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세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 쿼크모형 - 입자가속기의 발명부터 쿼크의 발견까지 ㅣ 노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학 20
정완상 지음 / 성림원북스 / 2025년 12월
평점 :
: 성림원북스 도서출판에서 제공받을 책을 직접 읽고 작성한 서평입니다 :
'노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학'이라는 소개가 마음에 들어서 선택한 책
세상에서 가장 쉬운 과학 수업 쿼크 모형
정완상 지음. 성림원북스 도서출판

지은이 정완상
서울대학교 무기재료 공학과, 학국과학기술원 이론물리학 전공
경상국립대학교 물리학과 교수
우리는 보통 '입자 물리학'이라고 하면 복잡한 수식을 떠올리게 되는데요.
하지만 이 책은 제목 그대로 '세상에서 가장 쉬운 수업'을 지향하며
정완상 교수님은 난해한 물리 이론을 물리군과의 대화를 통해 천천히 설명하는 식으로 진행됩니다 .
첫번째 만남 입자가속기의 발명
두번째 만남 군과 대수
세번째 만남 새로운 입자의 발견
네번째 만남 기묘한 입자의 출현
다섯 번째 만남 쿼크 모형
여섯 번째 만남 쿼크모형의 진화
노벨상 역사를 따라가다보면 크게 물리학이 어떻게 발전해가는 것이 보이는 것 같아요.

쿼크 발견을 이야기하려면 먼저 입자가속기의 역사를 살펴봐야 한대요.
"입자를 가속시켜서 충돌을 통해 새로운 입자를 발견하기 위해서야. 그러려면 입자에 힘을 작용해야 하는데 초기의 가속기는 전기력으로 입자를 가속시키는 장치였어. 큰 전기력을 작용하기 위해서는 높은 전압을 발생시키는 장치를 만들어야 하지. -p.33"
"1932년 4월 14일, 콕크로프트와 월턴은 양성자를 가속시켜 리튬과 충돌하게 하여 리튬이 헬륨으로 변하는 것을 알아냈어. 이것은 최초의 인공 핵변환 실험이었고, 이 업적으로 두 사람은 노벨 물리학상을 받게 되지. p.25"
'콕크로프트와 월턴의 가속기'를 처음 소개하고 있는데요. 시대적 분위기, 역사, 과학자들의 성과 등을 정교수가 학생에게 설명하듯이 친절하게 설명하고 있어서, 노벨 물리학상을 받은 과학자들의 이야기에 천천히 다가갈 수 있습니다.

이 책의 가장 큰 특징은 다른 흔한 교양 과학서들이랑 결이 달랐어요. 그냥 이론만 술술 설명하는 게 아니라, 실제로 노벨상 수상자들의 '오리지널 논문'을 바탕으로 했다는 점이에요. 논문에 등장하는 '수식'까지 그대로 가져왔어요.
과학 전공자가 아닌 일반인인 저는 수식이 낯설기는 합니다. 하지만 단순히 수학 기호의 나열이 아니라, 과학자들이 어떤 사고 과정을 거쳐서 이런 개념을 정립했는지 그 '탐구 과정'을 독자들이 직접 체험할 수 있는 것 같아요.
그리고 초반에 나오는 수식들은 저도 이해할 수 있는 수식들이어서,
왜 우리가 수학과 과학 공식을 배워야 하는지를 이유를 알 수 있어요. 학교에서 배우는 공식들이 기초가 되고, 그 위에 과학 발달이 끊임없이 되어왔다는 것을 알 수 있어요. 마지막에 나오는 수식들까지는 이해하지 못하지만, 과학 특히, 물리학에 관심이 있는 학생들이라면 이항연산, 행렬, 그리고 수많은 공식들이 나온 경로를 따라가는 재미가 더 있을 것 같아요.

이 책에는 노벨상 수상자들만 소개하는 것은 아닙니다.
'참 쿼크의 존재를 예언한 과학자들'에서 소개한 과학자 중 한 명은 대학민구의 이휘소 교수도 있는데요. 1964년 지도교수 에이브러햄 클라인과 함께 자발적 대칭 파괴에 과학 논문을 발펴했는데, 이것이 힉스 메커니즘의 출현에 기여했다. 1969년에 그는 자발적으로 깨진 게이지 대칭을 재정규화하는 데 성공했다. 1969년에 그는 자발적으로 깨진 게이지 대칭을 재정규화하는데 성공했다. -p.173"
1977년 교통사고로 이휘소 교수는 사망했다는 글이 개인적으로 안타까웠어요. 꼭 수상하지 않았어도 과학자들의 끊임없는 연구와 논문 발표로 노벨상을 수상할 만한 업적이 나오는 거겠죠?
그냥 호기심만 가득한 일반인인데, 처음엔 괜히 어려울까 봐 걱정이 되었는데요. 근데 교수님의 설명이 진짜 너무 친절하고 명확했어요. 중간중간 이해를 돕는 예시나 비유도 많아서 복잡한 개념도 의외로 술술 넘어갔죠. 논문에 나온 수식까지는 다 이해를 못했지만, 앞에 나온 이론들 위에 한층 한층 쌓아 올라가는 과학 발전 과정이 보여서 노벨 물리학자들의 이야기는 매우 흥미롭게 읽었습니다.
과학의 역사와 함께 개념이 어떻게 정립되었는지 보니까 단순 암기가 아니라 '스토리'를 아는 느낌이라 물리학에 관심이 많은 학생, 청소년들에게 추천하고 싶은 책이네요.