책소개

평소 우리가 궁금해하던,
하지만 어느 누구도 제대로 가려쳐주지 못했던
이 세상의 거의 모든 의문들을
물리학으로 하나하나 풀어낸다
복잡한 공식과 그래프 때문에
물리학 하면 손사래를 치던 당신도
‘응? 왜 그렇지? … 아하, 그렇구나!’ 하고
쉽게 이해할 수 있는 물리학 입문서

지구는 왜 자전을 시작했을까? / 외계인은 존재할까? / 빨간색은 왜 빨간색으로 보일까?
원자는 어떻게 증명됐는가? / 블랙홀 끝에는 화이트홀이 있을까? /
우리는 죽으면 어디로 가는 걸까? / 인공지능(AI)은 의식을 가질 수 있을까?

쫄지 말고 물리학! : 과학으로 세상을 이해하다

물리학은 우리에게 친숙하지만 친숙한 만큼 또 어려운 학문이다. 벌써부터 제목에 ‘물리학’이라는 단어가 보인다고 해서 지레 겁먹지 마시라. 이 책은 그런 복잡하고 난해한 물리학 책이 아니니까. 이 책의 저자 마쓰바라 다카히코는 일본의 저명한 우주물리학자다. 하지만 그는 온갖 과학적인 이론과 데이터를 갖고 와서 독자들을 혼란에 빠뜨릴 생각은 1도 없다. 오히려 그가 서문에 밝혔듯이, 어릴 때부터 세상에 대한 호기심이 강했던 그는 이 세상에 넘쳐나는 의문들을 물리학에서 답을 찾았기 때문에 어떻게 하면 사람들이 물리학을 이용해 세상을 쉽게 이해하게 할 수 있을까 하는 마음에 이 책을 쓰게 됐다고 한다. 사물이 존재하면 인간은 사물에 대한 해석을 하게 되기 마련이다. 물리학은 바로 사물의 이치를 연구하는 학문이다. 이 책에서 물리학이란, 온갖 그래프나 공식은 접어두고, 일단 이 정도로만 알고 넘어가자.

과포자 과알못이면 더욱 추천! : 이 책은 과학서라기보단 세상 탐구서다

이 책의 원부제는 ‘문과생도 이해하는~’이다. 사실 문과생이든 예체능생이든 미학력자든 간에 최소한 지성을 갖고 있는 사람이라면 누구든 의문을 가질 것이다. ‘이 세상은 대체 무엇인가? 나는 누구고 여긴 어디?’ 하며 말이다. 하지만 주변에 이에 대해 속 시원히 알려주는 이는 없다. 오히려 물어보면 갑분싸가 된다. 그만큼 심오하고 방대할 뿐만 아니라 실상 언어로 풀기 어려운 내용이기 때문이다. 이 수수께끼 같은 세상을 파헤치기 위해선 ‘원자’, ‘상대성 이론’, ‘양자론’등의 개념을 알 필요가 있는데, 언뜻 전문 용어 같아서 거부감이 팍 들 수도 있겠지만 걱정 말라. 지식보단 기본 상식으로 접근하자. 이 책 역시 그런 개념들을 다루었지만 전문적으로 깊게 파고들진 않았다. 세상의 과거·현재·미래를 훑어보면서, 과학(세상 탐구)의 현주소를 짚고 앞으로 다가올 미래가 어떻게 펼쳐질지 예측하는 정도이다. 그러면서도 우리가 정말로 궁금해하는 것들, 죽으면 어디로 가고 외계인은 있는지까지 방대한 스케일을 다루었다. 그래서 이 책은 과학서라기 보단 세상 탐구서라고 할 수 있다. 태초 빅뱅부터, 아니 그 이전의 배경부터 우리 인간의 현주소와 미래 인공지능 시대까지 최대한 쉽고 흥미진진하게 풀어쓴 만큼 독자들은 긴장 풀고 가볍게 읽으면 된다. 물론 이 세상은 과학이 풀기엔 여전히 미지의 세계다. 그럼에도 불구하고 ‘우린 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이.’(영화 『인터스텔라』 대사 중에서)

‘물리학’ 하면 어떤 이미지가 떠오르는가? 안타깝게도 사람들은 학창시절부터 물리학이라고 하면 이해 안 가고, 어렵고, 재미없는 학문이라고 여기게 되면서 성인이 되고 나서도 물리학을 멀리하며 살아가게 되는 것 같다. 물리학을 전공하는 입장에서 이는 참으로 안타까운 일이다. 다소 오해를 불러일으킬지도 모르지만, 물리학을 알면 눈에 보이는 풍경과 세계가 완전히 바뀌니까 말이다.
물리학을 알면 세상은 더 깊어지고 세세해지고, 넓어지고, 아름다워진다. 이런 내용을 이 책을 통해 한 명이라도 더 많은 사람에게 전할 수 있다면 저자로서 더 바랄 게 없겠다.

- 머리말 중에서

저자소개

1966년생. 교토대학 이학부를 졸업한 후 히로시마대학 대학원 이학연구과에서 박사 학위를 받았다. 나고야대학 대학원 이학연구과 준교수를 거쳐, 현재 KEK(고에너지 가속기 연구기구) 교수다. 2012년에 일본천문학회에서 주는 하야시주시로상을 받았다. 저서로 《우주에 바깥쪽은 있는가》《우주는 어떻게 시작되었는가》《현대우주론》《우주론의 물리(상·하)》《대규모 구조 우주론》《우주의 탄생과 종말》《우주의 암흑 에너지》 등이 있다.

목차

머리말
1장 물리학으로 세상을 보는 관점이 바뀐다
01 물리학자가 월가에서 활약하고 있다?! / 02 정말 물리학으로 주가 예측이 가능할까? / 03 진실이 하나라고는 할 수 없다? 양자론이 전하는 심오함 / 04 세상은 전파로 넘쳐난다 ― 메시지는 어떻게 전송될까?

2장 물리학자의 정체
05 내가 물리학자가 된 이유 / 06 물리학이란 결국 어떤 학문인가? / 07 세상에 작용하는 네 가지 힘 / 08 카미오칸데의 발견은 부산물이었다?! / 09 이론은 어떻게 인정될까? / 10 아인슈타인은 아마추어 학자였다?!

3장 하늘 위의 물리학
11 구름은 왜 떨어지지 않을까? / 12 왜 하늘은 파랗고 노을은 빨갈까? / 13 지구는 왜 따뜻해졌나? / 14 지구의 축은 왜 기울어졌을까? / 15 지구는 왜 자전을 시작했을까? / 16 지구 이외에 생명체는 존재할까? / 17 행성 발견 전성시대! 행성은 어떻게 찾는가?

4장 우리는 무엇을 보고 있는가? ― 빛의 이야기
18 빨간색은 왜 빨간색으로 보일까? / 19 편광 렌즈를 사용하면 왜 물속이 깨끗하게 보일까? / 20 3D 영화는 왜 입체적으로 보이는가? / 21 같은 빨간색을 봐도 사람에 따라 보는 방식이 다르다? / 22 착시는 항상 일어나는가?

5장 모든 것은 입자로 이루어져 있다 ― 소립자, 원자, 분자의 세계
23 화상은 분자 운동의 소행이다? / 24 원자는 어떻게 증명됐는가? / 25 원자를 분해하면 무엇이 될까? / 26 쿼크와 쿼크, 양성자와 중성자는 어떻게 붙어 있는가? / 27 소립자는 어디에서 왔을까? / 28 우주가 끝날 때까지 불멸일까? / 29 우리는 죽으면 어디로 갈까? / 30 의식은 어디에서 만들어졌는가? ― 인공지능이 진화하면 의식을 가질까?

6장 시간은 언제나 일정할까? ― 상대성 이론을 생각하다
31 GPS가 맞는 이유는 상대성 이론이 옳기 때문이다? / 32 ‘특수 상대성 이론’이란 무엇인가? / 33 ‘일반 상대성 이론’이란 무엇인가? / 34 아인슈타인은 왜 ‘천재’인가? / 35 시공의 왜곡을 어떻게 증명했을까? / 36 빌딩의 고층부에서는 시간이 천천히 흐른다? / 37 블랙홀의 존재는 상대성 이론에서 비롯됐다? / 38 블랙홀 끝에는 화이트홀이 있을까? / 39 워프도 타임머신도 현실로 되는가?

7장 의식이 현실을 바꿀까? ― 양자론의 세계
40 빛을 가득 쫴도 피부가 타지 않는데, 왜 자외선으로 피부가 탈까? / 41 ‘양자론’이란 무엇인가? / 42 ‘파동이면서 입자이다’ ― 양자의 기묘한 움직임을 어떻게 알아냈을까? / 43 태양광 발전은 어떻게 태양빛을 전기로 바꿀까? / 44 ‘원자핵의 주변을 전자가 돌고 있다’는 말은 틀렸다? / 45 ‘양자의 파동’이란 무엇인가? / 46 아인슈타인도 슈뢰딩거도 양자론을 받아들이지 않았다 / 47 공도 벽을 통과한다? / 48 양자 컴퓨터가 등장하면 가상화폐는 사용할 수 없게 된다? / 49 양자의 움직임에 대한 세 가지 해석 / 50 무수의 평행우주가 존재한다?! / 51 우주의 시작도 양자론으로 설명할 수 있다

맺음말 ― 우주는 인간이 태어날 수 있도록 되어 있다?

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