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책소개

강하게 살아남기 위해 물리학을 배운다! 

고독한 세계에 머물러 있을 때 나를 지지해준 것은 무엇이었을까? 돌이켜 보니 한 가지 떠오르는 것이 있다. 그것은 열아홉 살 때 ‘한없이 아름다운 것을 보았던’ 경험이다. 가슴 설레는 감동의 순간, 그 아름다움은 결코 잊을 수 없을뿐더러 지금까지 내 인생을 지탱하는 큰 힘이 되었다. 
아름다운 것, 그것은 물리학이다. 
-프롤로그 중에서

▼ 인생의 ‘흔들리지 않는 축’, 아름다운 물리학 

도무지 이해할 수 없는 암호처럼 보이던 수식이 빛나며 다가오는 순간이 있다. 숫자와 글자가 마치 생명을 가진 듯 숨을 쉬며 다가와 모든 내용을 ‘이해했다’는 확신이 드는 순간이다. 이 책의 저자 야마구치 에이이치는 열아홉 살 가을, 스위스의 물리학자 볼프강 파울리가 쓴 《상대성이론》을 읽었을 때의 이야기로 글을 시작한다. 아인슈타인의 중력장 방정식, 우주의 구조를 설명하는 그 한 줄의 방정식을 만나고, 야마구치는 자신과 세상을 갈라놓았던 ‘얇은 막’이 사라지는 것을 느꼈다. ‘어떻게 이토록 아름다운 형태로 방정식이 성립할 수 있을까!’ 그리고 그는 이렇게 아름다운 세계가 존재한다는 걸 안 이상, 더 이상 어떤 어렵고 힘든 일이 있어도 흔들리지 않겠다고 결심한다. 
그날 이후 야마구치가 물리학을 생업으로 삼은 것은 당연한 결과다. 아인슈타인의 방정식에서 ‘한없이 아름다운 것’을 본 경험은 그에게 ‘흔들리지 않는 축’이 되었고, 이후 그의 삶 전체를 더욱 견고하게 해주었다. 그러나 거의 모든 물리학 교과서가 물리를 그저 ‘도구’로만 익히도록 가르치고, 대학의 전공과목에서조차 물리학을 교수나 연구원, 기술자가 되기 위한 ‘도구’로 취급한다는 사실에 실망한 그는 물리학의 아름다움을 알기 위해서는 물리의 본질을 알아야 한다고 주장하며 이 책을 쓰게 되었다. 물리학의 수식에서 가장 아름다운 것과 만나 내면에 ‘흔들리지 않는 축’을 갖게 됨으로써, 한 단계 더 높은 차원으로 나아가고 강해질 수 있다고 생각하기 때문이다. 야마구치는 이 책으로, 길을 잃고 헤매는 젊은이들이 스스로 어려움과 맞서고, 자신이 속한 세계에서 날아올라 다른 세계로 향할 수 있도록, ‘흔들리지 않는 축’으로서의 물리학을 보다 많은 사람들이 공유하기를 바란다.

▼ 과학자들의 인생을 통해 이해하는 물리학 이론 

20대의 뉴턴과 아인슈타인, 하이젠베르크는 어떻게 그들만의 방정식을 유추해 냈을까? 그렇게 되기까지 그들의 어린 시절 성격이나 생활은 어떤 영향을 끼쳤을까? 그리고 ‘흔들리지 않는 축’은 그들의 정신세계가 성장하는 데 어떤 작용을 했을까?
저자는 물리학의 거장들을, 그들의 이론이 아니라 그들의 시대와 환경을 살펴보며 서서히 접근한다. 그들을 인간적으로 이해함으로써 인류의 가장 아름다운 이야기인 그들이 발견한 물리 법칙을 이해할 수 있기 때문이다. 어떤 환경과 발상에서 물리학의 위대한 법칙이 탄생했는지 살펴보고, 그 후 각각의 물리학을 어떻게 이해하면 좋을지 최소한의 수식을 곁들여 설명한다. 이 과정을 통해 난관을 극복하고 위대한 업적을 이룬 물리학자들의 사고 과정이 인류에게 보물로 남았음을 깨닫게 된다. 

▼ 수식에 겁먹지 않고 물리학 법칙 이해하기 

문과 계열이었던 사람이라면 특히 고등학교를 졸업하는 순간 수식과 결별한 사람이 많을 것이다. 그러나 마음 한편에서 상대성이론이 무엇인지, 양자역학과 통계역학은 무엇인지 알고 싶은 마음까지 떨쳐버리지는 못했을 것이다. 지적 호기심이 제로인 사람이 아닌 다음에야 컴퓨터나 스마트폰 등 생활기기를 비롯해 각종 예술작품까지 아우르는 인공지능과 우주과학의 근간이 되는 물리학 법칙에 대한 호기심이 없을 수 없다. 이 책은 바로 그런 사람들에게 ‘물리학을 다시 배울 수 있는’ 기회를 주는 책이다. 어른이 된 후 과학, 특히 상대성이론 등의 현대 물리학을 배우고 싶어 하는 사람들이 물리학에 입문하는 데 도움이 되는 책이다. 

책의 내용 

1장은 ‘뉴턴과 만유인력의 법칙’이다. 어머니에게 버림받은 뉴턴의 삶을 따라가면서 그가 어떻게 만유인력의 법칙을 발견했는지 당시의 수학 이론만을 사용해 그 과정을 되짚어본다. 2장은 뉴턴이 등장하고 200년 후 혼자만의 힘으로 통계학이라는 엄청난 물리학을 만들어낸 볼츠만에 초점을 맞춘다. 그는 다른 의견을 가진 논객들의 공격에 시달리다 끝내 자살로 생을 마감했다. 
3장의 중심인물은 플랑크다. 그는 42세가 된 어느 날, 엄청난 발견을 한다. 그것은 바로 오늘날의 양자역학을 탄생시킨 에너지양자가설이다. 나치정권 말기에 둘째 아들을 잃고 상심했던 그가 어떻게 양자가설을 완성했는지 소개한다. 4장에 드디어 아인슈타인의 상대성이론이 등장한다. 가르침을 준 스승도 없이 그는 과학계를 완전히 뒤집어놓는 3가지 이론을 발견한다. 이 책에서는 그중 하나인 상대성이론을 독자들이 수식을 통해 직접 유추할 수 있도록 이끈다. 독자들은 뒤늦게 자신의 물리적 재능에 눈을 뜨게 될지도 모른다. 5장은 뉴턴의 고전 역학을 뒤집으며 20세기 최고의 ‘지성’으로 떠올랐을 뿐 아니라 컴퓨터와 인터넷, 휴대전화 등의 하이테크 기술을 낳은 ‘양자역학’에 대한 이야기다. 역사학자였던 루이 드 브로이의 논문을 시작으로 아인슈타인을 거쳐 슈뢰딩거와 하이젠베르크가 저마다 양자역학을 발견하기까지 국경을 넘나드는 변화무쌍한 이야기가 담겼다.
마지막으로 6장에서는 앞서 다룬 5개 분야의 물리학자들이 어떻게 ‘지식의 창조’를 이룩했는지, 그 내면을 들여다보면서 ‘과학은 어떻게 창조되는가’라는 본질을, 그림을 통해 설명하면서, 이것을 ‘창발(創發)’과 ‘회유(回遊)’로 집약한다.

저자소개

이학박사. 1955년 후쿠오카에서 태어나 도쿄 대학 물리학과와 동 대학원 물리학 석?박사 과정을 마치고 노트르담 대학 객원 연구원, NTT 기초 연구소 주간 연구원, 프랑스 IMRA Europe 초청 연구원, 경제단체연합 21세기 정책연구소 연구주간, 도시샤(同志社) 대학 대학원 교수, 영국 케임브리지 대학교 클레어홀 객원 교수 등을 거쳐 2014년부터 교토 대학 대학원 교수로 재직 중이다. 저서로는 《후쿠시마 리포트: 원폭사고의 본질》《JR후쿠치야마센 사고의 본질: 기업의 사회적 책임을 과학으로 밝히다》《이노베이션 파괴와 공명》 등이 있다.