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무와 유의 물리학 ㅣ 뉴턴 하이라이트 Newton Highlight 113
뉴턴코리아 편집부 지음 / 아이뉴턴(뉴턴코리아) / 2017년 11월
평점 :
수준높은 그래픽 과학잡지,
뉴턴 하이라이트 113 호의 주제는
'무와 유의 물리학' 입니다.
중학생 과학잡지로 많이 알려져있지만
과학에 관심있거나 심화 과학 도서를 읽고 싶은 초등학생들도 선호하더라구요.
얼마전 과고 합격자가 발표났는데요.
제 지인 아들도 과고 합격했는데
그 비결 중 하나로 과학잡지를 꼽았답니다.
그래서인지 뉴턴하일라이트는 초등영재교육원 준비하는 초등부터
중등, 고등까지 폭 넓게 활용하기 좋은 책 같아요.
물리 하는 말만 들어도 지레 겁을 먹는 제게는
읽기 전에는 다소 어렵게 느껴졌던 게 사실입니다.
차례를 보면,
수학의 무와 유, 존재의 무와 유
공간의 무와 유, 우주탄생의 무와 유
소립자의 무와 유
총 5장으로 구성되어 있습니다.
특히나 이번 주제는 꼬리에 꼬리를 무는 지식으로
한번 손에 쥐면 놓을 수 없는 매력이 있었다는.. ㅎㅎ
O ... 아무것도 없는 상태를 말하는 무엇이 떠오르나요?
아무것도 없다는 진공상태,
물질이 전혀 없는 진공은 우리의 상식과 달리
인위적으로 만들수 없다고 해요.
극히 저압의 상태를 진공이라고 규정할 뿐이라지요.
우주 공간 역시 제 생각과 달리
진공의 정도가 높을 뿐이지
완전한 진공은 아니라고 합니다.
반면에 숫자 0은 아무것도 없음을 나타내지요.
제 1장에서는 먼저 O 이란 무엇인가
O의 발견 과정과 그 의미,
O과 무한의 문제와 함꼐
절대온도, 저항, 질량, 크기에서 O의 어떤 상태인지를 읽어보았네요
위에 보이는 그림은 다양한 의미를 가진 0를 그래픽으로 나타낸거에요.
뉴턴하이라이트가 매력적인 이유가 바로 이 화려하면서도
상상을 뛰어넘는 그래픽 때문이잖아요
좌표 원점으로서의 0 은
공간의 각 지점을 나타내는 데는 주로 3개의 좌표 축이 사용되는데
3개 좌표축이 교차하는 지점이
좌표의 모든 값이 0인 원점이라는 것.
그런가 하면 기준으로서의 O 도 재밌더라구요
우리가 일상 생활에서 사용하는 온도계의 0 도씨는
물이 어는 온도를 기준으로 정해지잖아요
이것은 물이 우리 생활에 매우 친숙한 존재라서
우연히 선택한 결과이지
절대적인 의미는 없다는 얘기.. 또한 신선했네요
그렇다면 기호로서의 0은 어떤가?
키보드의 위쪽에서는 0 이 본래 있어야 할 1 의 앞이 아니라
9 의 다음의 수로 배치되어 있잖아요.
0이 수로 간주되지 않는 것은 아닌지 생각해 봅니다.
무의 0 또한 그 의미를 되새겨 보았는데요.
거의 진공인 우주공간,
진공이란 공기나 물질이 아무것도 없는 밀도 0의 공간으로
현대 물리학에서의 진공의 이미지과 다른 개념이라 합니다.
그렇다면 이런 0 은 어디에서 왔을까?
수로서의 0 은 인도에서 태어났다고 해요,
0을 정상적인 수로 간주한 것은 인도라는 설이 유력하다고 해요.
이전의 고대문명에서는 앞장에서 본대로
계산용이 아닌 기록용으로만 0을 인지했다고 설명드렸죠?
그런데 인도에서는 0을 연산의 대상으로 보았다는 겁니다.
수학 역사에서 보면 정말 위대한 발견이 아닐 수 없어요.
인도에서는 필산을 자주 했는데
널빤지나 가죽위에 분필로 쓰거나
모래나 가루를 묻혀서 손가락이라 막대로 쓴것을 필산이라고 해요.
이런 연산의 과정에서 0이 필요했을 것이라는 게 유력한 설이라네요
앞서 1장이 수의 무와 유를 다뤘다면,
2장은 존재의 무 와 유...
이번장은 다소 철학적인 느낌까지 들지 않나요?
존재의 무와 유 섹션들의 후덜덜한 타이틀 좀 보세요. ㅎㅎ
파동과 임자의 양면성,
원자 속의 전자 궤도,
상태의 공존, 코펜하겐 해석,
다중 세계 해석 등등...
타이틀만 들어도 솔직히 도무지 무슨 얘기인지
정말 이게 중학과학교재가 맞는지
중학과학관련도서이면 분명 내가 배웠을텐데
왜 이리 생경한걸까요? ㅎㅎ
요 그래픽을 잘 보세요.
슈뢰딩거의 고양이 사고 실험인데요.
상태의 공존을 증명하기 위한 실험이었다고 해요.
방사선 검출기에 연결된 망치가 병을 깨뜨리면,
독가스를 발생시키는 액체가 든 병이 깨지는데
이때 발생하는 독가스로 인해
고양이가 죽어요.
중요한 것은 거시 세계에서는
창을 열때까지 고양이가 살아 있는지 죽어 있는지 알지 못하지만,
창을 열고 안을 관찰할때까지
고양이가 살아있는 상태와 죽어 있는 상태가 공존한다 볼 수 있다는 거죠.
우주가 무에서 탄생한다는 것은 어떤 상태이며.
어떻게 오늘날의 모습이 되었는지를 알아보았고요.
제 5장 - 소립자의 무와 유
소립자는 크기가 0 이라고 하고
극히 작은 끈이라도 한다고 해요.
이 세계를 구성하는 소립자와
우주 만물의 생성 시원도 설명할 수 있다는
초끈 이론...
저는 처음 접해본 이론인데
크기 0인 점에서 길이가 있는 끈이 되고,
특히나 100억 광년 이상의 긴 끈 우주에 가로놓여 있다는
가설 등이 흥미진진했어요^^