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일상적이고 감성적인 물리학 이야기 우주의 법칙이 나를 위해 움직이게 하는 방법
시리즈 : 지혜와 교양 (갈매나무) [10]
- 크리스틴 매킨리 저
- 박미용 역
- 갈매나무
- 2015년 05월 06일
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ISBN: 9788993635577
296쪽
152 x 225 (㎜)
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- 판매지수 : 467
- 주간 자연과학/공학: 49위
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책 소개
출판사 리뷰
‘일상의 기초학문’이라고 할 만한 물리학에 용감하게 빠져보길 권하는 독특한 과학책, 《일상적이고 감성적인 물리학 이야기》가 출간되었다. 이 책의 저자는 ‘물리학에 의지하는 것이 당신에게 큰 도움이 될 것’이라고 자신만만하게 말한다. 기계공학을 전공한 엔지니어이며 밴드에서는 베이스를 치고 TV 쇼에도 출연하는 저자는 물리학 지식을 일상으로 끌어와 설명하고, 학창시절 자신이 물리학에 흥미를 느끼면서 경험하게 된 변화에 대해 유머 가득한 문체로 들려준다. 물리학의 법칙을 이해하는 것이 개인적인 삶을 분별 있고 균형 있게 꾸려가는 데도 보...
‘일상의 기초학문’이라고 할 만한 물리학에 용감하게 빠져보길 권하는 독특한 과학책, 《일상적이고 감성적인 물리학 이야기》가 출간되었다. 이 책의 저자는 ‘물리학에 의지하는 것이 당신에게 큰 도움이 될 것’이라고 자신만만하게 말한다. 기계공학을 전공한 엔지니어이며 밴드에서는 베이스를 치고 TV 쇼에도 출연하는 저자는 물리학 지식을 일상으로 끌어와 설명하고, 학창시절 자신이 물리학에 흥미를 느끼면서 경험하게 된 변화에 대해 유머 가득한 문체로 들려준다. 물리학의 법칙을 이해하는 것이 개인적인 삶을 분별 있고 균형 있게 꾸려가는 데도 보탬이 된다고 장담하는 저자의 흥미진진한 성장담을 따라가보자. 물리학에 대한 관심과 이해가 어느덧 달라져 있을 것이다.
일상적인 에피소드와 과학적 지식을
감성적으로 풀어놓은 4차원 물리 에세이
“학창시절 제일 좋아했던 과목은?”
이 질문에 누군가 ‘물리’라고 대답한다면 질문을 한 사람은 되물어볼 가능성이 크다. “물리?” 혹은 “진짜?”라는 식으로 말이다. 물리를 특별히 잘하거나 좋아한다고 내세우는 이는 그만큼 드물다. 이공계로 진로를 정한 학생들 중에서도 수학이 아닌, 생명과학도 아닌 물리에 남다른 흥미나 자신감을 나타내는 경우는 그렇게 흔치 않다. 일례로 입시에서도 수능 과학탐구 영역의 선택과목으로 물리를 고르는 비율은 지구과학이나 생명과학을 택하는 비율에 미치지 못하는 경우가 일반적이라고 한다. 짐작해보건대 다수의 평범한 학생들에게 물리란 그저 ‘왠지 어려운 과목’일 것이다. 그래서 물리를 시험과목으로 고를 용기를 내기 어렵고, 물리를 좋아한다고 하기는 더더욱 어색한 일일 것이다. 물리학은 과연 그렇게도 어렵고, 특별하고, 그래서 범접하기 힘든 분야일까?
물론 물리학은 결코 만만한 학문이 아니다. 우주의 원리와 사물의 이치를 탐구하는 학문이 만만할 리가 없다. 그러나 조금만 알고 보면 물리학은 매우 실제적이며 매력적인 학문이다. 물론 물리학은 광대한 우주의 탐구를 위한, 혹은 인류의 거대한 문제의 해결을 위한 과학 분야이기도 하지만, 한편으로는 실생활에 쓰이는 다양한 기술과 더없이 밀접한 학문이기도 하다. 따지고 보면 우리가 일상에서 일을 하는 방식, 사용하는 물건들의 작동 원리 등을 설명해주는 학문이 바로 물리학인 것이다. 운동과 에너지, 중력 등에 대한 기본 법칙만 찬찬히 들여다봐도 우리는 알 수 있다. 이 세계가 거대하고 재미있는 물리 실험실이라는 것을, 그리고 일상생활에서도 흥미로운 물리학의 질서는 얼마든지 발견할 수 있다는 것을…….
총 4부로 구성되어 있는 이 책은 저자가 자신의 학창 시절 에피소드와 물리학 지식을 자연스럽게 접목시킨 이야기로 구성되어 있다. 물리 법칙을 이해하는 것이 삶에 실제적인 도움이 되기도 한다는 것을 경험담을 통해 보여주는 것이다. 이를테면 역학에 대해 설명하며 혼자서 어렵게 큰일에 도전하기보다는 타인의 도움을 지레와 지렛목처럼 이용하라고 권하거나, 남학교로 가서 들은 화학 수업 에피소드와 원자들 간의 화학결합을 함께 다루는 식이다.
우선 저자는 1부 ‘새로운 가설을 세우다’에서 자신이 과학 공부에 관심을 갖게 된 과정에 대한 이야기부터 들려주고 있다. 학창시절 이른바 ‘노는 아이’로 지내보기도 했던 저자가 새아빠를 맞이하고 가톨릭계 학교를 다니게 되면서, 왜 결국 ‘잘나가는 것’보다 ‘똑똑해지는 것’에 끌렸는지 들려준다. 이어 수학의 중요성, 원자의 특성, 에너지 보존의 법칙, 진공에 관한 현상 등을 두루 다루며 과학이 꽤 흥미로울 뿐 아니라 실제적인 도움까지 된다는 메시지를 곳곳에 전하고 있다.
2부 ‘과감하게 힘을 이용할 수 있겠는가’에서는 이상기체의 법칙, 중력, 힘과 자유물체도, 마찰력 등에 대해 설명하며 중학교 과정부터 배운 물리 법칙들을 어떻게 삶의 태도와 연관시켜 생각해볼 수 있는지 보여준다. 예를 들어 힘과 자유물체도에 관한 ‘문제를 명확하게 하기 위한 출발점’이라는 장에서 저자는 비행기의 비행에 필요한 네 가지 힘 즉 ‘양력, 중력, 추진력, 항력’에 대해 설명하며 이것들을 다시 두려움, 야망, 그리고 생존과 관련된 일상의 현실 등과 연관시켜 살펴본다. 추진력과 양력을 위해서는 두려움이나 의심을 없애야 한다고 충고하면서도 현실과 균형을 맞추기 위해 항력과 중력 역시 필요하다고 조언하는 것도 잊지 않는다.
3부 ‘우주의 법칙이 나를 위해 움직이게 하는 방법’에서는 부력, 유체, 열역학 제2법칙, 파동 등에 대해 상세히 다룬다. 독자들은 이용 가능한 에너지가 줄어든다는 것, 즉 엔트로피가 증가하는 것을 사우나실에서는 어떻게 체감할 수 있는지, 맥스웰의 데몬, 도플러 효과 등에 관한 이론은 또 어떻게 일상사와 연결 지어 생각할 수 있는지에 대해 신선한 관점으로 이해할 수 있을 것이다.
4부 ‘삶은 하나의 거대한 물리 실험실이다’에서는 상태변화, 전기와 자기, 미스터리한 전자의 특성, 상대성이론 등을 주제로 이야기를 펼친다. 뜨겁지 않은 물에서도 증발이 일어나는 이유, 몸을 날려도 벽이나 바닥을 뚫지 못하는 이유 등 흥미로운 궁금증에 대한 답도 확인할 수 있다. 뿐만 아니라 테슬러와 에디슨의 대립, 상대성이론, 통일장이론 등에 대한 설명도 저자의 발랄한 문체를 통해 접할 수 있다.
▷▷ 이 책의 특징
일상에서 제대로 써먹을 수 있는 학문, 물리학
학교 현장에는 일명 ‘물포자(물리포기자)’라고 할 수 있는 학생도 ‘수포자(수학포기자)’ 못지않게 많을 것이다. 그나마 워낙 어렸을 때부터 입시에서의 중요성을 주입당하기라도 하는 수학과 달리 물리는 제대로 도전해보지도 않고 이해하길 포기하는 학생도 적지 않을 것이다. 물리 대신 화학이나 생물에서 점수를 따겠다는 식으로 말이다. 그러나 물리학과 친해져 물리학의 매력을 아는 사람들은 말한다. 물리는 (물론 어렵지만) 어렵기‘만’ 한 것은 아니라고. 그리고 물리학은 사실 생활 속에서 얼마든지 친밀하게 접하고 관심을 가질 수 있는 학문이라고.
이 책의 저자 크리스틴 매킨리 또한 물리학과 친해져 공학을 전공하고 물리학의 매력을 알리는 이로서, 물리학에 좀 더 많은 사람들이 보다 쉽게 접근할 수 있었으면 하는 바람을 이 책 곳곳에 표현해놓고 있다. 물리학의 기본법칙을 이해하는 것으로도 얼마든지 흥미로운 지적 경험을 할 수 있음을 보여주는 것이다. 그리고 사실 이 세계가 거대한 물리 실험실과도 같고, 따라서 우리는 생각보다 다양한 문제를 물리학의 틀로 생각하고 해결할 수 있다는 것도 알려준다. 예를 들어 추워진 사막에서 구조 요청을 해야 하는 상황에서는 이상기체 법칙을 떠올리는 것이 도움이 된다. 또 유체에 관한 물리학을 알고 있는 사람은 아마 호수에 빠진 차에서 탈출해야 할 때 덜 당황할 것이다. 이처럼 물리학은 일상에서 ‘제대로 써먹을’ 수 있는 학문이다. 물론 물리학 지식이 위급한 상황에서만 유용한 것은 아니다. 저자의 설명을 접한 후에는 심지어 무대 아래로 뛰어내리는 가수를 볼 때도, 그리고 주인공이 기차 위에서 주먹다짐을 벌이는 액션 영화를 볼 때조차 물리학의 법칙을 발견할 수 있게 될 것이다. 그리하여 좀 더 많은 것들을 물리학적 시각으로 바라보는 특별한 경험을 할 수 있을 것이다.
또 ‘우주의 법칙이 나를 위해 움직이게 하는 방법’이라는 제목으로 구분해놓은 상자 글에는 보다 기발하고도 실용적인 연습문제와 실험 방법이 제시되어 있다. 소비한 칼로리를 수식으로 표현하는 방법, 트램펄린에서 뛸 때의 운동 에너지와 퍼텐셜 에너지, 근육질인 사람의 부력 등과 관련된 흥미로운 질문이 독자들에게 신선한 관점을 선사한다. 물리
저자 소개
- 구분 : 저서
- 국적 : 기타
- 분류 : 과학/공학 저자
- 인기지수 : 27
캘리포니아 폴리테크닉대학교(California Polytechnic University, San Luis Obispo)에서 기계공학을 전공했다. 기계공학자로 활동 중이며 TV쇼를 진행하는 등 다채로운 삶을 추구하고 있다. 물리학을 주제로 한 뮤지컬 <그레이시와 원자(Gracie and the Atom)>를 만들기도 했으며 ‘스완 소버린’이라는 밴드에서는 베이스를 연주하고 있다.
웹사이트:www.christinemckinley.com
역자 소개
- 국적 : 대한민국
- 분류 : 경제/경영/자기계발 저자 , 과학/공학 저자 , 기타
- 인기지수 : 130
서울대학교 물리교육과를 졸업하고, 동 대학원에서 석사학위를 받았다. 〈과학동아〉 기자로활동했다. 오랫동안 과학 전문 기자로 일하면서 쌓아온 경험과 지식을 바탕으로 과학을 알기 쉽게 전하는 데 관심이 많다. 《100가지 과학의 대발견》, 《현대 과학의 이정표》(공역), 《과학의 천재들》, 《디지털 시대의 마법사들》 등을 우리말로 옮겼다. 저서로는 《나노 과학》, 《기후 변화》, 《북극과 남극》, 《지구를 생각한다》(공저) 등이 있다.
책 속에서
물리 법칙을 삶에 이용하기
삶은 종잡을 수 없이 구차하고 비루해질 수 있다. 심한 경우 사람들은 완전히 미쳐버리기도 한다. 반면, 중력과 운동, 그리고 물질은 일관적이면서도 측정이 가능한 방식으로 움직인다. 이들을 이해하면 우리는 혼란스러운 선택들 사이를 헤쳐 나가면서도 제대로 서 있을 수 있다. 그래서 이 흐물흐물한 세상에서 단단한 발을 내디딜 수 있다. 일단 당신이 물리 법칙들을 통해 기어가 어떻게 바뀌고 행성들이 어떻게 회전을 하는지를 알게 된다면 당신은 자신의 개인적인 삶에도 이 법칙들을 적용해볼 수 있다. 원자들 간의 결합은 이성 간의 끌림을 이해하는 데 좋은 모델이 되어준다. 물이 끓어 수증기로 변하는 기화 현상은 삶의 중대한 변화의 시기에 인내심을 가져야 함을 당신에게 상기시켜줄 것이다. 물에 뜨는 부력 현상은 당신 자신이 얼마나 부력을 만들어낼 수 있는지를 보여준다. 운동량 보존의 법칙은 궤도에서 벗어나지 않는 최선의 방법을 제시해준다. 물리 법칙들은 선택에 있어서 아름다우면서도 잘 짜인 틀을 제공해주며 삶에서 일어나는 일들이 단지 완전히 우연적이지만은 않다는 위안을 가져다준다. (본문 14~15페이지 중에서)
퍼텐셜 에너지를 운동 에너지로
나는 내 자신이 하는 헛수고의 목록을 만들었다. 걱정하기, 불평하기, 그리고 참석할 시간이 없는 파티에 나를 초대한 사람에게 내가 얼마나 바쁜가를 설명하기가 바로 그 목록에 있었다. 나는 이것들에 대해 더 이상 어떤 것도 하지 않을 작정이다. (중략)
개인적으로 나는 1초도 공회전하고 싶지 않다. 왜냐하면 (중략) 지금의 나는 내가 가진 모든 퍼텐셜 에너지를 쓰길 원하기 때문이다. 나는 나의 퍼텐셜 에너지를, 태어나면서 나에게 주어지거나 경험을 통해서 얻어진 재능과 운과 힘과 유머와 같은 운동 에너지로 바꾸고 싶다. 나는 모든 퍼텐셜 에너지를 모두 다 행동으로 바꾸어서 마지막 숨을 쉬었을 때 더 이상 한 줌의 에너지도 허공에 남지 않았으면 좋겠다. (본문 64~65페이지 중에서)
나의 원자적 정체성을 안다는 것
원자처럼 우리 자신의 중심에는 너무나도 구별되는 무언가가 있다. 그래서 우리의 중심을 해체하는 일은 어마어마하게 에너지가 소모되고, 폭발적이며, 위험한 부산물을 남길 가능성이 있는 핵분열이나 핵융합에 해당한다.
만약 당신이 남에게 의지하는 철인데 저돌적인 수소나 별난 아인슈타이늄이 되려고 한다면 당신은 완전 엉망이 되고 말 것이다. 스스로 다칠 뿐 원하는 대로 되지 못할 수도 있다. 당신이 철이라면 철의 인간이 되면 된다. 탄소로 만들어졌다면 탄소가 되면 된다. 주기율표의 모든 칸에 원소가 있는 것처럼 세상에는 모든 유형의 결합 정체성을 가진 이를 위한 자리가 있다. 당신은 누군가의 짝이다. 그렇지 않은 경우라면 당신은 고상한 기체에 속한다. 어느 쪽이건 당신은 우주 어딘가에 당신만의 자리를 갖고 있다. (본문 86~87페이지 중에서)
중력의 영향
중력의 영향에 대해 따질 때는 중력장의 개념으로 생각하면 좋다. 중력장은 그 자체가 골프장과 같은 들판이라기보다는 영향이 있는 영역에 가깝다. 예를 들어 지구 행성의 지표면에 붙어 사는 우리는 지구의 질량에 의한 중력장의 영향이 상당히 센 지역에 살고 있는 건 확실하다. 하지만 우리 지구의 중력은 우주로까지 영향이 뻗쳐나간다. 물론 태양, 그리고 목성을 비롯해 다른 모든 행성의 중력도 마찬가지다. 중력에 의한 끌림은 우리를 끌어당기는 질량이 큰 거대한 물체로부터 멀어질수록 약해지기 때문에 지표면에 사는 우리에게는 지구보다 질량이 큰 목성이라도 그 중력이 미치는 영향은 무시할 수 있다. 즉 지구의 중력이 가장 큰 영향을 미치기 때문에 우리는 춤을 추거나 하이힐을 신고 걸을 때 지구 중력장만을 따지면 된다. (본문 112~113페이지 중에서)
누구와 같은 방향으로 나아갈 것인가
‘운동량의 방향’에 대한 고려는 운동량이 결합될 때 조금 더 중요해진다. (중략) 만약 자동차가 트럭을 뒤에서 받아서 두 차의 범퍼가 서로 휘어지고 두 대가 서로 붙게 된다면 이 두 대는 하나의 물체가 된다. 그러면 이들의 운동량은 이제 그 두 대의 차를 합친 무게에 그 두 대가 한데 붙어서 나아가는 속도를 곱한 값이 된다. 만약에 그 두 대가 충돌 전 같은 방향으로 가고 있었다면, 충돌 후 합쳐진 운동량은 상당하다. 그러나 만약 두 대의 자동차가 충돌 전에 서로 반대 방향으로 가고 있었다면, 서로 손해가 되는 일이 되고 만다. 나는 다른 사람과 함께 노력을 해야 할 때면 맨 먼저 묻곤 한다. ‘우리가 같은 방향으로 가고 있는 걸까?’라고. (중략)
나는 누구와 한 팀이 되고 싶은가? 나와 같은 방향으로 그들도 나아가고 있는가? 이는 자신에게 물어볼 만한 가치가 있는 질문이다. 아무도 당신과 같은 시선을 공유하지 않는다면 그런 일로 당신을 멈추게 해서는 안 된다. 당신은 스스로 날아오를 수 있다. 기억하자. 운동량은 질량과 속도로 이루어져 있다는 것을 말이다. (본문 158~160페이지 중에서)
카오스 증가의 비가역성을 이해하기 위해
비가역적이라는 것이 무엇인지를 이해하기 위해서 루시도 코치 선생님은 우리에게 우리 모두가 익숙하면서도 간단한 에너지 전환, 그러니까 벽난로에서 타고 있는 장작에 대해 생각해보는 시간을 갖도록 했다. 그는 장작이 다 타버린 후에 만일 우리가 그 장작을 타지 않았던 원래 상태로 되돌리고 싶어 한다면 우리가 무엇을 해야겠냐고 물었다. 우리는 장작이 타면서 우리에게 주었던 열을 타버린 장작에 되돌려줌으로써 연소 과정을 거꾸로 되돌리려고 애쓸 수도 있다. 또한 나무가 타면서 우리에게 주었던 밝은 빛을 되돌려주기 위해 타버린 장작에 빛을 비춰줄 수도 있다. 그러나 새까맣게 타서 숯이 되어버린 장작에 열을 주고 빛을 비춰준다고 해서 장작이 원래 상태로 되돌아오진 않는다. 그저 우리에게는 밝은 빛과 따뜻함을 주는 타버린 숯만 남을 뿐이다. (중략) 어떻게든 대충 땜질을 해서라도 되돌려놓으려고 많은 시간을 허비하는 대신에, 열역학 제2법칙을 이해함으로써 우리는 상황을 받아들이고 앞으로 나아갈 수 있다. (본문 198~199페이지 중에서)
교류 전류로만 할 수 있는 일
테슬러는 직류가 아니라 교류를 만들기를 원했다. 직류 발전기의 경우 전선을 감은 코일이 발전기 안의 자석 사이에서 회전하면서 전류가 앞으로 갔다 뒤로 갔다 하는 변동을 바로잡아야 했다. 테슬러의 생각은 다음과 같았다. 전류를 그냥 왔다 갔다 반복(교류)하게 내버려두는 것이다. (중략)
테슬러는 이런 교류 전류가 에디슨의 직류에서는 해낼 수 없는 장거리 전력 공급을 가능하게 한다는 걸 알았다. 교류는 상당히 높은 전압으로 보낼 수 있고(상당한 전력으로 공급하는 게 가능해지고) 그런 다음에 가정용 전압으로 낮출 수 있기 때문이다. 고전압으로 전력을 공급하면 낮은 전류로도 먼 거리까지 전기를 보낼 수 있다. 이렇게 전류가 낮아도 된다는 건 가는 전선을 써도 된다는 얘기다. 이렇게 전압을 ‘올렸다가’ 도시의 배전소로 전압을 공급하기 전에 다시 ‘내리는’ 건 교류 전류로만 할 수 있는 일이다. (본문 248~249페이지 중에서)
다른 사람의 생각과 관점을 존중할 필요가 있다
당신의 관점이 유일하게 옳은 생각은 아니다. (중략) 아인슈타인의 새로운 세상에서는 기준이 되는 좌표가 모두 다르지만 그래도 동일하게 작용한다. 이는 다른 사람의 생각과 관점을 존중할 필요가 있다는 점을 말해주는 것이기도 하다. 이는 메리 수녀님의 ‘졸업반 학생들을 위한 삶의 선택’이라는 수업에서도 들었던 바이지만 아인슈타인으로부터 이런 식으로 듣는 게 나에게는 훨씬 더 강한 인상을 남겼다. 당신이 어디에 있는지, 얼마나 빨리 움직이는지, 가까이에 어떤 물체가 있는지에 따라 관점과 생각은 달라진다. 모든 것은 모든 것에 의존하고 있다. 정말로. (본문 274~275페이지 중에서)
삶은 종잡을 수 없이 구차하고 비루해질 수 있다. 심한 경우 사람들은 완전히 미쳐버리기도 한다. 반면, 중력과 운동, 그리고 물질은 일관적이면서도 측정이 가능한 방식으로 움직인다. 이들을 이해하면 우리는 혼란스러운 선택들 사이를 헤쳐 나가면서도 제대로 서 있을 수 있다. 그래서 이 흐물흐물한 세상에서 단단한 발을 내디딜 수 있다. 일단 당신이 물리 법칙들을 통해 기어가 어떻게 바뀌고 행성들이 어떻게 회전을 하는지를 알게 된다면 당신은 자신의 개인적인 삶에도 이 법칙들을 적용해볼 수 있다. 원자들 간의 결합은 이성 간의 끌림을 이해하는 데 좋은 모델이 되어준다. 물이 끓어 수증기로 변하는 기화 현상은 삶의 중대한 변화의 시기에 인내심을 가져야 함을 당신에게 상기시켜줄 것이다. 물에 뜨는 부력 현상은 당신 자신이 얼마나 부력을 만들어낼 수 있는지를 보여준다. 운동량 보존의 법칙은 궤도에서 벗어나지 않는 최선의 방법을 제시해준다. 물리 법칙들은 선택에 있어서 아름다우면서도 잘 짜인 틀을 제공해주며 삶에서 일어나는 일들이 단지 완전히 우연적이지만은 않다는 위안을 가져다준다. (본문 14~15페이지 중에서)
퍼텐셜 에너지를 운동 에너지로
나는 내 자신이 하는 헛수고의 목록을 만들었다. 걱정하기, 불평하기, 그리고 참석할 시간이 없는 파티에 나를 초대한 사람에게 내가 얼마나 바쁜가를 설명하기가 바로 그 목록에 있었다. 나는 이것들에 대해 더 이상 어떤 것도 하지 않을 작정이다. (중략)
개인적으로 나는 1초도 공회전하고 싶지 않다. 왜냐하면 (중략) 지금의 나는 내가 가진 모든 퍼텐셜 에너지를 쓰길 원하기 때문이다. 나는 나의 퍼텐셜 에너지를, 태어나면서 나에게 주어지거나 경험을 통해서 얻어진 재능과 운과 힘과 유머와 같은 운동 에너지로 바꾸고 싶다. 나는 모든 퍼텐셜 에너지를 모두 다 행동으로 바꾸어서 마지막 숨을 쉬었을 때 더 이상 한 줌의 에너지도 허공에 남지 않았으면 좋겠다. (본문 64~65페이지 중에서)
나의 원자적 정체성을 안다는 것
원자처럼 우리 자신의 중심에는 너무나도 구별되는 무언가가 있다. 그래서 우리의 중심을 해체하는 일은 어마어마하게 에너지가 소모되고, 폭발적이며, 위험한 부산물을 남길 가능성이 있는 핵분열이나 핵융합에 해당한다.
만약 당신이 남에게 의지하는 철인데 저돌적인 수소나 별난 아인슈타이늄이 되려고 한다면 당신은 완전 엉망이 되고 말 것이다. 스스로 다칠 뿐 원하는 대로 되지 못할 수도 있다. 당신이 철이라면 철의 인간이 되면 된다. 탄소로 만들어졌다면 탄소가 되면 된다. 주기율표의 모든 칸에 원소가 있는 것처럼 세상에는 모든 유형의 결합 정체성을 가진 이를 위한 자리가 있다. 당신은 누군가의 짝이다. 그렇지 않은 경우라면 당신은 고상한 기체에 속한다. 어느 쪽이건 당신은 우주 어딘가에 당신만의 자리를 갖고 있다. (본문 86~87페이지 중에서)
중력의 영향
중력의 영향에 대해 따질 때는 중력장의 개념으로 생각하면 좋다. 중력장은 그 자체가 골프장과 같은 들판이라기보다는 영향이 있는 영역에 가깝다. 예를 들어 지구 행성의 지표면에 붙어 사는 우리는 지구의 질량에 의한 중력장의 영향이 상당히 센 지역에 살고 있는 건 확실하다. 하지만 우리 지구의 중력은 우주로까지 영향이 뻗쳐나간다. 물론 태양, 그리고 목성을 비롯해 다른 모든 행성의 중력도 마찬가지다. 중력에 의한 끌림은 우리를 끌어당기는 질량이 큰 거대한 물체로부터 멀어질수록 약해지기 때문에 지표면에 사는 우리에게는 지구보다 질량이 큰 목성이라도 그 중력이 미치는 영향은 무시할 수 있다. 즉 지구의 중력이 가장 큰 영향을 미치기 때문에 우리는 춤을 추거나 하이힐을 신고 걸을 때 지구 중력장만을 따지면 된다. (본문 112~113페이지 중에서)
누구와 같은 방향으로 나아갈 것인가
‘운동량의 방향’에 대한 고려는 운동량이 결합될 때 조금 더 중요해진다. (중략) 만약 자동차가 트럭을 뒤에서 받아서 두 차의 범퍼가 서로 휘어지고 두 대가 서로 붙게 된다면 이 두 대는 하나의 물체가 된다. 그러면 이들의 운동량은 이제 그 두 대의 차를 합친 무게에 그 두 대가 한데 붙어서 나아가는 속도를 곱한 값이 된다. 만약에 그 두 대가 충돌 전 같은 방향으로 가고 있었다면, 충돌 후 합쳐진 운동량은 상당하다. 그러나 만약 두 대의 자동차가 충돌 전에 서로 반대 방향으로 가고 있었다면, 서로 손해가 되는 일이 되고 만다. 나는 다른 사람과 함께 노력을 해야 할 때면 맨 먼저 묻곤 한다. ‘우리가 같은 방향으로 가고 있는 걸까?’라고. (중략)
나는 누구와 한 팀이 되고 싶은가? 나와 같은 방향으로 그들도 나아가고 있는가? 이는 자신에게 물어볼 만한 가치가 있는 질문이다. 아무도 당신과 같은 시선을 공유하지 않는다면 그런 일로 당신을 멈추게 해서는 안 된다. 당신은 스스로 날아오를 수 있다. 기억하자. 운동량은 질량과 속도로 이루어져 있다는 것을 말이다. (본문 158~160페이지 중에서)
카오스 증가의 비가역성을 이해하기 위해
비가역적이라는 것이 무엇인지를 이해하기 위해서 루시도 코치 선생님은 우리에게 우리 모두가 익숙하면서도 간단한 에너지 전환, 그러니까 벽난로에서 타고 있는 장작에 대해 생각해보는 시간을 갖도록 했다. 그는 장작이 다 타버린 후에 만일 우리가 그 장작을 타지 않았던 원래 상태로 되돌리고 싶어 한다면 우리가 무엇을 해야겠냐고 물었다. 우리는 장작이 타면서 우리에게 주었던 열을 타버린 장작에 되돌려줌으로써 연소 과정을 거꾸로 되돌리려고 애쓸 수도 있다. 또한 나무가 타면서 우리에게 주었던 밝은 빛을 되돌려주기 위해 타버린 장작에 빛을 비춰줄 수도 있다. 그러나 새까맣게 타서 숯이 되어버린 장작에 열을 주고 빛을 비춰준다고 해서 장작이 원래 상태로 되돌아오진 않는다. 그저 우리에게는 밝은 빛과 따뜻함을 주는 타버린 숯만 남을 뿐이다. (중략) 어떻게든 대충 땜질을 해서라도 되돌려놓으려고 많은 시간을 허비하는 대신에, 열역학 제2법칙을 이해함으로써 우리는 상황을 받아들이고 앞으로 나아갈 수 있다. (본문 198~199페이지 중에서)
교류 전류로만 할 수 있는 일
테슬러는 직류가 아니라 교류를 만들기를 원했다. 직류 발전기의 경우 전선을 감은 코일이 발전기 안의 자석 사이에서 회전하면서 전류가 앞으로 갔다 뒤로 갔다 하는 변동을 바로잡아야 했다. 테슬러의 생각은 다음과 같았다. 전류를 그냥 왔다 갔다 반복(교류)하게 내버려두는 것이다. (중략)
테슬러는 이런 교류 전류가 에디슨의 직류에서는 해낼 수 없는 장거리 전력 공급을 가능하게 한다는 걸 알았다. 교류는 상당히 높은 전압으로 보낼 수 있고(상당한 전력으로 공급하는 게 가능해지고) 그런 다음에 가정용 전압으로 낮출 수 있기 때문이다. 고전압으로 전력을 공급하면 낮은 전류로도 먼 거리까지 전기를 보낼 수 있다. 이렇게 전류가 낮아도 된다는 건 가는 전선을 써도 된다는 얘기다. 이렇게 전압을 ‘올렸다가’ 도시의 배전소로 전압을 공급하기 전에 다시 ‘내리는’ 건 교류 전류로만 할 수 있는 일이다. (본문 248~249페이지 중에서)
다른 사람의 생각과 관점을 존중할 필요가 있다
당신의 관점이 유일하게 옳은 생각은 아니다. (중략) 아인슈타인의 새로운 세상에서는 기준이 되는 좌표가 모두 다르지만 그래도 동일하게 작용한다. 이는 다른 사람의 생각과 관점을 존중할 필요가 있다는 점을 말해주는 것이기도 하다. 이는 메리 수녀님의 ‘졸업반 학생들을 위한 삶의 선택’이라는 수업에서도 들었던 바이지만 아인슈타인으로부터 이런 식으로 듣는 게 나에게는 훨씬 더 강한 인상을 남겼다. 당신이 어디에 있는지, 얼마나 빨리 움직이는지, 가까이에 어떤 물체가 있는지에 따라 관점과 생각은 달라진다. 모든 것은 모든 것에 의존하고 있다. 정말로. (본문 274~275페이지 중에서)
목차
목차
머리말 모든 것은 물리학으로 통한다
1부 새로운 가설을 세우다
01 당신의 가설을 시험하라
-과학적 방법
02 공간을 만들어야 한다
-진공을 혐오하는 자연
03 수의 아름다움과 유용함에 관하여
-수數가? 필요한 이유
04 헛바퀴를 돌리지 말라
-에너지 보존
05 나의 원자적 정체성을 안다는 것
-끌림과 결합을 말해주는 화학
2부 과감하게 힘을 이용할 수 있겠는가
06 무엇 하나는 희생해야 한다
-이상기체의 법칙
07 우리는 외톨이가 아니다
-평등한 중력
08 문제를 명확하게 하기 위한 출발점
-힘과 자유물체도
09 당신은 무엇이든 움직일 수 있다
-역학적 장점
10 세계의 거친 면을 사랑할 수 있는가
-마찰력
11 움직이는 방향을 확인할 것
-운동과 운동량
3부 우주의 법칙이 나를 위해 움직이게 하는 방법
12 미래를 똑바로 바라보라
13 뜰 준비를 하라
-부력
14 모든 것은 제 갈 길을 가고 있다
-유체
15 어떻게 카오스를 길들일 수 있을까?
-열역학 제2법칙
16 피해야 할 때를 아는 능력
-파동
4부 삶은 하나의 거대한 물리 실험실이다
17 끓어오르는 냄비를 지켜보라…… 아니면 말고 -상태변화
18 나보다 똑똑한 사람을 바라보는 올바른 관점 - 전기와 자기
19 “신은 우주를 갖고 주사위 놀이를 하지 않는다.”-이해하기 힘든 전자
20 모든 것은 모든 것에 의존하고 있다
-상대성이론
21 우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이
-네 가지 기본 힘
맺음말 일상에서 물리학의 법칙들이 벌이는 일을 안다는 것은
찾아보기
머리말 모든 것은 물리학으로 통한다
1부 새로운 가설을 세우다
01 당신의 가설을 시험하라
-과학적 방법
02 공간을 만들어야 한다
-진공을 혐오하는 자연
03 수의 아름다움과 유용함에 관하여
-수數가? 필요한 이유
04 헛바퀴를 돌리지 말라
-에너지 보존
05 나의 원자적 정체성을 안다는 것
-끌림과 결합을 말해주는 화학
2부 과감하게 힘을 이용할 수 있겠는가
06 무엇 하나는 희생해야 한다
-이상기체의 법칙
07 우리는 외톨이가 아니다
-평등한 중력
08 문제를 명확하게 하기 위한 출발점
-힘과 자유물체도
09 당신은 무엇이든 움직일 수 있다
-역학적 장점
10 세계의 거친 면을 사랑할 수 있는가
-마찰력
11 움직이는 방향을 확인할 것
-운동과 운동량
3부 우주의 법칙이 나를 위해 움직이게 하는 방법
12 미래를 똑바로 바라보라
13 뜰 준비를 하라
-부력
14 모든 것은 제 갈 길을 가고 있다
-유체
15 어떻게 카오스를 길들일 수 있을까?
-열역학 제2법칙
16 피해야 할 때를 아는 능력
-파동
4부 삶은 하나의 거대한 물리 실험실이다
17 끓어오르는 냄비를 지켜보라…… 아니면 말고 -상태변화
18 나보다 똑똑한 사람을 바라보는 올바른 관점 - 전기와 자기
19 “신은 우주를 갖고 주사위 놀이를 하지 않는다.”-이해하기 힘든 전자
20 모든 것은 모든 것에 의존하고 있다
-상대성이론
21 우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이
-네 가지 기본 힘
맺음말 일상에서 물리학의 법칙들이 벌이는 일을 안다는 것은
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