전자기학, 통계역학

위대한 물리학자 3 - 패러데이의 전자기학과 볼츠만의 통계 역학 ㅣ 위대한 물리학자 3
윌리엄 크로퍼 지음, 김희봉 옮김 / 사이언스북스 / 2007년 6월

위대한 물리학자 시리즈 3권으로 전자기학과 통계역학의 과학자를 다루었다.

굳이 이런 분류를 하긴 했지만 여기 나온 사람중에 패러데이 외에 맥스웰과 볼츠만은 열역학, 통계역학에도 기여한 듯 싶다.사실 그건 패러데이도 전자기학 외에 다방면에서 기여했겠지만 주요한 업적은 전자기학 분야이긴 마찬가지다. 저자는 전자기학 분야에 패러데이와 맥스웰을, 통계역학에 볼츠만을 대표주자로 골랐다.

전자기학 공부를 위해 재미삼아 있게 된 책들인데 나름 재미가 있다. 그간 물리의 여러 분야의 연결성을 알지도 못하고 공부해온 것 같다. 주로 열역학이 주요 관련 분야였는데, 다른 여러 분야가 어떻게 연결되고 있는지 어릴때 알았다면 도움이 많이 되었을것 같다. 뿌리가 얇은 공부를 해왔던 듯 싶다. 이는 고등학교과 대학 초년의 공부가 얼마나 중요한지 느끼게 해주었다. 하지만 대부분의 사람들은 고등학교때 물리, 화학에 대해 깊이 배우지 않고 그저 수학만이 열심히 공부하는 학생에게 다가갈텐데, 더구나 대학 초년에 미적분학, 공업수학, 선형대수 등의 수학과 물리, 화학의 공부가 부족한 상태에서 대학원에 들어가게 되면 외국 학자들과 경쟁하는데 있어서 어려움이 발생할 것이다. 마치 축구든 음악이든 조기교육이 필요한 상황에서 그런 것 없이 늦게 축구선수, 음악가가 된 것 처럼.

[100자평] 미치도록 쉬운 기타 연주곡집 1

미치도록 쉬운 기타 연주곡집 1 ㅣ 미치도록 쉬운 기타 연주곡집 1
삼호ETM 편집부 엮음 / 삼호ETM / 2012년 2월

아주 쉬운 수준인지는 몰라도 주법들이 아주 간단한 것들이에요

[100자평] 미치도록 쉬운 기타 2

강경애의 미치도록 쉬운 기타 2 - MR과 함께 한방에 마스터하는 기타교본 ㅣ 강경애의 미치도록 쉬운 기타 2
강경애 지음 / 삼호ETM / 2011년 11월

내용이 원하던 약간 중급자급이고, 16비트 주법부터 나와서 좋아요

열역학의 물리학자들과 깁스 (Gibbs)

위대한 물리학자 2 - 카르노에서 네른스트까지 열역학의 세계 ㅣ 위대한 물리학자 2
윌리엄 크로퍼 지음, 김희봉 옮김 / 사이언스북스 / 2007년 6월

사이언스 북스의 '위대한 물리학자' 시리즈의 2번째, 열역학과 관계된 과학자들에 대한 책이다. 1권에서 고전역학을 다루었는데 이어서 열역학으로 넘어갔다. 열역학의 물리학자 8명의 생애와 그들이 한 일들에 대해 아주 잘 정리되어 있고 재미도 있었다.

카르노, 마이어, 줄, 헬름홀츠, 톰슨 (켈빈 경), 클라우지우스, 기브스 (깁스), 네른스트.

나는 마이어와 클라우지우스에 대해서는 잘 모르고 있었다. 그런데 클라우지우스가 엔트로피와 열역학 1법칙을 정립했다는 걸 알았다.

   dU = TdS - PdV

이것이 그가 정립한 공식인데, 새로운 것을 알게되고 다시 옛 기억을 더듬게 되어 좋았다. 클라우지우스는 자신의 이름으로 된 공식이나 법칙이 없었기에 이름을 남기기 어려웠을 것이다. 켈빈 경이란 작위를 받은 톰슨에 대해서는 잘 몰라도 절대온도 켈빈은 아는 것처럼.

또한 열역학을 배우면서 뜬금없이 나오는 카르노 기관에 대해 의문이었는데, 바로 그 카르노 기관이 바로 열역학이란 학문을 나오게한 계기였다. 또한 열역학을 깊게 배우면서 자연스럽게 알게되는 통계역학도 어떤 식으로 열역학과 연계되는지 알 수 있었다.

하지만 무엇보다도 열역학의 완성자인 깁스에 대해 알게되었다. 그는 조용히 업적을 쌓아갔는데 세상은 잘 알아주지 않았다. 세상에는 잊혀진 천재도 있는 것이었다. 물론 나는 깁스라는 이름을 들으면 왠지 모를 향수를 느낀다. 깁스의 'Scientific papers'라는 2권의 책의 가치도 알 수 있었다. 그가 초기에 썼던 3편의 논문이 열역학을 정립하게 된다. 특히 3번째 논문인 '불균일 물질들의 평형'이란 논문의 가치를 책을 읽으면서 알 수 있었는데, 가지고 있는 책을 살펴보니 이 논문은 300page가 넘어가는 하나의 책이었다. 위의 'papers 1권'의 대부분을 차지했다.

열역학의 프린키피아라고 할 수 있는 이 책과 그의 연구들을 통해 그는 다음을 정립했다.

  dU = TdS - PdV + μdn

  U = TS - PV + μn

  G = U + PV -TS

  G = μ_a*n_a + μ_b*n_b

그는 깁스 에너지와 화학적 포텐셜을 도입한 것이다.

책에서 한부분 골라보면,

"이렇게 고립된 상황에서 좋은 연구를 할 수 있는 이론가는 아주 드물다. 이런 면에서 깁스를 능가할 사람은 사람은 아인슈타인뿐일 것이다."

패러데이와 맥스웰

이 책은 김영사의 지식인 마을 시리즈 35권으로 전자기학에 대해, 전자기학의 주인공인 패러데이와 맥스웰에 대해 이야기해주고 있다. 이 시리즈의 책이 다 같은 구성인지는 모르겠으나 이 책은 초대/만남/대화/이슈로 구성되어 있는데 초대는 기본적 배경에 대해 말해주고, 만남에서 두 명의 사람에 대해, 그들의 업적과 발견 내용, 그리고 간단한 삶에 대해 말해주고 있다. 사실 이 책에서 대화/이슈에서는 별 읽을 내용이 없었다. 아마도 시리즈가 같은 구성이기에 덧붙여 놓았을 것 같고, 저자의 글쓰기와는 맞지 않는 형식이었던 것 같다.

패러데이와 맥스웰은 전자기학을 완성시킨 사람들로서 패러데이가 책제본 견습공 출신으로 입지전적인 실험 과학자의 삶을 살았다면 맥스웰은 캠브리지 트리니티칼리니에서 엘리트적인 수학 과학자의 삶을 살았다. 패러데이의 과학을 배워가는 모습도 대단했고, 맥스웰이 켐브리지에서 수학시험을 치르는 모습도 대단했다.

또한 이 책에서 전자기학에 대해 다시 개괄적으로 살펴볼 수 있어서 좋았다. 사실 대부분의 교과서가 엉성하게 느껴졌던 원인은 그 구성의 시간적/역사적 언급없이 전혀 엉뚱한 내용이 덧붙여지는 경우가 있기 때문인 것 같다. 그런 내용들은 대개 전체 줄거리에 필요가 없는 것들인데, 교과서에 실린 것은 중요한 결론적 내용을 도출하는데 그런 실험이나 이론이 선행되었기 때문이었다. 특히 이 책에서 전자기학이 구성되기 까지 패러데이와 맥스웰, 그리고 그외 인물들이 '사고'하는 방식에 대해 알 수 있어서 좋았다. 그런 사고방식의 변화가 전자기학을 근본에서 이해하는데 도움을 준다고 생각된다. 어떻게보면 교과서의 수학적 기술내용 너머에 있는 철학적 근간을 엿볼 수 있었다.

마지막으로 저자에 대해 언급하면서 글을 마치고자 한다. 소설과 시를 제외한 많은 책들이, 즉 인문학/사회과학/자연과학 책들이 국내와 외국 저자를 비교해보면 국내 저자들의 글쓰기와 내용의 깊이가 너무 떨어지는 경우를 보아왔다. 이 책 외에 사이언스북스의 물리학자 시리즈를 보고 있는데, 그 외국 저자의 책에 비해 이 국내 저자의 책은 전혀 질이 떨어진다고 보여지지 않는다! 더구나 저자는 젊다. 기쁜 일이다. 만남의 내용을 전문 독자가 아닌 일반 독자를 위해 서술했다면 좀 더 쉬운 혹은 다른 방식으로 글쓰기를 할 필요가 있지 않았을까 생각이 들고, 아무리 시리즈의 양식을 따랐다고 하지만 개인적으로 대화/이슈 챕터는 그냥 흩어보기만 했다는 점을 밝히고 싶다. 좀 더 노력하는 글쓰기 버릇을 가졌으면 좋겠다는 느낌이지만... 사실 '대화' 형식의 글쓰기로 성공한 글이 없다고 하던데 (플라톤을 빼고) 김영사의 시도가 어쩌면 무리였을지도 모른다. 글 마무리가 괜한 욕심으로 덧붙여졌지만, 하여튼 이 젊은 국내 작가의 좋은 글을 읽어서 너무 좋았다.