중학 과학 필수 개념, NASA 연구원인
저자의 발랄하고 재치있는 입담으로 마스터해 보자!

중학교에 갓 입학한 학생들에게 과학 교과서는 정글과도 같다. 초등학교에서 다루지 않았던 복잡한 과학 개념이 본격적으로 등장하기 때문이다.
《NASA 연구원에게 배우는 중학 과학 개념 65》은 과학 교과에서 중요하게 다루고 있는 필수 과학 개념을 중학생 눈높이에 맞는 쉬운 언어로 풀어냈다. 지구과학, 생물학, 화학, 물리학, 신경 과학, 생명공학 등 과학의 거의 모든 분야를 다룬다. 원자, 파동, 지구, 암석, 광합성, 물과 생명의 탄생, 세포, 뇌, 유전과 진화, 우리 몸의 배설 시스템을 큰 10개의 분야로 삼고 그 하위로 총 65개의 과학 개념을 설명한다.
책 속에서 제시한 교과 연계에서도 알 수 있듯이 중학 과학을 이해하는 데 도움을 주는 설명으로 가득하다. 원자의 구조와 특성, 우리 주변에 늘 존재하는 파동, 하찮아 보이는 식물이 해내는 놀라운 광합성, 우리 몸을 구성하는 세포의 죽음과 분열, 인간이 유전자를 선택해온 식물과 동물, 생물의 게놈 분석, 암석의 종류와 그 원소의 출처, 기억의 저장 등 다양한 과학 이야기가 296페이지를 빼곡하게 채운다.
분명 어려운 과학 개념인데 저자 특유의 지식과 통찰력 덕분에 순식간에 쉽고 재미있는 일상 속 이야기가 된다. 딱딱하고 낯선 과학 개념을 친숙한 사례로 풀어내는 데는 전직 고등학교 과학 교사이자 NASA 연구원인 저자, 케이티 메키시크의 경험이 그 역할을 톡톡히 하고 있다. 마치 친근한 선생님이 들려주듯 종종 농담을 섞어가며 풀어내는 과학 이야기는 독자의 흥미를 유발하기에 충분하다. 원리를 꿰뚫어 보는 이만이 할 수 있는 쉽고 간략한 설명에 절로 고개를 끄덕이게 될 것이다. 또한 책의 내용을 재치있게 표현한 일러스트가 본문 중간중간 자리하고 있다. 저자가 직접 그린 것으로, 과학의 재미있는 순간을 포착한 익살스러운 표현이 가득하다. 내용을 한층 이해하기 쉽게 하며, 독자의 흥미와 집중도를 높이는 데 도움을 준다

원자 기준으로 말하자면 우리는 어떤 것과도 절대 접촉하지 않는 거예요. 그저 전자들이 온종일 서로를 밀어내고 있을 뿐이지요. 심지어 지금 여러분과 여러분이 앉아 있는 의자 또는 서 있는 땅(어떤 자세로 이 책을 읽고 있는지 모르겠네요.) 사이도 약간 비어 있어요. 쉽게 말해 우리는 떠다니는 셈이죠. 굉장하지 않나요? 더욱 놀라운 것은 자판과 손가락(과 그 밖에 모든 것)을 구성하는 원자들은 대부분 거의 텅 비어 있다는 거예요. 우리를 구성하는 ‘물질’은 놀랍게도 실재하는 것이 거의 없지요._15~16쪽

가시광선의 가장 큰 특징 중 하나는 많은 물질에서 튕겨져 나온다는 점이에요. 엑스선은 많은 사물을 통과하는 반면 빛은 대개 여기저기 튕겨서 결국 그중 일부가 우리 눈으로 들어와요. 빛은 유리 같은 물질은 통과할 수 있지요. 이렇게 빛이 튕기면서 일이 재미있어져요. 책상 위에 놓인 책처럼 우리가 무언가를 볼 때 실제로는 정말로 보는 게 아니에요. 1초도 안 되는 시간 전에 그 물체에서 반사된 빛을 보는 것이죠. 색깔도 마찬가지예요. 빨간색 연필은 연필을 구성하는 분자들이 내 눈을 향해 빨간빛을 반사하고 다른 색의 가시광선은 흡수하기 때문에 빨간색으로 보일 뿐이지요._55~56쪽

사실 연료 탱크에 오래전에 죽은 생물의 익힌 잔해를 싣고 있는 겁니다. 그리고 그 잔해를 사용해 상점으로 운전해 가죠, 이런 잔인한 인간. 우리는 화석연료라고 부르면서도 이상하게도 그게 무엇인지 잘 잊어요. 오래전 이 행성에는 번성하는 식물성 플랑크톤(식물처럼 광합성을 할 수 있는 물속에 떠 있는 조류)으로 가득한 고대 바다가 있었어요. 이 작은 유기체는 수백만 년 동안 존재해 왔고 오늘날에도 여전히 존재하지요. 그러나 1억 5,000만 년 전에서 5,000만 년 전 사이에 지구의 몇몇 장소에서는 그 무리가 다 죽어서 해양 묘지에 묻혔지요. 작은 몸을 구성하던 분자는 전부 부서져 지하 깊은 곳에서 열을 받았어요. 그리고 수백만 년의 세월이 흐르면서 새롭게 바뀌었지요. 그게 바로 석유예요._88~89쪽

식물은 물을 쪼개서 얻는 에너지로 공장을 운영해요. 식물의 성장은 결과적으로 우리를 살아남게 해 주는데, 물이 쪼개지면서 다행히도 산소 기체를 방출하기 때문이지요. 바로 여러분과 내가 호흡하는 그 산소 말이에요. (…)물을 쪼개서 방출되는 에너지로 식물은 탄소 원자들을 엮어 만능 구성 요소인 포도당 고리를 만들어요. 그리고 포도당을 함께 쌓아서 (식단에서 섬유질이라고 하는)섬유소와 녹말,(감자를 생각하세요.) 당(사과 같은 것들)을 만들거나 아니면 다시 포도당을 분해해 에너지를 얻을 수 있어요. 식물이 “스스로 음식을 만든다”는 말은 그런 의미랍니다. 햇빛을 사용해서 포도당을 만들고 그 후에 ‘먹을’ 수 있지요._130~131쪽

평생의 여정이 시작될 때 여러분은 정말 작은 세포에 불과했답니다. 놀랍지 않나요? 그것도 단 1개의 세포라니. 어머나, 여러분은 정말 작았네요. (…)딸아이의 세포들(과 몇 년 전 여러분의 세포들)은 자라고 둘로 쪼개지고 또다시 자라고 쪼개지고 있었어요. 반으로 나뉘는 이 시스템은 가장 오래된 성장과 번식 형태예요. 세균도 그렇게 번식해요. 공룡도 그랬지요. 우리 세포들도 그렇고요. 우리 모두 다요. 아무도 이 일을 해내는 데 더 나은 방법을 생각하지 못했어요. 성장하기, 분열하기, 성장하기, 분열하기, 좀 더 성장하기, 좀 더 분열하기…. 절대 질리지 않는 반복이죠._180~182쪽

 

1장 원자: 엄청나게 작은 구성 요소 13
우리는 무엇으로 이루어졌을까? 원자에 관한 특종 14
원자를 어디에서 얻지? 먹어야 하는 이유 17
소금을 찾아 보자 일상에서 만나는 염화나트륨 22
뜨거움과 차가움의 이유는 뭘까? 컵 속에서 진동하는 커피 27
손 씻을 때 무슨 일이 일어나는 거지? 비누의 놀라운 작용 30
오븐 속에 넣으면 뭐든지 맛있다 토스트가 겪는 화학변화 35
최대 미스테리를 풀어라 암흑 물질을 만지는 방법 38

2장 파동: 질서 있는 전자기파 스펙트럼 41
우주에 온 것을 환영해! 파동에 완전히 포위된 곳 42
너도 그 목소리 들을 수 있지? 전파 46
팝콘만을 위한 게 아니야 마이크로파 50
따끈따끈한 모든 것에서 나와 적외선 52
직접 볼 수 있는 파장을 만나다 가시광선 55
피부가 타는 것을 느껴 볼까? 자외선 58
보이지 않는 내면을 꿰뚫는다고? 엑스선 60
빛은 아니지만 그래도 파동이야 소리 63

3장 지구: 대기, 자기장, 표면으로 이루어진 행성 69
깊은숨을 쉬어 보자 공기에 관한 모든 것 71
푸른 하늘에 석양빛이 물들다 색 너머의 물리학 75
왜 공기는 가만히 있지 않을까? 바람 부는 날씨 78
방어 태세를 갖춰라! 자기장이라는 보호막 81
땅이 생각보다 단단하지 않다고? 발밑의 움직임 84
죽은 고대 생물이 자동차를 움직인다 화석연료 88
지구를 쫓아다니는 스토커라니! 달 91

4장 지구의 암석: 지질학, 지구의 역사와 함께한 원소들 99
앞마당에서 암석을 주워 보자 퇴적암 100
암석으로 고급스러운 주방을 만들다 변성암과 화성암 104
우리가 좋아하는 반짝이는 것은 어디에서 올까? 금속 108
유리창은 왜 투명할까? 유리를 통과하는 빛 113
빛나는 것의 비밀을 밝혀라! 다이아몬드와 결정 116
도시를 건설하려면 필요하지 시멘트와 아스팔트 119

5장 광합성: 한 포기의 풀도 할 수 있는 굉장한 일 125
식물은 어떻게 일하는 걸까? 광합성의 정의 126
식물은 생존에 많은 것이 필요하지 않다 물, 햇빛, 공기 132
물은 뿌리에서 잎까지 어떻게 이동할까? 중력을 이기는 식물 135
잡초는 왜 돌보지 않아도 자랄까? 식물의 강인한 생명력 137
태양에서 어떻게 올까? 음식의 탄생 140
바닷속에도 광합성은 일어난다 조류 146
우리도 빛으로 뭔가를 만들어 낸다 비타민 D 149

6장 물: 생명이 가능했던 이유 153
물은 왜 자신에게 끌리는 걸까? 자기애가 넘치는 물 154
어떤 물을 만날까? 고체, 액체, 기체 158
물은 우리의 기대에 어떻게 부응할까? 고마운 물 163
물은 정말 어디에나 있다 물의 순환 168
당신의 물에는 무엇이 들어 있을까? 물 말고 다른 무엇 171
갈증을 풀자 수분을 유지해야 하는 이유 173

7장 세포: 독립형 단세포에서 다세포인 사람까지 179
우리 모두 겸손하게 시작한다 시작은 세포 하나 180
몸속 세포는 뭘 할까? 세포의 종류 184
몸은 어떻게 수리할까? 세포의 손상 186
내 몸은 나만의 것이 아니다 마이크로바이옴 189
세균 살인자를 찾아서 항생제 195
우리는 미생물의 세계에서 산다 어디에나 있는 세포 199
세포는 죽더라도 내 몸은 죽지 않아 아주 작은 세포의 죽음 204

8장 뇌: 놀라운 신경 과학의 비밀 209
뇌는 주변을 어떻게 이해할까? 인식 211
정확하지 않다는 사실을 잊지 말자 잘못된 기억 217
모두 내 맘 같다면! 충돌하는 성격 223
뇌는 우리를 어떻게 보호할까? 스트레스 228
나의 정신 건강을 위해서! 뇌 돌보기 232

9장 유전과 진화: 모든 생물을 잇는 거대한 가계도 237
나만의 고유한 염기 서열을 갖다 DNA 238
우리 중에 네안데르탈인이 있다? 인간의 진화 246
내 사촌이 바나나라고? 모든 생물의 연결 고리 250
개한테 무슨 짓을 한 걸까? 인간이 결정한 유전 255
우리 몸에 밀항자가 있다 바이러스 DNA와 미토콘드리아 258

10장 똥: 버릴 게 없는 우리 몸 265
똥에 대한 새로운 소식이야 똥의 성분 266
왜 오줌을 누어야 할까? 오줌의 생성 275
모두가 똥이 역겹다고 생각하지는 않는다 똥을 먹는 생물 279
언젠가 죽겠지만 괜찮아 죽음 283
결국 원자는 무슨 일을 겪을까? 원자의 재활용 288

참고문헌과 관련 도서 292
교과 연계 293