 법칙, 그리고 미적분 법을 생각해낸 1666년이고,
다른 하나는 아인슈타인이 과학의 역사를 바꾸어 놓은 세 편의 논문을 발표한 1905년이다.
이 해를 기적의 해라고 부르는 것은 보통 사람으로는 불가능하다고 생각되는 일을 뉴턴이나 아인슈타인이
짧은 기간 동안에 해냈기 때문이다.
p.88
적절한 삽화와 그림 자료들을 본문에 배치해 천천히 그들의 생각을 곱씹으며 사유할 수 있는 여유가 있습니다.
‘상대성이론 세상 산책’
어렵고 까다로울 수 있는 이론과 법칙들을 읽으면서 마무리할 때, 각 장의 마지막에 놓여있는 ‘상대성이론 세상 산책’이라는 코너로 쉬어 갈 수 있습니다. 저도 제일 맘에 들었던 코너이기도 합니다.
우리가 어떻게 일상생활 속에서 과학을 하고 있고, 왜 과학을 사랑할 수밖에 없는지 느끼게 해주는 장입니다. 저자 곽영직 교수님이 이 책을 통해서 우리에게 어떤 과학 하는 자세를 배워야 하는지, 그것이 우리의 삶에 어떤 도움을 줄 수 있는지 알려주고 있는 핵심 메시지이기도 한 것 같아요.
북멘토에서 시작한 과학이 꼭 어려운 건 아니야 시리즈 첫 번째 책 <상대성이론은 처음이지?>를 계기로 많은 독자들이 지식 서적을 읽는데 즐거움을 더했으면 좋겠어요.