[ 출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다. ]
학창 시절에 물리를 공부하다 좌절했다가 이제라도 도전해 보고 싶은 사람들을 위한 물리책!
《쓸모 있는 물리학》은 물리학과 교수 다구치 요시히로의 책이에요.
저자는 물리 공부에서 매우 중요한 점을 지적하고 있어요. 우리는 왜 물리학을 공부해야 할까요. 물리학은 자연 현상의 근본 원리를 탐구하여 세상을 더 깊이 이해하고, 객관적으로 바라볼 수 있게 해주는데, 물리 개념이 도출된 과정에 대한 이해 없이 그냥 외우기만 한다면 무슨 소용이 있겠어요.
"일반적인 물리 교과서는 '세상은 이렇게 돌아간다'는 법칙이나 공식을 제시하고 '믿는 자는 구원받을 것이다'라는 식으로 설명한다. 그리고 이에 의문을 제기하면 '실험으로 직접 확인해 보라'며 일축한다. 하지만 실험으로 이해하는 것은 별개의 문제다. 어느 유명한 TV 드라마에서 주인공인 물리학자가 '모든 현상에는 반드시 이유가 있다'라는 대사를 많이 하는데 그게 사실이라면 물리학자는 법칙이나 공식으로 세상을 풀어내려 하는 것에도 이유가 있을 것이다." (4p)
이 책은 '물리학의 쓸모'를 알려주는 목적이 있기 때문에 물리 개념을 당연한 법칙처럼 제시하지 않고, 개념부터 차근차근 설명하여 과학적 원리를 추론해가다 보면 공식이나 법칙으로 귀결되는 방식이에요. 모두를 위한 물리 공부답게 고등학교 물리 교과과정 내용을 기반으로, 역학, 전자기학, 열역학, 파동, 원자와 분자 순으로 물리 개념을 알기 쉽게 풀어내고 있네요. 읽다 보니 기본적인 개념 정의부터 다시 공부하게 되더라고요. 물리학을 어렵다고 느낀 이유를 생각해보니 바로 그 기초가 부족했던 것 같아요. 애매하게 아는 건 아예 모르는 것과 마찬가지인데 그걸 안다고 착각하거나 우기면 진도를 나갈 수 없는 거죠. 고등학교 물리학을 시작하면서 가장 중요한 개념인 '질량'이란 무엇인가를 제일 처음 다루고 있어요. 일상생활에서는 '무게'라는 단어를 사용하는데 물리학에서는 왜 '질량'이라는 개념을 쓰는 걸까요. 그 이유는 같은 물체라도 수평면 위에서 움직일 때와 들어 올릴 때의 무게가 다르다는 점, 즉 상황에 따라 물체에 작용하는 힘이 다르기 때문이에요. 물체를 들어 올릴 때 필요한 힘을 무게의 기준으로 삼은 것이 중량이고, 중량은 장소에 따라 쉽게 변하므로 보편적인 물리 현상을 설명하는 물리량으로 부적합해서, 이 문제를 해결하기 위해 도입된 것이 '질량'이라는 개념인 거예요. 질량의 정의에는 가속도가 필요한데, 가속도는 시간에 따른 속도의 변화율이며, 마찰을 무시할 수 있는 환경에서 물체를 같은 힘으로 계속 당겨 가속도를 측정하면 '가속도는 가하는 힘의 크기에 비례한다'는 것을 알 수 있어요. 같은 힘을 가할 때 움직이기 힘든 물체는 가속도에 비해 질량이 크다는 것이고, 모든 물체가 질량과 상관없이 같은 가속도로 떨어지는 중력이 등장하여 관성의 법칙으로 이어지네요. 물리학에서는 크기는 없지만 질량이 있는 존재를 '질점'이라고 부르는데 질점의 운동 궤적은 힘의 상호작용으로 결정되며, 하나는 직직하려는 관성이고, 다른 하나는 이를 바꾸려는 중력이에요. 본래 지면을 향해 떨어져야 할 질점이 지구의 둥근 형태로 인해 오히려 지구 주위를 한 바퀴 돌게 되는 원리를 활용한 것이 인공위성인 거예요. 물리 개념을 알고 세상을 바라보면 수많은 요소가 정교하게 맞물려서 우주가 탄생하고 우리가 존재했다는 놀라운 깨달음을 얻게 되네요. 결국 우리가 물리학을 배워야 하는 이유는 간단해요. 일상과 세상을 이해하는 힘이니까, 알면 알수록 흥미롭고 신기한 세상을 만날 수 있기 때문이에요.
