어렵지만 삽호와 설명이 좋은 책

혼돈의 과학 - 신과학총서 28
존브리그스 / 범양사 / 1991년 1월

그림도 많고 설명도 잘 하려고 애쓴 흔적이 있지만, 이해하기가 결코 쉽지 않았다. 하지만 같은 시기에 이상하리만치 많이 언급되고 팔렸던 James Gleick의 카오스보다는 오히려 더 대중적인 책이다. 이상한 나라의 엘리스를 등장시키고, 관련 사진을 많이 수록하는 등 노력을 하였다. 범양사 시리즈의 특징이라고나 할까?

카오스를 이해하려면 비선형, 선형수학을 이해하여야 하므로 수학과 물리학에 대한 어느 정도 기본 지식이 필요하다. 그러나 정성적으로만 접근한다면 그다지 어려운 것만은 아니다.

이 책을 이해하는데 필요한 중요용어는 다음과 같다. 

positive feedback loop, negative feedback loop

끌깨(attractor), 페아노 곡선, 열역학 제2법칙, 쪽거리(fractal), 진화의 되먹임 이론, 네트토크, 슈뢰딩거의 고양이 역설, 환원주의(다양한 현상은 한가지 이론이나 원리로 설명하려는 주의, 이 책에서는 환원주의를 공격하지만, 이는 기존 물리학의 근저에 자리 잡은 일종의 믿음), 케스틀러의 이합(bisociation), 뉘앙스(질서와 혼돈사이의 경계), 선형과 비선형.

앙리 푸앵카레(뉴턴역학에 혼돈의 개념을 처음으로 도입), 만델브로트(fractal 이론 제시)

작지만 알찬 내용과 친절한 설명이 돋보임

물리의 입문:광학에서 특수상대론까지
福島 肇 / 대광서림 / 1989년 10월

물리학입문서이지만 이 책은 특이하게도 역학이 아닌, 광학으로 시작하여 열역학, 전자기학, 양자역학, 상대성 이론까지 서술하고 있음. 딱딱한 물리를 부드럽게 하려는 저자의 노력이 돋보여서 부담 없이 읽을 수 있다.  서문에도 이런 저자의 자세가 나타난다.

“난 어떤 난해한 이론이라도 그것이 ‘물리학’에 관한 것이라면 초보자에게 이론이 너무 복잡하여 어떻게 설명해야 좋을지 모르겠다는 것이 있다고는 믿지 않는다. 만약 있다고 하면 그것은 물리가 아니다 라는 심증을 갖는다.” - 서문 중에서

이미 절판되었다고 하는데, 이 책은 좀 아쉽다. 꽤 오래전에 읽었지만 아직도 이책에 대한 긍정적인 느낌이 강하게 남아있다. 고등학교 이과생 이상이면 읽을 수 있지만, 적어도 대학일반물리학 이수자는 되어야 제대로 이해할 수 있을 것이다.

몇 가지를 기록해두고 싶다.

입자는 자신이 이동 / 파동은 매질은 이동하지 않고 파만 이동 -> 자벌레의 이동은 파가 아니다

갈릴레이의 재판에 대한 사회적, 종교적, 정치적 이유

뉴튼역학은 케플러의 천체운동 + 갈릴레이의 물체 운동

홍대용이 지전설을 주장하는 논리와 무한우주론의 모순에 대한 설명이 비슷한 측면이 있음(과학동아 1989년 12월호 참고 -> 내 개인적인 생각임)

 올버스의 패러독스 : 무한우주론에 대한 모순

연소이론,

전자레인지의 원리,

힘은 원격력과 근접력이 있다.

자석의 정체,

전자조리기의 원리,

자연적인 전자기파

갈릴레이의 상대성 이론은 역학에 국한된 것이지만, 아인슈타인은 역학만이 아닌 모든 물리법칙은 어떠한 관성계에서 보아도 같다로 확장시킴.

상대론의 이해 : 인과 관계나 선후관계가 명확히 있는 일의 경우에 전후가 역전되는 일은 벌어지지 않는다. 즉 1루에 세이프하는 모습은 로케트에서 보아도 아웃이 아니다.

현대적인 글은 아니지만, 간략한 정리가 좋다

원자핵의 세계
모리다 마사토 지음, 손영수 옮김 / 전파과학사 / 2018년 4월

오래된 책이라서 아무래도 편집이나 글이 현대적이지는 않지만, 오히려 내용은 깔끔하다.

특히 간단히 원자핵 관련 법칙을 정리하고 비유한 것은 유용하였기에 적어두고자 하다.

자연법칙의 불변성 : 공간좌표 평행이동에 대한 불변성 + 시간축의 변동에 대한 불변성

원자핵은 핵자의 아파트 : 중성자와 양성자로 나눈 뒤 다시 각층(에너지 준위)으로 나누어 도식화

스핀 : 양성자의 자전에 의한 고유 각운동량에서 비롯된 개념

반전성, 반전성의 보존 법칙

소립자의 분류

대표적인 일본 물리학자의 양자역학 안내서

양자역학적 세계상 ㅣ 현대과학신서 55
도모나가 신이치로 지음, 권용래 옮김 / 전파과학사 / 2016년 12월

도모나가 신이치로는 교토대 물리학과를 졸업하고 1965년 양자전기역학에 대한 업적으로 노벨물리학상을 수상하였다. 1935년에 중간자 이론을 발표하여 1949년에 노벨물리학상을 받은 유가와 히데끼와 대학과 고등학교 동기동창이다. 현대 물리학계의 중요인물이면서 특히 일본 물리학의 수준을 세계적으로 끌어올리고, 또 일본 물리학 수준을 세계가 인정하도록 한 사람이다.

양자역학을 어찌 쉽게 책 하나로 풀이하랴...

간단히 나오는 것들을 소개해본다.

전자기장 - 광자, 디랙장 - 전자, 유가와장 - 중간자.

소립자란 위치와 운동량을 동시에 가질 수 없는 개체이다.

wavicle: 양자역학적인 어떤 것으로 에딩튼(아인시타인의 상대성 이론을 확인하는 일식을 관측한 사람)이 만든 단어로 일상의 입자와는 달리 위치와 운동량을 동시에 측정할 수 없고, 일상적인 파동과는 달리 진폭과 위상은 동시에 측정할 수 없다. 예를 들어 원자, 전자, 광자 등이 이에 해당한다.

무엇이 부분이고 무엇이 전체인가?

부분과 전체 - 개정신판
베르너 하이젠베르크 지음, 김용준 옮김 / 지식산업사 / 2013년 10월

물리학 분야와 관련된 고전 중 하나다. 철학적이어서 쉽지는 않다. 오래전에 읽은 책이라서 살아있는 서평이 되지 못하여 안타깝지만, 이런 책에는 서평이 꼭 있어야겠다고 생각하였다.

지금 읽어보면 많이 다를 것 같다. 왜 이 책을 그리 추천하는지 제대로 알려면 학부 물리학 수준은 넘어야 한다던 친구의 말이 기억난다.

실러, 좀머펠트, 볼프강 파울리, 닐스 보어 등과 만나서 이야기를 나누는 형식으로 글이 쓰여졌다. 도보 여행을 통한 물리학 토론이라!! 어려울 듯 하지만, 소재가 물리학이라는 점을 제외하면, 사실 그리 이상한 일도 아니다.

아래는 읽으면서(10여년전 기록을 더듬어 보았다), 기록한 것들이다.

“이론이 비로소 사람들이 무엇을 볼 수 있는가를 결정한다” - 아인슈타인

발견자는 대체로 발견 전에는 그 이용가능성에 대해서는 아무 것도 알 수 없으며, 그후에도 실제적 이용까지는 거리가 멀기 때문에 그것을 예언한다는 것은 거의 불가능한 일일 것입니다. 발명자는 확실히 어떤 특정한 실용적인 목표를 계산하고 있을 것이고, 따라서 그는 그 목표달성이 하나의 가치를 가지고 있다는 것을 호가신하고 있어야 하기 때문에 당연히 그것에 대한 응분의 책임을 지어야 할 것으로 생각한다.

사람들은 두 가지, 즉 정치와 학문을 동시에 잘 해나갈 수는 없다.