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• [시리즈] 소매치기도 뉴턴은 안다 [2]

출판사 리뷰

출판사 서평 일상의 일화를 통해 재미있고 이해하기 쉽게 설명 과학에 대한 흥미를 불러일으키고, 탐구력을 키워주는 책! ≪소매치기도 뉴턴은 안다_시즌 2≫(이하 ≪시즌 2≫)가 출간되었다. 2002년 출간되어 중?고등 학생들의 필독도서로 일반인들에게는 쉽게 접할 수 있는 교양과학도서로 스테디셀러 리스트를 지킨 전편 ≪소매치기도 뉴턴은 안다≫의 후속작이다. 전편에 이어 이번 ≪시즌 2≫에서도 일상생활에서 접할 수 있는 현상을 물리학의 이론과 개념으로 설명함으로써, 과학에 대한 흥미를 불러일으키고, 탐구력을 키울 수 있게 해준다. 또한 이번 ... 일상의 일화를 통해 재미있고 이해하기 쉽게 설명 과학에 대한 흥미를 불러일으키고, 탐구력을 키워주는 책! ≪소매치기도 뉴턴은 안다_시즌 2≫(이하 ≪시즌 2≫)가 출간되었다. 2002년 출간되어 중고등 학생들의 필독도서로 일반인들에게는 쉽게 접할 수 있는 교양과학도서로 스테디셀러 리스트를 지킨 전편 ≪소매치기도 뉴턴은 안다≫의 후속작이다. 전편에 이어 이번 ≪시즌 2≫에서도 일상생활에서 접할 수 있는 현상을 물리학의 이론과 개념으로 설명함으로써, 과학에 대한 흥미를 불러일으키고, 탐구력을 키울 수 있게 해준다. 또한 이번 ≪시즌 2≫에서는 본문 중간중간 이야기가 끝나면서 독자들에게 질문을 던짐으로써, 내용을 확실히 이해하고 이를 기준으로 응용해 볼 수 있도록 하였다. 모두 4개 장으로 구성된 이 책은 자연현상에 관한 물리 이야기를 통해 “우리 주위에서 흔히 경험할 수 있는 현상을 통하여 이루어지는 것이 가장 자연스럽고 효과적인 과학교육 방법이 될 수 있다”는 저자의 의지가 담겨 있다. 고층빌딩에서 떨어진 고양이가 낮은 층에서 떨어진 고양이보다 덜 다친다는 이야기로 시작하는 에서는 왜 물속에서 쏘는 총알은 길쭉한지, 스키를 타고 내려오는 사람들은 왜 몸을 앞으로 기울이는지, 어떻게 하면 자전거를 안전하게 탈 수 있는지 등에 대해 이야기하면서 저항력, 중력과 접촉력, 관성 그리고 원심력 등에 대해 설명해 준다. 에서는 왜 물속에서는 물 밖이 보이지 않는지, 욕조에 앉아 있으면 먼 곳이 얕아 보이는지, 유리 송에서는 붉은빛이 푸른빛보다 빠른 이유, 기차의 기적 소리, 고압전선에 앉은 새가 감적되지 않는 이유 등에 대해 이야기하면서 빛의 반사와 굴절, 파동, 도플러 효과 그리고 전류의 특성 등에 대해 설명해 준다. 에서는 추운 날 연못 속 바위 옆에 있는 잉어들, 사막에서 활동하기에 좋은 옷, ‘하~’, ‘후~’ 입바람이 다른 이유, 등에 대한 이야기를 통해 열의 성질, 열복사, 공기의 팽창 등의 개념을 설명해 준다. 마지막으로 에서는 과학혁명 초기의 대표적인 과학자인 갈릴레오부터 데카르트, 아이작 뉴턴, 맥스웰, 아인슈타인 등이 일상생활에서 관찰된 현상을 수학 법칙으로 설명해 보려는 노력에서 나온 고전물리학의 이론에 대해 서술하고 있다. 중학생 시절 자연현상의 아름다움에 매료되어 과학을 전공하고 40년간을 미국과 한국에서 물리학 교수로 연구하고 후학을 양성한 저자는 자신이 느꼈던 물리학의 즐거움이 이 책을 통해 전달되어 독자들로 하여금 자연현상의 아름다움과 신비로움에 흥미를 잃지 않게 해주고자 시도한다. 저자는 쉽고 짤막한 이야기를 통해 우리가 잃어버렸던 호기심의 능력을 찾으려 한다. 뿐만 아니라 과학, 특히 물리학에 관한 흥미를 불러일으키고, 물리학의 방법과 개념을 이해하는 데 도움을 주며, 합리적 사고능력을 개발하는 데 도움을 주려 한다.

2,300년 전 무렵에 그리스의 대학자 아리스토텔레스는 “같은 높이에서 물체를 떨어뜨리면 무거운 물체가 가벼운 물체보다 더 무거운 만큼 더 빨리 떨어진다.”고 했다. 너무나 당연한 것 같아서 그랬는지 거의 1,700년 동안 아무도 이에 의심을 품고 실제로 실험해 보지 않았다.
16세기가 저물어 가던 시기에, 권위적인 교수의 태도에 실증을 느껴 대학을 그만둔 갈릴레오가 논리적 사고와 창의적 실험방법을 사용하여 그 사실을 검토해 떨어지는 물체의 거리와 속도를 수식으로 나타냈다. 이 업적이 현대과학의 시작이라고 할 수 있다. 이를 계기로 자연현상을 이해하려고 노력하던 학자들은 일상생활에서 관찰되는 여러 현상을 수학 법칙으로 기술하려고 노력했다. 그런 노력 가운데 가장 대표적이고 중요한 결과가 떨어지는 물체에 관한 갈릴레오의 결론과 그의 상대성 이론 그리고 뉴턴의 미적분법, 중력법칙, 물체의 운동 법칙 등이다. 이런 노력은 그후에도 계속되었으며, 1800년대에는 빛과 전자기 현상의 법칙을 수식화하기에 이르렀고, 1900년대에 이르러서는 이런 법칙이 일상생활에서 경험하지 못하는 영역으로까지 비약적으로 발전했다.
갈릴레오의 상대성 이론이 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로 발전하고, 중력법칙이 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 설명되고, 일상생활에서 보는 물체뿐만 아니라 이들에 비해 너무 작은 미시적인 알갱이에까지 적용되는 양자역학으로, 뉴턴의 역학이 발전했다. 상대성 이론과 양자역학 이전의 물리학을 ‘고전물리학’이라 하는데, 이들은 일상생활에서 관찰되는 현상에서 나온 학문이기 때문에 비교적 직관적이다. 그래서 고전물리학은 비교적 이해하기 쉽다고 할 수 있다.
양자역학은 원자·분자의 구조 및 결합상태와 화학반응을 설명하고 예측할 수 있게 한다. 반도체 같은 고체의 여러 성질을 설명하고, 트랜지스터 개발에 큰 도움을 준 양자역학은 첨단과학기술에 기여한 학문이다. 양자역학은 큰 분자의 성질을 이해하는 데 도움을 주어 생물분자과학 발전에 이바지했고, 생명과학기술(바이오텍) 연구 및 산업에 기여했다. 환경오염과 지구 온도 상승 때문에 생기는 문제를 해결하려면 과학 발전이 빠른 속도로 이루어져야 할 뿐만 아니라 과학의 방법과 지식을 이해하는 일반대중의 뒷받침이 필요하다. 과학교육은 주위에서 늘 일어나는 현상에 기존 법칙을 적용하는 방법과 이들 현상을 분석하여 법칙을 찾고 정량화하는 방법을 훈련시켜야 한다. 그뿐 아니라 새로운 관점에서 관찰하고 고찰하는 능력도 키워야 한다. 어느 유명한 물리학자는 조수에게 “자네가 책임지고 할 일은, 최선을 다해 내 의견에 논리정연한 반론을 제기하는 것이네.”라고 했다 한다. 물론 이 물리학자는 당연히 획기적인 큰 업적을 남겼다.
2002년에 출판된 《소매치기도 뉴턴은 안다》의 서문에서 언급했듯이, 시간과 공간의 개념에 혁명을 일으킨 아인슈타인은 “사람들은 성장하면서 어릴 때 갖고 있던 시간과 공간에 대한 호기심에서 벗어나지만, 나는 성장이 늦어서 나이가 들어서도 그 호기심에서 벗어나지 못했다.”고 했다. 그가 이 호기심에서 벗어났더라면 그의 상대성 이론은 탄생하지 못했을 것이고, 원자력이란 개념조차 없었을 것이다. 과학을 발전시키려면 많은 사람들이 주변에서 일어나는 현상에 대한 호기심을 갖도록 독려해야 한다.
내가 학교 다닐 때 한 역사 선생님은 “역사는 되풀이되기 때문에 역사를 공부하면 현사회를 이해하고 장래를 예측하는 데 큰 도움이 된다.”라고 말씀하셨다. 물리학에서 거장들의 연구과정을 잘 검토하면 배울 것이 많을 뿐 아니라 연구생활에도 도움이 된다. 과거의 거장 갈릴레오, 데카르트, 뉴턴, 맥스웰, 아인슈타인이 앞서간 분들의 업적을 어떻게 이용하여 자기 업적을 이루었는지에 관한 이야기는 이 책 뒷부분에 실었다. 여러 가지 짧은 물리 이야기를 모은 이 작은 책이 물리학뿐 아니라 과학을 즐기고 이해하고 과학의 방법을 익히는 데 도움이 되기를 바란다.

목차
책 머리에
1 물체의 운동 이야기
사람은 가속도에 민감하다
왜 물속에서 쏘는 총알은 길쭉한가?
스키 타는 사람
관성 이야기
돌팔매질
지구의 양극에서 길을 잃다
알갱이의 숙명
원심력과 자전거
굴러 돌아오는 골프공
전자의 스핀
골프공은 보조개가 많아
사람과 사람 사이의 중력
상대성 이론과 알갱이의 가속
2 전기와 자기, 그리고 빛
투명인간의 조건
왜 물고기는 물 밖으로 나가면 보이지 않을까?
먼 곳이 얕아 보이는 목욕통
유리 속에서는 붉은빛이 푸른빛보다 더 빠르다
안개의 색깔
고압전선 아래서
돛단배 우주선
라디오 안테나와 방향 탐지기
AM과 FM
멀어지는 기차의 기적 소리와 멀어지는 은하계의 빛(도플러 효과)
정전기 방전 화재
먼지 제거기
새의 감전
전기화학의 기초
연료전지
3 액체와 열, 그리고……
회전하는 커피 표면은 무슨 곡면일까?
추운 날 연못 속의 잉어
사막에서 검은 옷?
액체가 기체로 변할 때
‘하~’, ‘후~’ 입바람
구름은 어떻게 생길까?
소금과 얼음과 증기압력
해수욕장에 밀려오는 파도
구비구비 흐르는 강물
급하면 돌아가라
영화 를 보고
지구 크기 재기
4 물리의 역사 이야기
과학혁명
갈릴레오의 새로운 과학
데카르트의 해석기하학
아이작 뉴턴 이야기
맥스웰의 전자기학 이론
아인슈타인의 상대성 이론
질문에 대한 해답