우수과학도서『물리의 정석』, 고전 역학을 배워요♡

물리의 정석: 고전 역학 편 ㅣ 물리의 정석
레너드 서스킨드 & 조지 라보프스키 지음, 이종필 옮김 / 사이언스북스 / 2017년 8월

스탠퍼드 천재들이 선택한

진짜 물리 특강

우수과학도서로 조금이나마 이해해보고픈

고전역학의 세계! <물리의 정석>으로 읽어봅니다.

책은 물론 많이 어려운 내용을 담았어요.

'고전 역학'이라는 단어만도 어렵지요.

과학도서, 어려운 내용이더라도

교양을 쌓아보고자 시도 해 봤답니다.

목차를 보건데,

고전물리학의 본질부터 시작하여,

수학책이던가 싶게도 벡터, 적분법, 미분법

이렇게 시작하는데

기초지식을 토대로 점점 물리학으로 들어가요.

일단, '고전역학'이 무엇을 뜻하는지

인터넷으로 살짝 감을 잡고 들어가봅니다.

G.갈릴레이의 물체운동론(물체의 낙하법칙), J.케플러의 행성(行星)의 운동법칙(케플러의 제1, 제2, 제3 법칙) 등의 맥락을 이어 학문적으로 체계화된 뉴턴역학을 기초로 하고 있다. 그 근본적인 원리는 뉴턴의 운동법칙이다. 입자의 질량은 일정하므로 어떤 시각의 위치와 속도를 정하면 입자의 운동을 완전히 결정할 수 있다는 법칙으로 거의 모든 거시적인 역학현상을 설명할 수 있었다. 다른 한 편으로는 양자역학과 대비되는 말로서 상대성이론까지 포함하기도 하지만 대부분의 경우 뉴턴역학만을 가리킨다. 고전역학은 물리학 중 가장 오래된 분야이며, 뉴턴 이후 급속히 발전하여 오일러, J.L.라그랑주, 해밀턴을 거쳐 19세기 말 완성되었다. 특히 J.L.라그랑주, P.S.라플라스 등에 의해 해석적으로도 발전하였는데, 그 근본적인 입장은 뉴턴의 입장과 같다. 여기에 반하여 상대성이론의 경우 질량은 일정하다고 보지 않으며, 운동에 대한 견해도 근본적으로 다르다. 한편 양자역학에 의하면 운동은 확률론적으로밖에 정해지지 않으며, 고전역학과 같은 인과율(因果律)에 입각한 결정론적 견해를 부정하고 있다. 고전역학은 20세기로 접어들면서 약간의 수정이 있었을 뿐 더 이상 발전하지 않고 있으며, 앞으로 발전할 가능성이 별로 없는 것으로 알려져 있다.

[네이버 지식백과] 고전역학 [classical mechanics, 古典力學] (두산백과)

교양 과학서적으로서 읽어봄직한 책을 통해

어떠한 개념으로 세상의 원리를 파악하려는지

고전역학에 그 감을 잡아볼 수 있었습니다.

- 미래는 전혀 모호하지 않다. 하지만 과거는 다른 문제다.

시간을 흐르는 방향으로만 보는 것 같았어요.

그리고, 미래는 결국 어떻게 될 것이라는

'결정적이다'는 사고를 바탕으로 하고 있음도 알게됩니다.

우수과학도서 <물리의 정석>은

비전공자들도 고전 역학이 어떤건지 감이라도 잡도록

필요한 수학지식을 차분히 설명하고 있기도해요.

앞서 알아보듯, 고전역학은 위치, 질량 등을

일정하다고 정해두고 이론을 펼치니만큼,

시간, 위치의 공간에서의 자리를 규정하고자

그 필요한 요소들을 정의하는 수식도 알려줍니다.

수학책이나 전공책이 아니다보니,

수식이나 그림과 함께

의미하는 바를 설명해주기도 하네요.

위상 공간 유체가 차지하는 부피는 시간이 흘러도 보존된다.

이러한 주장때문에 고전역학이 상대성이론 등의 물리학이후

더 이상의 발전이 없었던 걸까요?

하지만, 이렇게 고전역학이 있었으니 거기에서

또 다른 시각으로 다른 이론이 발전한 것 같기도하여,

더이상 발전이 없는 분야라 하여 넘어갈 문제는 아니겠고요.

'에너지 보존'에 관한 이론에 대해서도

결국은 '운동에너지 + 포텐셜'이라는 개념으로

움직이거나 혹은 발현되지 않은 에너지를 보유하며

에너지가 그 총합이 보존되는 것이라는 설명도

(그나마) 어려운 책에서 이번에 이해해보는 개념이네요.

에너지에 대한 이해를 차분히 해볼 수 있었음도

어려운 과학도서였다 하여도 재밌었어요.

마찰력은 근본적인 힘이 아니다! 하고

중고등 교과서에서 외우듯 배운 내용을

조곤조곤 따져보게 되니깐요.

최소 작용의 원리

최소작용의 원리란, 자연은 항상 이런 양들을 최소로 유지하는 방향으로 작용한다는 것이다(달리 말하면, 자연은 게으르다). 이는 양자역학에서 엄청나게 중요한 사실로 밝혀졌고, 가장 간단한 최소작용 원리의 예로는, 빛은 항상 직선으로 이동한다는 사실이다. [네이버 지식백과] 모페르튀 : 최소작용의 원리 (사람이 알아야 할 모든 것 - 과학, 2010. 6. 5., 도서출판 들녘)

한번에 쉽게 이해할 수 있는 과학도서는 아니었어요.

내용 자체가 어려운 부분이니깐요.

하지만, 비전공자들에게도 관심을 유도하게

수식이 있어도 그에 대한 설명을 조곤조곤해주니

꼭 알아보고 싶다는 생각이 들게 하는 우수과학도서였어요.

책 후반에서 '최소 작용의 원리'를 상당히 중요히 다루는데

사실...아직은 이해가 잘 안되요.

인터넷도 찾아보고, 또 다른 책들도 찾아보고

이 책도 여러번 봐야겠다는 결심을 하게 되네요 :D

떠다니는 단어들만 제목처럼 보아왔던 터라,

물리에 대해 교양도서로 읽어봐야지 결심하게 되는

좋은 동기를 주는 책이었다 싶습니다 ♡