물리를 배우러!

상위 5%로 가는 물리교실 1 - 기초 물리(상) ㅣ 상위 5% 총서 1
신학수 외 지음, 이루다 그림 / 스콜라(위즈덤하우스) / 2008년 1월

제일 힘들어 하는 분야가 물리이므로 하루종일 물리공부만 해야 했었다. 그래서 어쩐지 날 상위 5%로 인도해 줄 것만 같은 상위 5% 총서중의 하나인 물리교실 1을 읽어보았다. 

한 권을 볼 때마다 방대한 양의 지식을 얻을 수 있는 이 책. 1권에서는 기초 물리로 힘과 운동, 일과 일률, 그리고 역학적 에너지에 관한 것을 배운다. 5학년 때 배우면서 가장 나를 힘들게 했던 이 분야를 다시한번 꼼꼼하게 살펴보았다.

우리는 일상생활에서는 무언가 활동을 하고 있다면 일을 하고 있다고 한다. 보통 이는 에너지를 사용하게 하는 일을 뜻한다. 하지만 과학에서 일은, 아무리 많은 에너지를 썼더라도 하나도 일을 하지 않은 것으로 만들어버릴 수가 있다. 과학에서의 정의로는 '일정한 힘을 주어 물체가 힘을 주는 방향과 같은 방향으로 움직일 때'이다. 만약 엄청나게 큰 돌을 힘들게 밀었는데 꿈쩍도 하지 않았어도 이것을 일이라 할 수 있을까? 

갈릴레이와 아리스토텔레스의 싸움은 오래도록 지속되었다. 주로 서로의 의견이 맞지 않아서 싸웠는데, 아리스토텔레스는 잘못된 사고를, 갈릴레이는 올바른 사고를 가진 자로 표현되었다. 물론 아리스토텔레스가 과학에 있어 악인인 것은 맞다. 그가 주장한 잘못된 방식이, 그의 엄청난 권력으로 인해 과학의 발전을 오래도록 붙잡았다. 이는 프리스틀리가 화학의 발전을 플로지스톤으로 붙잡아 놓은 것과 마찬가지였다. 그들의 가장 유명한 일화중 하나인 이야기인 이것은 바로 힘에 관한 이야기이다. 

어느날, 아리스토텔레스는 지나가는 공을 보고, 이런 생각을 했다. 

"이 공이 어느 순간에 멈추는 까닭은 더이상 힘이 작용하지 않기 때문이야!" 

하지만 갈릴레이는, 다르게 생각했다. 

"힘을 작용시키면 공은 끝없이 흘러가야 한다. 하지만 이 공이 멈춘 까닭은, 어떤 힘이 이 공에 작용했기 때문일 것이다." 

이 주장으로 엇갈린 그들은 서로 티격태격 싸웠다. 서로의 의견이 엇갈린 까닭은 아리스토텔레스는 공이 힘으로 나아간다 생각했고, 갈릴레이는 힘이란 단지 공에게 상태변화를 주는 것일 뿐이라 생각했던 것이다. 승리자는 갈릴레이였다. 왜냐하면 공이 흘러가다 멈추는 까닭은 울퉁불퉁한 땅이 공에게 작용하는 마찰력이란 힘 때문이었다. 

이 마찰력은 두 얼굴을 가진 야누스이다. 이 마찰력이 없다면, 우리는 아무리 좋은 신발을 신어도 살짝 걷기만 해도 넘어지게 될 것이다. 마찰력은 이렇게 우리가 넘어지지 않도록 단단히 지탱해주는 그런 좋은역할을 한다. 하지만 무거운 책상을 민다면? 아마 무척 힘들것이다. 마찰력만 있다면 이 책상을 아주 손쉽게, 힘을 들이지 않고 밀 수 있다. 결국 마찰력은 이익도 되고, 해도 된다. 하지만 마찰력이 있는 것이 더욱 더 편리한 세상이 될 것이다. 

물리는 계산을 해야하고, 과학을 배우기 보다는 수학과 영어를 배우는 것에 더 가깝기 때문에 제일 지겨운 과목이 될 수도 있다. 특히 물리를 좋아하는 사람들을 보면 볼수록 이해가 잘 가지 않는다. 그래도 물리를 조금 더 사랑해줄 줄 알아야, 더욱 더 과학에 흥미를 가질 수 있을 것이다.