책 소개
책을 시작하며 물리학이 아름다운 이유는 다음 하나의 문장으로 요약된다. “그 어떤 석학도 대답할 수 없는 질문을 어린아이라도 던질 수 있기 때문이다.” 물리학에서 ‘중요한 질문(The Big Question)’을 찾는 것은 ‘건초 더미 속에서 바늘 찾기’가 아니라, ‘건초 더미 속에서 건초 찾기’만큼 쉽다. 사실, 물리학에는 ‘중요하지 않은 질문’이라는 것이 아예 존재하지 않는다. 별로 중요해 보이지 않는 실험이나 사소한 의문이 심오한 통찰로 이어진 사례는 물리학 역사에서 얼마든지 찾아볼 수 있다. 예를 들어, “물리학의 법칙이 변하거나 깨질 수 있는가?”라는 질문과 “이 우주는 창조주가 만들었는가?”라는 질문은 종이 한 장 차이다. 게다가 물리학적 질문은 결코 멈추는 법이 없다. 현대 물리학은 “우주를 창조한 창조주가 반드시 신성한 존재일 필요는 없다.”는 것을 강하게 시사하고 있다. 우리가 속해 있는 우주가 무수히 많은 우주들 중 하나라면, 각 우주를 만든 창조주들의 능력에는 별 차이가 없을 것이다. 뿐만 아니라, 앞으로 우리 스스로 다른 우주를 창조하게 될지도 모를 일이다. 이런 점에서 볼 때, 현시대의 가장 뛰어난 과학자들이 물리학에 빠져든다는 것은 그다지 놀라운 일이 아니다. 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)은 상대성 이론(theory of relativity)을 발표하여 우주에 관한 기존의 관념을 송두리째 바꿔 놓았으며, 이 논문으로 거의 하룻밤 사이에 세계적인 명사가 되었다. 그런가 하면 칼 세이건(Carl E. Sagan)이 출연했던 라는 텔레비전 프로그램은 당대 가장 높은 시청률을 기록했고, 우주 왕복선 챌린저호가 출발 직후 공중에서 폭발했을 때 리처드 파인만(Richard P. Feynman)이 던진 한마디가 원인 규명의 결정적인 실마리가 되었던 일화는 인간의 지성이 얼마나 강력한 힘을 발휘할 수 있는지를 보여 주는 대표적 사례였다. 또한 스티븐 호킹(Stephen W. Hawking)의 유명한 저서 《시간의 역사(A Brief History of Time)》는 평소 과학에 무관심했던 일반 대중들의 호기심을 크게 자극했다. 물리학 이외의 분야에서 이들과 견줄 수 있는 업적을 꼽는다면 ‘디엔에이(DNA)의 발견’ 정도일 것이다. 그러나 아직도 많은 사람들은 물리학을 그다지 친숙하게 생각하지 않는다. 일상적인 대화를 나누다가도 “저는 물리학자입니다.”라고 신분을 밝히면, 대부분의 사람들은 감탄과 불편함이 섞인 묘한 표정을 짓곤 한다. 그리고 우주에 관심이 있는 듯한 사람에게 우주가 얼마나 경이로운 존재인지를 설명하려고 하면 “아이고, 저는 물리학을 한번도 이해한 적이 없어요!”라며 손사래를 친다. 만일 당신이 위와 같은 사람이라면, 이 책을 통해 달라질 수 있다. 물리학이 숨기고 있는 가장 큰 비밀은 “세계적인 물리학자도 모르는 게 너무 많다.”는 것이다. 그러나 모르는 게 많은 것은 전혀 문제가 되지 않는다. 아니, 그것이 바로 물리학의 매력이다. 미지의 물리학 세계에 한번 몰입하기 시작하면 빠져나오기가 거의 불가능하다. 물리학은 그 정도로 매력적인 학문이다. 벽시계는 시간의 신비함을 떠올리게 하고, 태양의 아름다운 햇살은 핵융합이라는 복잡한 과정을 거쳐 생성된다. 우리는 떨어지는 빗방울을 보면서 “왜?”라는 질문을 떠올린다. 그 해답을 찾는 것은 폭풍우를 뚫고 당신을 사로잡게 될 것이다. 해바라기의 성장 과정은 에너지 보존 법칙을 보여 주고, 지구의 생명체들이 어떤 식으로 빛의 지배를 받고 있는지를 말해 준다. 여기서 한 걸음 더 나아가 “빛이란 무엇인가?”라는 질문을 떠올리면 자연의 가장 깊은 신비 속으로 들어가게 된다. 이 책의 목적은 “아무리 간단한 질문이라도 인류 역사상 가장 위대한 발견으로 이어질 수 있다.”는 사실을 보여 주는 것이다. 물론 여기에는 학교에서 배우지 않은 내용도 포함된다. 중요한 것은 상식이 아니라 그 속에 담겨 있는 의미이다. 우리는 우주에 대해 무엇을 알고 있으며, 무엇을 모르고 있는가? 칼 세이건은 이런 말을 했다. “지금도 우주에는 믿을 수 없는 무언가가 우리 인간에 의해 밝혀지기를 기다리고 있다.” 그 탐구의 여정이 이 책에서 시작되기를 기대해 본다.
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차례 책을 시작하며 1장 물리학의 핵심은 무엇인가?―불가능한 질문과 의외의 소득, 그리고 앎을 향한 끝없는 탐구 2장 시간이란 무엇인가?―시간의 흐름과 무질서, 그리고 아인슈타인의 탄성시계 3장 슈뢰딩거의 고양이에게 무슨 일이 일어났는가?―양자 물리학과 자연의 실체 4장 사과는 왜 아래로 떨어지는가?―중력과 질량, 그리고 상대성 이론의 수수께끼 5장 고체는 정말로 형태가 고정되어 있는가?―원자와 쿼크, 그리고 고체 6장 자연에는 왜 공짜가 없는가?―에너지와 엔트로피, 그리고 영구 기관을 향한 열망 7장 모든 것은 무작위로 일어나는가?―불확정성과 양자적 실체, 그리고 통계의 역할 8장 신의 입자란 무엇인가?―힉스 보존과 강입자 가속기(LHC), 그리고 질량의 근원 9장 나는 유일한 존재인가?―우주의 끝과 평행 우주를 찾아서 10장 빛보다 빠르게 달릴 수 있을까?―상대성 이론과 공상과학의 조우 11장 지구의 자기장보호막은 정말로 약해지고 있는가?―자전축의 이동, 요동치는 행성의 중심부, 그리고 지구생명체가 직면한 위기 12장 왜 E = mc^2인가?―우주를 지배하는 방정식 13장 흘끗 바라보는 단순한 행위로 우주를 바꿀 수 있을까? ―유령 같은 양자고리와 과거 다시 쓰기 14장 카오스 이론은 재앙을 예견하고 있는가?―날씨와 기후, 그리고 행성의 운동에 가해지는 나비 효과 15장 빛의 정체는 무엇인가?―기이한 파동, 그리고 더 기이한 입자 16장 끈 이론은 정말로 끈에 관한 이론인가?―우리의 우주를 창조한 진동 17장 우주에는 왜 물질이 존재하는가?―빅뱅과 반물질, 그리고 존재의 신비 18장 우리는 시뮬레이션 속에서 살고 있는가?―인간의 본질과 물리학의 법칙, 그리고 기술의 혁신 19장 자연에서 가장 강한 힘은 무엇인가?―우주를 하나로 묶어 주는 힘의 근원 - 초힘 20장 실체의 진정한 본질은 무엇인가?―양자 세계를 넘어서 존재하는 정보의 세계 용어 해설 찾아보기
출처: 국립중앙도서관 서지정보
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