공학으로 세상을 바라보고
미래를 구체적으로 상상하라!

공학은 어떠한 역사의 교차점에서 탄생했을까? 그리고 과거에서부터 오늘날에 이르기까지 우리 일상 곳곳에 어떻게 깊숙이 스며들었을까? 지금의 공학은 세상을 어떻게 움직이고 있을까? 그렇다면 10년 뒤 미래에서 공학은 어떤 모습을 하고 있을까? 『공학은 언제나 여기 있어』는 공학에 관한 이 모든 질문에 명쾌하게 답하는 책이다. 어디에나 있는 공학의 오늘과 내일을 들여다보며 ‘모빌리티’ ‘에너지’ ‘스마트 시티’ 등 우리 일상과 맞닿아 있되 미래 사회를 앞장서 이끌어 갈 새로운 공학의 세계를 흥미진진하게 펼쳐 보인다.

1장에서는 공학의 시초와 근대 변천사 그리고 정의를 이야기한다. 전쟁에서 참호를 설계하고 무기를 만드는 이들을 ‘공학자(Engineer)’라고 부르면서 시작된 공학의 흥미로운 역사부터 기계·재료·인체 공학 등 여러 분야가 융합된 오늘날의 공학까지, 거시적인 변화를 한눈에 살펴볼 수 있다. 공학의 영역과 역할을 짚어 보고 다양한 연관 분야를 들여다봄으로써 공학에 대한 이해도를 높일 수 있다.

2~4장에서는 미래 공학 중 가장 주목받는 세 가지 분야인 모빌리티와 에너지, 스마트 시티에 관해 다룬다. 모빌리티(전기 자동차, 수소 자동차, 자율 주행 차), 에너지(태양광 발전, 풍력 발전, 전기 에너지 저장 장치, 스마트 그리드, 핵융합 발전), 스마트 시티(5G, 인공 지능, 디지털 트윈)의 각 핵심 기술과 원리를 살펴보고 그 전망과 해결 과제 등을 이해하기 쉽게 풀어낸다. 무엇보다 각 분야의 미래 장면을 구체적으로 상상한 시나리오가 실려 있는데, 이는 단지 상상 속 모습이 아닌 실제로 변화하는 현대 공학적 요소와 이론을 기반으로 생생하게 그려 낸 것이다. 이로써 급변하는 신기술과 첨단 기술에 흥미를 느끼고 미래 사회를 이끌어 갈 새로운 공학을 상상하도록 이끈다.

마지막 5장에서는 앞서 살펴본 세 가지 분야 안에서 함께 어우러진 다양한 공학 기술, 그리고 21세기에 새롭게 떠오르는 기술로 빼놓을 수 없는 빅 데이터와 인공 지능 등을 통해 ‘공학의 융합’에 관해 살펴본다. 매우 다양하고도 복잡한 공학의 세계가 서로 어떻게 연결되며 영향을 주고받는지를 찬찬히 따라가다 보면, 미래의 공학에 필요한 개념과 역량을 이해할 수 있다.

각 장이 끝날 때마다 해당 영역에서 필요한 분야가 무엇인지 알아보는 부속 페이지 ‘더 알아보기’를 배치해 공학도 또는 공학자를 꿈꾸는 청소년을 위한 진로 안내서로도 손색이 없다.


기후 위기를 눈앞에 둔 지금,
공학만으로 모든 걸 해결할 수 있을까?
공학은 우리 미래를 어떻게 바꿀 수 있을까?

세상 많은 일이 그러하듯 공학의 발달은 그 자체로는 선도 악도 아닙니다. 이를 활용해 좀 더 행복한 세상을 위한 정책과 대안을 세우고 실천해 가는 일이 중요할 뿐이죠.
_「프롤로그」 중에서

『공학은 언제나 여기 있어』는 단순히 공학의 업적이나 혜택, 강점만을 이야기하지 않는다. 공학을 소개하는 동시에 공학이 절대적 해결책이 될 수는 없다는 점을 강조한다. 공학 기술이 초래한 문제점과 이면, 앞으로 해결해 나가야 할 과제를 고루 짚어 내며, 책을 읽는 내내 질문을 던지고 입체적으로 사고하게 한다. 이를테면 ‘전기 자동차는 기후 위기의 해결사일까?’라는 질문에 ‘내연 기관 자동차와 자율 주행 전기차의 원리’로, ‘핵융합 발전은 정말 안전할까?’라는 질문에 ‘화력과 핵 발전의 현황과 청정에너지 발전의 필요성’으로, ‘스스로 생각하고 움직이는 도시는 어떻게 만들어질까?’라는 질문에 ‘에너지 공급을 조절하는 스마트 그리드’로 답한다.

이뿐만이 아니라 과학 지향적인 사회가 직면한 문제와 전 세계적인 환경 이슈도 다루고 있다. 기후 위기 문제로 인해 2050년까지 이산화탄소 배출량을 줄이는 데 동참해야 하는 현실은 미래 공학이 반드시 고민하고 해결해 나가야 할 문제이다. 이를 통해 공학의 윤리와 사회적 책임이 무엇인지도 깊이 있게 생각해 볼 수 있다.

이 문제를 해결하려면 차량 운행 자체를 줄여야 합니다. 자가용 대신 대중교통을 이용하고, 가까운 거리는 걷거나 자전거를 이용하는 거죠. 교통 정책도 바꿔야 하겠죠. 낮고 차체가 큰 전기 버스나 수소 버스를 흔히 봤을 거예요. 대중교통을 친환경적으로 만들려는 노력 중 하나이죠. 물론 이 역시 자동차공학보다는 교통공학과 관련된 문제이지만, 자율 주행이 이 문제를 부분적으로는 해결할 수 있어요
_「2장. 모빌리티×미래」 중에서

물론 공학의 발전 덕분에 더 저렴한 방식으로 전기를 생산할 수 있게 되면 전기 요금이 내려갈 수 있습니다. 그러나 거기에만 의존하면 안 되겠지요. 공학과 사회가 만나는 지점에는 이처럼 공학으로만 해결할 수 없는 문제가 여러 가지 있어요. 공학 자체도 충분히 매력적이지만 우리가 그 주변을 살펴야 하는 이유입니다.
_「3장. 에너지×미래」 중에서

저자는 반드시 공학도를 꿈꾸는 사람만이 이 책을 읽고 공학을 알아야 하는 것은 아니라고 분명히 말한다. 공학을 아는 것 자체가 우리 삶을 이해하기 위한 한 방식이 될 수 있기 때문이다. 되도록 많은 청소년 독자가 이 책을 통해 공학의 세계가 품고 있는 창의적 문제 해결 과정을 경험하며, 다양하게 융합하고 협업하는 미래 사회로 힘차게 나아갈 수 있기를 바란다.

프롤로그: 공학으로 세상을 바라보고 내일을 꿈꾸고 싶다면

1. 공학 × 인류: 인류와 공학의 만남
알고 보면 공학자, 장인과 마이스터 │ 문명을 앞당긴 히어로, 엔지니어들 │ 오늘날 공학은…

2. 모빌리티 × 미래: 미래 님, 모빌리티 38-M 탑승을 환영합니다
자동차, 어디까지 타 봤니? │ 자동차를 구성하는 주요 장치들 │ 기후 위기의 또 다른 해결사, 전기 자동차 │ 배터리 셀 없이 전기 자동차는 가지 않아! │ 내연 기관에서는 불가능했던 휠 모터 시스템 │ 달리는 공기 청정기, 수소차의 미래 │ 자율 주행만 믿어도 될까? │ 미래가 바꾸는 자동차, 자동차가 바꾸는 미래 │ 사라져 가는 일자리 문제

3. 에너지 × 미래: 우리 아파트에서 만든 신선한 전기가 공급됐습니다
만약 전기가 사라진다면? │ 태양광 발전의 핵심은 패널! │ 크면 클수록 좋은 풍력 발전기 │ 전기 에너지 저장 장치 │ 전기는 어떻게 우리 집까지 올까? │ 버려지는 전기를 모을 수 있을까? │ 핵융합 발전은 게임 체인저가 될 수 있을까? │ 친환경 에너지가 해결할 수 없는 문제들

4. 스마트 시티 × 미래: 스마트 설계, 우리 도시를 부탁해
지금의 도시는 어떤 역할을 할까? │ 친환경 도시가 되려면? │ 스스로 생각하고 움직이는 도시 │ 스마트 시티가 해결해 나가야 할 문제들

5. 공학 × 융합: 공대생은 한 가지만 공부할 수 없어
온라인 주문을 도와주는 빅 데이터 │ 사물 인터넷을 가능하게 한 5G │ 메타버스와 달라! 디지털 트윈

에필로그: 아직도 과학과 공학이 헷갈린다고?