물리법칙의 특성

물리법칙의 특성 - 파인만의, 일반인을 위한 최초이자 마지막 물리학 강의
리처드 파인만 지음, 안동완 옮김 / 해나무 / 2016년 1월

리처드 파인만은 아인슈타인 이후 최고의 천재로 평가되는 미국의 물리학자입니다. 이 책 <물리법칙의 특성>은  1961년부터 1963년까지 학부생을 대상으로 한 유일한 강의를 책으로 엮은 것으로, 국내에서도 예전에 출간된 적이 있는 데 이번에 새롭게 출간되었습니다. 개인적으로 몇년전에 다른 출판사에서 <파인만의 여섯가지 물리 이야기>라는 제목으로 나온 책을 읽었었는데, 이번 책이 좀 더 매끄럽게 씌여진 것 같습니다.

파인만은 양자전기역학 또는 QED(Quantum Electro-Dynamics)라고 불리는 분야에서 명성을 떨쳤는데, 파인만은 양자역학의 원리와 특수상대성 이론의 원리를 조화시킴으로써 이를 정식화하였다고 합니다. 파인만은 문제를 근본적으로 다른 방식으로 생각하였는데, 그 예 중의 하나는 전자, 광자 등이 상호작용할 때 어떤 일이 일어나는가를 명확하게 그림으로 보여주는 그의 이름을 딴 파인만 도표입니다. 이 책에서도 그의 스타일을 따라 가능한 한 수학을 사용하지않고 말이나 직관을 이용하여 설명하는 시도를 하고 있습니다.

중력의 법칙을 소개하면서 그 의미를 설명하는 과정에서 케플러의 행성운동 법식을 설명합니다. 케플러의 법칙은 고등학교 물리수업에서 배워서 어느 정도는 알고 있는데, 수학을 통하지 않고 물리현상이나 법칙을 설명하는 것이 얼마나 힘든 일인지 다시 한 번 느끼는 기회가 되었습니다. 기억이 희미하기는 하지만, 고등학교 수업시간에 케플러의 법칙을 유도하고 의미를 생각하는 것이 그리 어렵지는 않았는데, 이 책의 수학을 비교적 사용하지 않은 설명은 오히려 추상적인 느낌이 들기도 하였습니다. 공식을 배우고 문제를 푸는 고등학교 물리수업과는 달리 물리학자는 중력과 다른 형태의 힘과의 관계를 찾는 노력을 하게 되는데, 파인만은 이러한 물리학의 모습을 잘 들어맞지 않는 서로 다른 부분과 조각의 집합체라고 표현하는데, 현대의 물리의 위상과 방향을 보여주는 축약적인 말인 것 같습니다.

2장에서는 물리학과 수학의 관계를 설명하는데, 제가 위에서 수학을 사용하지 않고 물리현상을 설명하는 것이 오히려 이해하기 어렵다고 적었는데, 파인만이 그 이유를 설명합니다. 파인만에 따르면, 수학은 추론을 위한 도구이고, 여러사람의 주의 깊은 사유와 추론의 결과들을 모아놓은 집합물로, 이를 통하여 어떤 진술을 다른 진술과 쉽게 연결할 수 있다고 합니다. 수학을 통해, 다른 공식화되는 서로 다르게 보이는 물리적 현상 (물리적 의미)이 같은 결과를 내는 것을 쉽게 확인함으로써 물리 현상의 이해의 폭을 넓힐 수 있다는 의미라고 생각됩니다.

3,4,5장에서는 열역학 등에서 다루는 보존 법칙, 물리법칙의 대칭성, 엔트로피 등의 이야기를 하면서 그 법칙의 의미를 소개하면서, 동시에 이들의 법칙이 역사적으로 진행되면서 그 법칙이 다루던 영역에서 다른 영역으로까지 확장될 때의 의미나 물리학자의 자세를 이야기합니다. 예상한 것과는 달리 파인만의 생각은 과학이 모든 것을 해결한다는 과학만능주의와는 거리가 있는 입장입니다. 파인만은 당연히 과학은 불확실하다, 우리가 그 법칙들을 안다고 해도 즉각적으로 무언가 대단한 것을 이해하게 되는 것은 아니라고 말합니다. 오히려 이러한 근본법칙과 인류가 가진 추상적인 개념 사이에서 단계를 연결시키면서 세계에 대한 이해를 증진시킬 수 있다고 이야기합니다. 다음 장에 소개되는 불확정성의 원리 역시 물리법칙이나 과학에 대한 그의 생각과 통한다고 생각됩니다. 그의 물리법칙이나 과학에 대한 생각은  새로운 법칙을 찾는 물리학의 최일선에서 연구하는 그의 입장과 학문을 하는 자세를 잘 나타내는 말인 것 같습니다.

물리법칙을 설명한다기보다는 물리법칙의 의미나 과학자의 자세, 철학이 주로 논의된 책이었던 같습니다. 추가적으로 엔트로피에 대한 설명을 하면서 자신의 경험을 살려서 젖은 옷을 닦는 수건 이야기를 한것이 재미있으면서 이해가 잘 되었는데, 앞으로 기회가 있을 지는 잘 모르겠지만 저도 엔트로피에 대한 설명을 젖은 수건을 이용해봐야겠습니다.

심플을 생각한다

심플을 생각한다
모리카와 아키라 지음, 김윤수 옮김 / 다산북스 / 2015년 11월

<심플을 생각하다>는 메신저 프로그램 라인을 개발한 라인 주식회사 (전에는 한게임 재팬 주식회사, NHN 재팬 주식회사)의 전 사장 모리카와 아키라의 경영철학을 소개한 책입니다. 심플'이라는 단어에서 오는 느낌처럼 소수정예주의 방식의 경영철학 등을 강조하고 있지만, 거기에 추가하여 일반적으로 생각되는 경영방식과 부합되지 않은 참신한 아이디어를 소개하고 있습니다.

책을 읽으면서 계속 느낀 것은 저자의 말이 구구절절이 옳지만, 정말 뛰어난 인재를 모을 수 있는 작은 회사에 적합하고 어느 정도 규모가 되는 조직이나, 뛰어난 인재가 없는 조직에는 적합하지 않다는 생각이 계속 들었습니다. 이 책의 저자가 생각하는 비효율적이고 쓸데없는 관리방식도, 완벽하지 않은 사람들로 이루어진 조직에서 일정 수준 이상의 결과물을 얻어내기 위해서는 어떠면 필요한 것이 아닐까하는 생각도 잠깐 들었습니다. 

이 책에서 가장 인상적이면서 저자의 생각을 잘 나타내는 것은 사원(조직원)들을  축구 경기장에서 공을 패스하며 골대를 향해 전속력으로 달리는 공격수로 비유한 것입니다. 이 들이 골을 넣기위해서는 경기장 밖에 있는 사람의 지시보다는 자신들의 집중력과 그 순간을 위해 감각을 키우는 것이 더욱 중요하고, 경영진은 그들에게 지시(관리)내리기보다는 그들이 집중하고 그 감각을 키울 수 있도록 환경을 구성하면 된다는 것입니다. 그들이 그들의 목표에 집중한다는 의미는 동기부여가 확실한 사람을 채용해야한다는 의미이고, '돈', '출세', '기업 브랜드'가 아닌 '고개의 니즈에 부흥하는 것'이 일의 동기가 되어야 한다는 것입니다.

특히, '돈'이나 '명예'등은 손에 넣는 순간부터 사람들은 그것을 지켜려 하기 떄문에 새로운 도전과 성장이 멈춰지게 되므로 그것을 추구하지 않는 것이 무척 중요하다고 강조하고 있습니다.

이러한 사고방식에서 출발한 저자의 경영철학은 우리나라에서 통용되는 소수 관리의 XX같은 회사에서 행해지는 경영과 다른 방향이 되는데 몇 가지를 소개하면 다음과 같습니다.

1. 우수한 사람은 싸우지 않는다. - 싸움을 계속하는 사람은 '자신이 옳다'는 사실을 지키기위해 상대방을 공격한다. 그들은 '좋은 상품'을 만드는 것이 아니라 자신을 위해 일한다. (그런데 우리나라는 이런 사람들을 일 잘한다고 하지않나요?)

2. 회사는 학교가 아니다. - 수동적인 교육보다는, 자신한테 부족한 것이 있음을 알아야 스스로 진지하게 배우기 시작한다. (우리나라 큰 회사들은 다 인재개발원같은 곳을 만들어서 하루종일 앉혀놓고 졸게하면서 교육 잘 시킨다고 하고 있지요?)

3. 회의는 하지않는다. - 신뢰할 수 있는 부하직원에게 권한을 넘겨주면 회의를 할 필요가 없다. (회의나 보고는 업무에 대해 정보가 부족한 윗사람이 모든 권한을 쥐고 있기 때문에 발생한다는 의미라고 생각합니다.)

4. 디자인이 주도한다. - 엔지니어가 리더십을 보이면 기능이 너무 많아지기 십상이다. 또한 저 기술편중에 빠지면, 기술 중심으로 생각하기 때문에 기능을 제거할 수 없고, 그 결과 고객이 원하지 않는 것을 창출한다 (삼성 휴대폰하고 아이폰을 생각하면 곧바로 이해될 듯)

이와 더불어 저자는 다음과 같이 이야기합니다. 리더는 꿈을 이야기하는 사람이고, 그 팀을 움직이는 원동력은 멤버들이 그 꿈에 공감하는 것이라고.

이 책을 읽으면서 우리나라은 아직 한참 멀었다는 생각을 정말 많이 하였습니다. 솔직히 말해서 우리나라가 앞으로 성장할 여력이 있는 지도 잘 모르겠지만, 좌우지간  이 책의 저자의 경영철학을 이해하고 기본에 충실한 '심플'한 회사가 많이 나오기를 기대하는 마음입니다. 또한 우리나라 정치도 국민을 생각하는 '심플'한 정치가 되기를 바라는 마음입니다.

[100자평] 초인수업

초인수업 - 나를 넘어 나를 만나다
박찬국 지음 / 21세기북스 / 2014년 10월

온갖 질병에 끊임없이 시달리면서도 자신의 운명을 긍정하고 사랑했던 니체라는 사나이가 설파하고자했던 건강한 삶의 모습
- 나를 죽이지 않는 것은 나를 더욱 강하게 만든다

Love & Math

내가 사랑한 수학 - 천재수학자가 찾아낸 사랑의 공식
에드워드 프렌켈 지음, 권혜승 옮김 / 반니 / 2015년 9월

예전에 이 책에 대한 소개글을 보았을 때 아무 생각 없이 일본영화 <박사가 사랑한 수식>과 같은 내용이라고 생각하고 넘어갔다가, 시간이 어느 정도 흐른 후에야 그 영화하고 다른 내용이란 것을 알았습니다. 아마도 책소개의 글에서 수학의 모든 분야를 통합하는 이론을 연구한다는 내용을 보고 <박사가 사랑한 수식>에 나오는 e^ipi +1 =0으로 생각하였기 때문인 것 같습니다.

이 책에서 나오는 수학의 모든 분야를 통합한다는 이론은 랭글랜즈 프로그램으로 물리학에서 모든 식을 통합하는 초끈이론하고 연관됩니다. 이에 관련되는 내용은 거의 이해하지 못하여 더 이상 쓰기는 어렵습니다 (T.T). 이 책은 이 랭글랜즈 프로그램을 연구하는 에드워드 프렌켈 교수의 자서적인 책으로, 모스크바 주립대학(MGU) 수학과에 진학하고자 하였으나 유태인에 대한 차별로 입학하지 못하고 모스크바석유대학(케로신카)에 진학하고 MGU에서 하는 수학 세미나에 참여하기위해 담을 넘으면서까지 수학에 열정을 담았던 이야기와 페레스토이카를 통해 미국으로 올 수 있던 이야기 등이 소개됩니다.

저자는 수학을 잘 모르는 사람들에게 수학에 대한 애정을 일으키기 위해 이 책을 썼다고 하는데, 너무 어려워서 효과가 있을 지는 모르겠습니다. 개인적으로 수학에 관련된 책으로 <페르마의 마지막 정리>는 무척 재미있게 읽었습니다만 <푸엥카레가 묻고 페렐만이 답하다>는 거의 이해하지 못했는데, 이 책도 수학적인 내용은 이해하지 거의 이해 못한 것 같습니다. (이 책에서 다루는 내용이 페르마의 마지막 정리에서 출발해서 그나마 앞부분은 읽을 수 있었습니다.)

인상적인 것은 저자 에드워드 프렌켈이 수학에 대한 애정을 퍼트리기 위해 단편영화 Rites of love and math (https://www.youtube.com/watch?v=MOzevd3XbAI) 를 제작, 감독했고, 영화 two body의 시나리오를 썼다고 하는데, 이 역시 너무 난해하여 역효과를 낼 것 같습니다.

많은 부분을 이해하지 못했지만, 작년에 읽은 <게놈을 찾아서>처럼 한 분야에서 최고의 위치에 오른 사람의 자서전적인 글을 읽는 것이 저에게 자극이나 도움이 되리라 생각합니다. 마지막으로, 이 책을 통하여 물리학에서 사용되는 쿼크라는 기본입자의 이름이 제임스 조이스의 책 <피네간의 경야(Finnegans wake)>에서 따온 것을 알게 되었는데, 이것만으로도 큰 소득이라면 큰 소득인 것 같습니다.

다음은 쿼크라는 말이 나오는 부분 (가짜 시)입니다.

마크 대왕을 위한 3개의 쿼크!
확실히 그는 대단한 규성은 갖지 않았나니
그리고 확실히 가진 것이라고는 모두 과녁을 빗나갔나니.

과학 뜀틀

고중숙 교수의 과학 뜀틀 - 한국출판문화산업진흥원 우수출판콘텐츠 당선작, 수학, 물리, 생물, 화학, 지구과학 공부가 한눈에 잡힌다!
고중숙 지음 / 궁리 / 2015년 12월

<과학 뜀틀>은 대략적으로 초등학교를 졸업하고 중학교를 올라가는 시기의 청소년에 맞추어져 있습니다. 초등학교에서 주위에서 발견하는 자연현상을 대상으로 비교적 단편적으로 배우는 과학에서, 체계있는 학문으로서의 과학으로 전환하는 시기에 맞춰서 쓰여진 것 같습니다. (그런 의미에서 저자가 이 책의 제목을  <과학 뜀틀>이라고 지었다고 생각됩니다.) 하지만 이 책의 몇 부분은 이 나이대의 학생들이 이해하기 쉽지않을 것 같다는 생각이 들기도 하고, 어느 부분은 너무 쉽게 느껴지는 등, 책의 눈높이 조절에서 완전히 성공한 것 같지는 않습니다. 아마도 학생들을 위한 과학책을 쓰기 쉽지 않다는 사실의 반증일 듯합니다.

책의 전반부에서는 '과학'의 어원과 과학의 출발점이라고 할 수있는 '원자론'이 소개됩니다. 이 부분은 어른의 경우에는 과학에 대해 지식이 거의 없는 사람이라고 어렵지 않게 읽을 수 있도록 쓰여졌지만, 서술방식이 너무 어른을 대상으로 한 글처럼 쓰여져서 어린 학생들에게는 어려울 듯합니다. 좀더 쉬운 말과 이해하기 쉬운 설명이 아쉬운 부분이라고 생각됩니다. 하지만 원자력에 대해서는 후쿠시마 사고 이후로 많이 이슈가 되고 있으니, 이 책에서 다루는 정도 내용까지 다루는 것은 맞다고 생각됩니다.

이 부분에서 저자가 영어인 science의 어원 -체계적 지식- 보다는 일본인 니시 아마네가 만든 '과학(科學)'의 정의 - '어떤 대상을 일정한 단위를 써서 측정하는 학문'-가 좁은 의미를 가지고 있어 아쉽고 말했지만, 제가 볼때는 모든 것에 회의하고 검증하면서 지식체계를 쌓아가는 자세를 의미하여 괜찮은 선택이었다고 생각됩니다.

이 책의 핵심은 6장으로 과학의 역사를 소개하는 내용입니다. 수학, 물리, 화학, 생물, 지구과학 등 중,고등학교에서 과학을 배우는 분류에 맞추어  각 분야의 역사 (현대사 제외)를 소개하면서 흥미를 일으킵니다. 비슷한 소재로 쓰여진 <의학, 인문으로 치유하다>, <과학, 인문으로 탐구하다>를 무척 재미있게 읽은 저로서는 무척 좋은 시도라고 생각됩니다. 이러한 시도의 장점은 과학적 지식만을 배우는 것이 아니라, 역사가 진행되면서 과학의 꾸준히 잘못된 부분을 수정하고, 어려움을 극복하고 발전해가는 모습도 배울 수 있다는 것이라 생각됩니다. 과학 만능주의에 빠지는 것도 그리 바람직한 일은 아니지만, 역사적으로 과학의 발전을 가로막았던 그릇된 사고나 선입견을 극복한 것처럼, 현재 인류의 수많은 문제점도 해결할 수 있으리라 기대합니다.