2014. 10. 26. 14:21 도서
어메이징 그래비티 / 조진호 지음, 궁리
* 일반적으로 과학은 외길로 발전한다는 것은 오해이고
오히려 사막모래언덕에 사방팔방 여러 발자국들이 있고 그 수많은 발자국들을 쫓아갈 수 없기에
과학자들은 그 중 위대한다고 여겨지는 일부만 선택해서 갈 수 밖에 없다.
그래서 확인할 길이 없이 사라진 주옥같은 발자국들이 있었을 지도 모른다.
* 오컴의 면도날 - 동일한 현상을 설명하는 복잡한 이론과 단순한 이론이 있을 때 단순한 것이 정답일 경우가 많다.
* 과학은 특출난 어떤 이론이 완성되어도 바로 다시 도전받는 것이 숙명적이다.
* 튀코 브라헤의 '관측', 케플러의 '법칙' 이후 뉴튼은 그것을 설명하는 수식을 만들어냄으로써
고전역학을 완성시키고 절대적이고 독립적인 시간과 공간의 개념을 가져왔다.
그것은 중력효과에 대한 '훌륭한 설명서'였지만 그 원리를 설명할 수 없었다.
* 근대에 들어서 맥스웰에게서 확립된 전자기학이 등장했고 이는 뉴턴의 역학과 맞지 않는 부분이 있었다.
어느 시공간에서도 일정한 빛의 속도를 이상하게 생각한 아인슈타인은 갈릴레이의 상대적인 개념을 가지고와서
(빛보다 빠른 것은 없다는 것이 상대성이론의 기본 개념)
서로 상대적으로 등속운동하는 관찰자 사이의 이론이자 빛의 속도는 변하지 않기에
시간과 공간이 변해야한다는 이론인 '특수상대성이론'을 발표한다.
이것은 1905년에 발표된 '움직이는 물체의 전기역학에 관하여'라는 논문이었으며
짧고 단순한 수학이 사용된 논문이지만 당시로서는 너무나 낯선 개념들이 들어있었다.
뉴턴의 고전역학과 맥스웰의 전자기학의 모순을 극복하기 위한 노력으로 탄생했다.
특수상대성이론이 등속도계의 운동을 설명한다면 일반상대성이론은 이것을 가속도계까지 확장시킨 것이다.
그래서 추가적으로 관성질량과 중력질량이 같다는 등가원리와 휘어진 공간(리만공가)의 기하학적 구조에 대한 중력이론이 더해졌다.
직관적으로나 경험적으로 인력(끌어당기는 힘)으로 생각되던 중력을
시공간의 개념을 도입하여 사실상 척력(밀어내는 힘)이라고 설명한다.
그는 직감과 상상력으로 실험을 했던 이론물리학자였기 때문에 일반상대성이론에 대한 수식을 만들면서
친구이자 수학자였던 마르셀 그로스만의 도움을 많이 받았다.
이로써 '중력의 원리'가 설명되는 이론이 생긴것이다.
그러나 곧 아인슈타인의 상대성원리는 미시적인 세계를 설명할 수 없음을 알아내고 양자역학이 태동한다.
민족사관고등학교 과학교사 조진호가 안내하는 중력의 세계.
길게는 40억 년, 짧게는 2,500년 중력의 역사 속에서 중력과 이를 둘러싼 주요 개념들이 어떤 식으로 변화해왔는지를
30여 명의 철학자와 과학자들의 엎치락뒤치락 반전에 반전을 거듭하는 흥미진진한 지적 탐험으로 펼쳐내는 과학만화이다.
중력의 역사를 이루어간 주역들은 뉴턴과 아인슈타인은 물론이고,
우리가 잘 아는 피타고라스, 갈릴레이, 케플러를 비롯해 아낙시만드로스, 에라토스테네스, 장 뷔리당, 오컴 등이 포함되어 있다.
이러한 다양한 인물들을 통해 중력의 기본원리가 확립되어가는 과정, 중력의 응용사례, 중력의 장단점 등을 설명하고,
더하여 등장인물들의 인간적 면모와 삶의 철학까지 흥미롭게 펼쳐 보인다.
과학교육과 만화와 관련한 다년간의 노하우를 바탕으로 2년여의 공들인 집필 끝에 이 책을 펴낸 저자는,
글뿐만이 아니라 그림까지 직접 그리면서 내용과 구성에 완성도를 높였다.
저자는 무엇보다 만화라는 장점을 십분 발휘하여 캐릭터들의 대화, 주장, 농담을 통해
추상적이고 모호하게만 느껴지는 중력의 원리와 개념을 정확하게 전달할 수 있도록 했다.
추전의 글 · 4
작가 서문 · 7
프롤로그 · 10
1 | 적응기 : 중력! 극복의 대상에서 이해의 대상으로 · 15
2 | 떨어질 곳을 잃어버리다 : 우주가 굉장히 크다 · 37
3 | 자기 위치로 떨어진다 : 질서 정연한 우주 · 77
4 | 그것이 아니요 : 아리스토텔레스에 대한 반박 · 97
5 | 떨어진다는 것은 끌어당기는 것 : 지상의 언어로 낙하를 설명하다 · 123
6 | 끌어당긴다는 어떤 추측도 할 수 없다 : 천상의 언어로 낙하를 분석하다 · 145
7 | 맞다, 끌어당긴다! : 뉴턴이 끝내다 · 183
8 | 승리 뒤의 씁쓸함 : 말은 되는데 이해가 안 된다 · 219
9 | 전부 다 착각! : 오히려 밀어낸다는 게 맞다 · 245
에필로그 · 289
감사의 글 · 299
중력사 연표 · 301
주요 등장인물 소개 · 302
참고문헌 · 306
찾아보기 · 307
“중력의 역사에서 내가 흥미를 느꼈던 부분은 중력의 원리와 개념을 발견해나간 사람들의 상상력이다.
중력의 역사는 기술의 발전과 보조를 맞춰간 다른 부분의 과학 역사와 달리 대부분이 인간의 상상력만으로 이루어졌다.
중력을 발견한 역사의 주역들은 이런저런 상상의 세계를 수없이 넘나들며 잘못된 길에 들어서기도 하고 구렁텅이에 빠지기 일쑤였다.
이런 환상을 가져본다. 그들의 대화를 엿듣고 그들의 머릿속 상상의 세계에 들어가볼 수 있다면?
그것이 그들의 생각을 가장 잘 이해할 수 있는 길이 되지 않을까.
(중략)
중력은 아래로 떨어지는 현상이기도 했고, 중심 방향으로 잡아당겨지는 현상이기도 했으며,
물질끼리 끌어당기는 현상으로 또는 반대로 밀어내는 현상이기도 했다.
선사시대 사람이나 지금 사람이나 변함없이 대지 위에 서 있고 무게를 감지하고 비슷하게 적응했는데
중력을 이렇게 다르게 인식했다는 것은 흥미로운 부분이다.
이 책을 통해서 그러한 인식의 변화를 살펴보는 동시에, 중력이 무엇인지 제대로 알고 시시각각 변해온 우주관에 대해서도 알아가면 좋겠다.
나아가 중력을 이해한다는 것이 어떤 이유로 우주의 모습을 이해하는 것으로 이어지는지를 어느 정도 살펴볼 수 있는 기회가 되었으면 한다.
무엇보다 이 책이 독자들에게 지식보다는 자기 안의 ‘느낌과 궁금증’을 발견하고 깨달아가는 데 작으나마 보탬이 되길 바란다.”
- <작가 서문> 중에서
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