물리학자가 들려주는 물리학 이야기

물리학자가 들려주는 물리학 이야기 - 45인의 물리학자가 주제별로 들려주는 과학지식
다나가 미유키 외 지음, 김지예 옮김, 후지시마 아키라 감수 / 동아엠앤비 / 2022년 4월

 

◆ 소개

▷ 물리학자가 들려주는 물리학 이야기

▷ 다나카 미유키/유키 치요코

▷ 동아엠앤비

▷ 2022년 04월 20일

▷ 295쪽 ∥ 528g ∥ 170*220*20mm

▷ 물리학

◆ 후기 

▷내용《中》 편집《中》 추천《上》

물리학(physics)은 우주, 물질, 에너지, 힘, 입자, 공간, 시간, 차원 등 실체가 있는 자연에 대한 근본적인 원리를 연구하는 자연과학이다. 범주 없이 모든 것을 연구하는 학문이라고 하는 것이 편할지 모르겠다. 또한, 중요 연구 중에 알려지지 않은 현상을 예측하거나 원리를 합리적으로 추론하는 학문이다. 이를 통해 인류는 상상 속의 생각을 현실로 만들어 낸 것이다. 한자어를 풀이하면 더 가깝게 느껴질 수도 있는데, 만물의 이치를 탐구하는 학문이 물리학이다. 물리학은 완전한 적이 없다. 원자(atom)는 물질의 구성하는 기본 원소로 더는 쪼갤 수 없다는 말이다. 물질을 쪼개 나가면 더는 쪼갤 수 없는 것이 나오리라 예측했고, 그것을 입증해냈다. 그렇게 법칙으로 굳어질　때, 머리 겔만에 의해서 쿼크(quark)가 발견되고 증명된다. 이를 가지고 노벨물리학상도 받았다. 그럼 쿼크에서 더 작은 물질은 존재하지 않을까? 물질을 이루는 가장 작은 단위를 소립자라 칭하며, 지금도 더 작은 세상을 연구하고 찾고 있다. “완전한 이해는…. 소립자의 이론이 현재는 상상도 못 할 만큼 완전한 단계에 도달했을 때, 비로소 얻을 수 있다……. 물리학이 극단의 세계 구조를 이해한다는 영웅적 시도를 달성할 때까지 최종적인 해결은 기대할 수 없다.” 아인슈타인의 상대성 이론에서 빛보다 빠른 물질은 존재할 수 없다고 정의했다. 하지만, 스위스에 있는 CERN 및 많은 연구소에서 빛보다 빠른 물질을 찾아내고자 연구하고 있다.

P.013 “(역학)현상을 면밀히 관찰하여 운동의 원리를 발견했다. 아리스토텔레스는 주변 현상을 아주 자세히 관찰하고 다양한 각도로 깊이 통찰했습니다. 《중략》 고대 그리스 철학자들은 모든 물체에는 공통적인 ‘근원’이 존재한다고 생각했습니다. 만물의 근원이 되는 요소라고 생각했습니다. 이것이 오늘날 말하는 ‘원소’입니다.”

P.087 “(열역학)증기 기관을 개량해서 열역학의 기초를 세웠다.” 와트는 글래스고 대학에서 강의에 사용되던 뉴커먼의 증기 기관 모형 수리를 의뢰받았을 때, 증기가 효율적으로 사용되고 있지 않다는 것을 알게 되어 이를 개선하기로 마음먹었습니다. 《중략》 어느 맑은 안식일 오후에 나는 산책을 하러 나갔다. 바로 그때였다. 한 발상이 머리에 떠오른 것이다. 그 발상은 이러하다. 증기는 탄성체이므로 진공 안으로 쇄도할 수 있다.“

열역학은 물질의 상태 변화에 따라 발생하는 열과 일의 양을 엔트로피 등의 변수들을 이용하여 분석하는 학문이다. 우리가 사용하는 가전제품 등 작동하는 기계 어느 하나에 열역학이 응용되지 않는 것이 없다. 세계 최고의 천재라고 불린 알베르트 아인슈타인도 이 열역학에 관한 권위자였다.

P.281 ”(소립자) 쿼크를 제창했다, 겔만은 15세의 나이에 예일대학교에 입학했고 19세에 졸업했습니다. 22세에 MIT에서 박사 학위를 취득했고, 23세에 시카고 대학교에서 일하기 시작했습니다. 사카다 쇼이치는 람다 입자와 양자, 중성자, 이 셋을 기본 입자로 ‘사카다 모형’을 제창했습니다. 그러나 사카다 모형으로 설명하지 못하는 모순이 있었기 때문에 겔만은 새로운 세 개의 기본 입자 ‘쿼크 모형’을 고안했습니다.“

책은 내용 수준은 고교에서 대학생 일반인에 이르기까지 깊이가 있다. 대학에서 물리학을 전공하는 사람이 아닌 이상에야 이 만큼 자세히 알 길은 없을 것이다. 그리고 무엇보다 45인의 물리학자를 통해서 이론을 설명하고, 증명하게 된 계기나 ‘뒷이야기’가 무척이나 재미있다. 물리학을 설명하는 것인 만큼 방대하게 설명해야 하지만, 핵심을 추려 몇 페이지 내로 단어의 의미 정도는 파악하기 충분했다. 두 번, 세 번 다시 읽고 싶은 책이며, 주위 사람들과 나눠보거나 권하고 싶은 책이다.