열역학

열역학 - 열과 일, 에너지와 엔트로피의 과학 ㅣ DEEP & BASIC 시리즈 5
스티븐 베리 지음, 신석민 옮김 / 김영사 / 2021년 3월

열역학 

나는 문과생이지만 열역학이나 엔트로피, 에너지 보존의 법칙 같은 단어에 설렘이 있었다. 그래서 열역학에 제대로 입문할 수 있는 이 멋진 책을 반갑게 집어들었다. 다양한 과학 관련 책들을 만나봤지만 이렇게 열역학에 집중해서 다루는 입문서는 처음이다. 

특히 핸드북보다는 조금 두꺼우면서 기본 개념과 활용, 발전사까지를 적당한 깊이로 읽을 수 있는 구성이 맘에 들었다. 그리고 DEEP & BASIC이란 과학서 시리즈가 출간되고 있는걸 이번에 알게 되었다. 이 책은 공감각, 신경가소성, 햅틱스 데이터 과학에 이은 다섯번째 책이었다. 

열역학은 열과 일, 에너지와 엔트로피의 과학으로 초미세 입자에서 은하계 전체에 이르기까지 우주에서 관찰되는 모든 것에 적용되는 이론이라고 한다. 200페이지가 안되는 분량에 열역학이란 무엇인가?부터 제1법칙과 제2법칙, 제3법칙을 친절하게 알려주고 고전적인 열역학은 어떻게 생겨났는지, 열역학을 어떻게 사용하는지, 열역학의 발전사도 들여다 본다. 

후반부에서는 열역학의 전통적인 범위를 어떻게 넘어설 수 있는지와 과학에 관해 무엇을 가르쳐줄 수 있는지도 논해본다. 열역학은 기본적으로 평형상태를 다루지만, 엄밀한 의미에서는 그 어떤 것도 평형상태에 있지 않다. 20세기가 진행되면서 열역학의 주제는 평형상태에 있지 않은 시스템으로 확장되었는데, 이 장에서 그 확장의 내용과 쓰임에 대해 개략적으로 알아본다. 

저자는 과학 지식은 결코 확고하게 고정된 절대 진리가 아니라는 점을 강조하며 ’과학‘에 대한 우리의 선입견과는 다르게 역사적으로 과학은 종종, 옳다고 입증할 수는 없지만 유용하고, 관찰되는 모든 사실과 일관성이 있는 개념을 발전시켜나가며 진화해왔다고 이야기 한다. 

앞으로도 열역학에 대한 책이라면 이 책을 추천하고 꼽을 것 같다. 책의 저자는 세계적인 물리화학자 스티븐 베리 교수인데 학부생과 일반 성인을 상대로 오랫동안 열역학 강의를 해온 노학자의 강의 노하우가 이 책에 담겨 있다. 

저자는 이 책의 목적을 열역학을 하나의 패러다임으로 사용하여 과학이 무엇인지, 과학은 무슨 일을 하며 우리가 그것을 어떻게 이용하는지, 과학이라는 것이 어떻게 생겨났는지, 인간이 자연에 관한 점점 더 도전적인 질문들에 이르고, 그것을 해결하려 애쓸 때 과학이 어떻게 진화하는지를 보여주려고 한다.

개인적으로 흥미로웠던 대목은 열에 대한 연구의 역사였다. 열이 실제로 무엇인가 하는 근본적인 질문은 수년에 걸쳐 오랜 논쟁거리였다. 두 가지 반대되는 견해가 있었다. 18세기에 시작된 한 견해는 열이 물질을 구성하는 입자의 운동이라고 말했으며, 다른 견해는 열은 ‘칼로릭’이라고 부르는 유체이며 압축하거나 파괴할 수 없는 것이라고 주장했다. 물론 운동에너지를 열과 관련시키는 전자의 견해가 받아들여지게 되었지만, “열은 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 흐른다”라고 이야기할 때처럼 유체 모델의 일부 언어를 여전히 사용하고 있다.

출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다