학부 역학 표준교과서로 손색이 없는 책

역학 - 3판
Keith R. Symon 지음, 안동완 외 옮김 / 두양사 / 2005년 1월

물리학과 과정에서 역학은 일반물리을 마친 다음, 가장 먼저 배우게 되는 과목이다. 보통 고급과정에서는 양자역학의 반대말로 고전역학이라고 부르지만 학부에서는 통상 역학 또는 일반역학이라고 부른다. 역학 교과서는 기본 과목 답게 시장에 나와 있는 교과서가 무척 많다. 그 중에서 이 K.R. Symon의 역학 교과서는 3판이 1971년에 나왔으니까 벌써 40년이나 지났으니까, 고전(?)의 반열에 든다고도 할 수 있겠다.

이 Symon 역학 교과서의 내용을 살펴보면,

1. Elements of Newtonian Mechanics
2. Motion of a particle in one dimension
3. Motion of a particle in Two or three dimensions
4. The motion of a system of particles
5. Rigid bodies. Rotation about an axis. Statics
6. Gravitation
7. Moving coordinate systems
8. Introduction to the mechanics of continuous media
9. Lagrange's equations
10. Tensor algebra. Intertia and stress tensors
11. The rotation of a rigid body
12. Theory of small vibrations
13. Basic postulates of the special theory of relativity
14. Relativistic dynamics

와 같이 총 14장에 걸쳐 학부생이 알아야 할 역학 내용을 다루고 있다.

이 책의 장점은 먼저 학생들이 일반물리에서 배운 역학 순서와 별반 차이가 없어서 큰 충격 없이 이미 배운 내용을 심화시킨다는 생각으로 따라 갈 수 있다는 점이다. 이 점은 역으로 단점이 될 수도 있지만 학생 입장에서는 이미 배운 내용을 다시 깊이 있게 배운다는 점에서는 역시 장점이다. 이 부분이 단점이 될 수도 있다는 것은 조금 뒤에 다시 말하겠다.
이 책의 두 번째 장점은 매 장마다 다양한 문제를 제공해 주고 있다는 점이다. 학부 교육에서 가장 중요한 것은 많은 문제를 풀어 보는 것이다. 그런 점에서 이 책은 모두 풀어보기엔 버거울 정도로 연습문제가 많다. 하지만 학생들에게 많은 문제를 제공해준다는 것은 분명히 장점이다. 세 번째로 요즘 나오는 역학 교과서에서는 잘 다루지 않는 연속체에 관한 내용도 이 책에서는 충실히 다루고 있다. 어떤 내용은 대학원 수준에 비추어 봐도 그리 내용의 질이 떨어지지 않는다. 진동 문제도 아주 자세히 잘 다루어 놓았다.

반면에 이 책은 단점도 분명하다. 오늘날 학부과정에서 역학을 배울 때 가능하면 빨리 변분법과 해석역학을 접하는 것이 중요하다. 하지만 이 책은 비교적 늦게 해석역학을 다룬다. 물론 관점에 따라서 이 부분이 크게 단점이 될 이유는 없겠지만 이 책으로 일년 동안 역학을 배운다고 생각해보면 2학기 중간고사 때 쯤에나 해석역학을 다루게 된다. 그리고 해석역학 부분도 지나치게 짧게 다루어 놓아 학생들이 이 책의 내용만으로는 해석역학의 중요한 개념을 잡는 데 문제가 있다. 특히 해석 역학의 기본인 가상 힘(Virtual force), 해밀턴 역학을 좀 더 세밀하게 다뤘으면 좀 좋지 않았을까 싶다.
이 책의 두 번째 단점은 상대성이론을 좀 무미건조하게 다루어 놓았다. 물론 이 상대성이론을 가장 잘 배울 수 있는 과목이 전자기학이라는 점을 감안하면 첫 번째 단점에 비해 그리 큰 단점은 아닐 것이다.


물리학과정에서 역학을 배우는 중요한 이유 중 하나가 양자역학으로 가는 길을 다지는 것인데, 이 교과서는 그 연결고리가 약하다. 그 이유는 앞에서 지적은 첫 번째 단점과도 맞물려 있기 때문인데, 이건 아주 큰 단점이 될 수도 있다. 하지만 역학 그 자체로만 봐서는 이 책은 목표에 아주 충실한 교과서이다. 마지막으로 이 책은 나온지 이미 40년이 지났기 때문에 그 동안 발전한 비선형역학 부분이 빠져 있다.

정리하면, 이 책은 장점과 단점이 분명한 책이지만, 역학 그 자체를 공부하는 데는 표준교과서라고해도 과언이 아니다. 이런 저런 점에서 별 3개 반이 적당하겠지만 별 4개면 이 책에 대한 평가로 족하지 않을까 싶다.