영화보다 재밌는 물리학! 정설과 가설이 엎치락뒤치락하는 물리학의 세계

밤의 물리학

탁상 블랙홀에서 양자 텔레포테이션까지 상상 초월 물리학의 세계

원제 夜の物理學

다케우치 가오루 | 옮김 꿈꾸는 과학

출판사 사이언스북스 | 발행일 2008년 10월 22일 | ISBN 978-89-837-1229-5

패키지 반양장 · 변형판 148x220 · 206쪽 | 가격 11,000원

분야 물리학

책소개

영화보다, 게임보다 재밌는 진짜 물리학!
정설과 가설, 낭설과 사이비 이론이 엎치락뒤치락하는 물리학의 세계를 엿본다.

저명한 영국의 과학 학술지 ≪네이처≫ 9월 18일 호에는 아주 흥미로운 과학적 발견이 소개되었다. 판타지 영화 「해리포터」에 나오는 투명 망토나 우리나라 전설에 나오는 도깨비 감투처럼 사람이나 물체를 투명하게 만들어 주는 물질이 개발되었다는 것이다. 미국 캘리포니아 주립 대학교 버클리 캠퍼스의 제이슨 밸런타인 박사와 장솽 교수는 가시광선에 대해 음의 굴절률을 갖고 있는 ‘메타 물질’을 만들어 냈다고 발표했다. 이 메타 물질로 어떤 물체를 감싸면 빛이 메타 물질 속에서 휘어 물체에 닿지 않고 반대편으로 나가므로 그 물체가 보이지 않게 된다는 것이다. 이것이 실용화된다면 투명 인간은 이제 환상 속의 이야깃거리가 아니게 된다.
많은 사람들이 과학을 딱딱하고 고루한 것으로 생각하지만, 실제로 과학은 이 메타 물질의 발견처럼 영화나 게임이나 소설보다 기묘한 세계를 다루는 홍미로운 세계이기도 하다. 최근 미니 블랙홀이 만들어지면 지구가 멸망할지 모른다는 소문으로 유명세를 치렀던 스위스 제네바 근교에서 시험 가동 중인 대형 강입자 충돌기(LHC) 역시 과학의 즐거움을 한껏 보여 준 바 있다.
이번에 (주)사이언스북스에서 과학계, 특히 이론 물리학계의 기기묘묘함과 흥미진진함을 생생하게 소개한 책이 출간되었다. 이번에 번역, 출간된 일본을 대표하는 과학 저술가이자 인기 작가인 다케우치 가오루(竹內薰)의 <밤의 물리학(夜の物理学)>은 일반인의 상상을 초월한 개념과 아이디어로 과학의 새로운 지평을 개척하고 있는 이론 물리학의 이모저모를 담은 책이다.
다케우치 가오루는 독특한 이력을 가진 과학 저술가이다. 법학도 출신이지만 과학에 흥미를 느껴 법학 공부를 그만두고 일본 최고 학부인 도쿄 대학교 물리학과에 진학해 이론 물리학과 과학사와 과학 철학을 공부했으며, 캐나다 맥길 대학교에 유학 가서는 이론 물리학으로 전향해 초끈 이론을 연구했다가 다시 과학사와 과학 철학을 중심으로 저술 활동을 하고 있는 인물이다. 과학의 역사 속에서 부침했던 수많은 개념과 인물을 알기 쉽고 경쾌한 문체로 소개하며 많은 팬을 거느리고 있는 그는 최근에는 일본의 밀리언셀러였던 <가설력>(2006년 출간, 국내에서는 2007년 출간)을 비롯해, 뇌과학과 물리학 그리고 사회 과학과 인문학을 아우르는 다양한 책을 출간하며 일본의 대표하는 저술가이자 지식인으로 부상하고 있다.
저자의 과학적 경력과 인문학적 유머 감각이 듬뿍 묻어 있는 이 책은 과학이 단순히 정설로만 이루어진 단단한 체계가 아니라 정설과 준(準)정설, 가설, 심지어는 이단설마저도 함께 포함하고 있으며, 이 다양한 이론들이 끊임없이 엎치락뒤치락하며 경합하는 유동적인 존재임을 보여 준다. 제목 그대로 물리학은 “밤에 이루어지는” 학문인 것이다.
또한 얼핏 숭고한 존재라고 생각하기 쉬운 과학자들이라는 존재의 이면 역시 조명한다. 찬란한 물리학자들의 업적에 가려져 있는 그들을 파헤치고 들어가며 그들의 엄밀한 과학적 업적 뒤에 숨어 있는 임기응변식 아이디어들, 고상한 대중적 이미지 뒤에 가려져 있는 인간으로서의 노골적인 면모들을 치밀하게 풀어낸다.
번역은 ‘꿈꾸는 과학’의 최승원, 김지혜, 차선철이 맡았다. 꿈꾸는 과학은 한국을 대표하는 과학 저술가이자 카이스트 정재승 교수의 전폭적인 후원으로 만들어진 이 이공계 대학생들의 글쓰기 공동체는 매주 함께 모여 과학 글쓰기 연습과 독서 토론을 통해 과학적 상상력과 비판적 사고를 키우고 있으며 최근 여러 권의 책을 출간한 바 있다. ‘밤의 물리학’ 혹은 ‘나이트 사이언스’라는 키워드를 중심으로 과학사의 로망을 풀어내는 이 책에 어울리는 역자들일 것이다.

물리학은 밤에 이루어진다!

이 책의 핵심 키워드는 ‘나이트 사이언스’ 또는 ‘밤의 물리학’이다. 저자는 이 키워드를 세 가지 의미로 정의한다. 치밀한 논리가 아니라 갑자기 번득이는 엉뚱한 아이디어를 출발점 삼아 연구하는 과학, 밤하늘에 존재하는 수많은 천체들과 우주 자체의 기원과 미래를 생각하는 말 그대로 ‘밤의 과학’인 우주론, 그리고 공상, 허구, 낭만이 얽히고설킨 왠지 수상한 과학을 가리킨다. 다케우치 가오루는 이 키워드를 무기 삼아 탁상 블랙홀이나 양자 텔레포테이션 또는 상온 핵융합로 같은 물리학의 이론들이 어떤 과정을 통해 탄생하는지, 우주의 역사를 설명하려는 우주론이 현재 어떤 식으로 발전하고 있는지, 물리학자들을 포함한 과학자들이 도대체 어떤 인간들인지 소개해 나간다.
저자는 책의 재미를 더해 주기 위해 우주론, 물리학, 물리학자를 소개하는 각 꼭지에 “정설, 준정설, 이단설, 물리학, 우주론, 번외편, 과학자론”을 구분하는 분류표를 붙여 표시했다. 현재 완성된 이론으로서 정설로 인정받는 이론은 ‘정설’, 그럴듯하다고 인정받지만 아직 완전하게 증명되지 않아 “헤성같이 등장했다가 별똥별 꼬리가 사그라지듯” 사라질지도 모르는 것은 ‘준정설’, 주장한 사람은 옳다고 믿지만 다른 이론들과 부합되지 않아 다른 과학자들은 동의하지 않는 이단적인 이론에는 ‘이단설’이라는 표지를 붙여 두어 그 꼭지에서 소개하는 이론이 물리학계 혹은 과학계에서 어떤 지위에 있는지 한눈에 알 수 있게 해 두었다.
독자들은 ‘나이트 사이언스’라는 낭만적인 키워드와 학계의 지형도를 한눈에 보여 주는 ‘정설, 준정설, 이단설 등등’의 키워드를 따라 가면서 “밤의 공상과 낭만”으로 가득한 과학의 세계를 조망할 수 있을 것이다. 

물리학의 속살을 엿본다. – 일본의 독자 서평

영화를 현실로 만드는 것은 ‘끊임없는 상상’과 그것을 만들고자 하는 ‘노력’이다. 물리학 역시 상상력과 노력이 없다면 이루어질 수 없다. 이 책에서는 그 상상과 노력을 중점적으로 다루고 있다. 이 책에서는 세상에서 가장 독특한 상상을 하며 그것을 이론적으로, 실험적으로 입증하기 위해 노력하는 천재 과학자들의 이야기를 재미있게 소개한다. 
우주가 ‘푸앵카레의 십이면체’ 모양이라 우리는 우주라는 동물원에서 절대로 빠져나가지 못하는 ‘우주 동물원설’에서부터 나트륨 원자 안에 빛을 가둬 자그마한 탁상용 미니 블랙홀을 만들 수 있다는 하버드 대학교 레네 하우 교수의 기기묘묘한 연구 성과들이 소개되어 있다. 또한 웜홀을 이용한 타임머신, 도는 방향에 따라 질량이 바뀌는 괴상한 팽이, 아무것도 없는 것처럼 보이는 우주 공간에 가득 담겨 있는 진공 에너지의 비밀, 공상 과학 영화에서나 볼 수 있는 순간 이동을 가능하게 해 줄지도 모른 양자 텔레포테이션까지 보는 사람의 상상을 자극하는 물리학자들의 독특한 이야기들이 책 곳곳에 가득하다.

천재 물리학자들의 다른 생각, 다른 모습

또한 천재 물리학자라고 불리는 많은 과학자들의 다른 모습도 보여 준다. 길에서 마주친 여성에게 점수를 매기며 혼자 킬킬거렸던 란다우, 노벨 물리학상 상금을 모두 이혼 위자료로 써 버린 아인슈타인, 블랙홀에 대한 연구와 허수 시간 우주에 대한 경이로운 이론으로 전 세계 물리학계를 뒤흔들었으나 가정 폭력의 피해자라는 의심을 사는 스티븐 호킹, 환각에 시달려 다량의 신경 안정제를 먹어야 했고, 결국에는 양자론에서 유령 등을 연구하는 초심리학으로 전공을 바꾼 조지프슨, 과학의 적이라는 오명을 뒤집어썼던 과학 철학자 파이어아벤트, 뛰어난 과학 저술가였다가 현재는 신비주의자로 전향해 버린 존 호건 등 낮과 밤의 경계를 오가며 방황했던 과학자들의 면모를 생생하게 보여 준다.
저자는 책의 말미에서 “사실은 소설보다 기이하다. 내가 쓰는 서투른 소설보다도(저자는 소설을 쓰기도 했다.-편집자 주) 현대 물리학의 세계가 더욱 소설 같다.”라고 말한 바 있다. 또 카이스트의 정재승 교수도,

다케우치 가오루는 독자들에게 걸출한 천재들의 뒷이야기를 서슴없이 들려주며 20세기 최고의 과학자들을 친근하게 묘사한다. 그의 책을 읽다 보면, 과학은 밤에 이루어지며 과학의 가장 흥미로운 역사는 ‘밤의 역사’라는 사실에 흔쾌히 동의하게 된다. - 정재승(카이스트 바이오및뇌공학과 교수)

라고 이 책을 평한 바 있다.
과학이 무작정 어렵기만 하고 현대 물리학이 세상과 아무런 관련이 없는 추상적인 세계만 설명하고 있다고 ‘착각’하기 쉬운 독자들이나 일반인들에게 물리학 세계의 상상력과 활력을 재기 넘치는 문장으로 소개하는 다케우치 가오루의 이 책은 청량감 있는 과학 독서의 즐거움을 선사할 것이다.

유명 과학자 대부분은 이단 과학자였다. 과학이란 무엇인가를 생각하게 해 주는 최고의 책이다. ‘바보 전문가’가 아니라 ‘사회에 공헌할 수 있는 과학자’가 늘어났으면 하는 바람에서 이 책을 추천한다. – 일본 독자 서평

편집자 리뷰

\’물리학\’이란 단어에 거부감이 생긴다면 이 책을 읽어 보길 권한다.

목차

판도라의 상자를 연 물리학자
제★장 나이트 사이언스
1. ‘나이트 사이언스’의 세 가지 의미!
2. 감히 ‘정설’이라고 불리는 학설들
3. 우주는 도라에몽의 주머니?
제1장 우주론 여행
4. GPS에 아인슈타인의 상대성 이론이 사용된다고?
5. 다세계와 아기 우주
6. 137억 년 전의 소리
7. ‘일생일대의 실수’라고?
8. 달이 보이지 않으면 달이 없는 것일까?
9. 무(無)에서는 아무것도 태어날 수 없다. 하지만 우주는 태어난다.
10. 혹시 농담은 아니겠지?
11. 다루호의 우주론 입문
12. 우주의 구석에서 꿈을 외치다 1
13. 우주의 구석에서 꿈을 외치다 2
14. 수비술인가 물리학인가
15. 노벨상을 탄 사람들
 
제2장 현대 물리학 여행
16. 아인슈타인의 위대한 유산, 양자의 얽힘
17. 자석의 N극과 S극을 나눌 수 있을까?
18. 다섯 번째 힘 발견 대소동
19. 진공의 흔들림으로 전기를 만든다고?
20. 안 보인다!
21. 호킹의 인류 원리
22. 과연 실현 가능할까?
23. 팽이가 도는 방향에 따라 무게가 변한다고?
24. 탁상 블랙홀에서 타임머신까지
25. 아침의 물리학자 같지만 사실은 밤의 물리학자?
제3장 과학자도 인간인걸
26. 물리학자들의 사랑과 슬픔
27. 극악무도한 러시아의 천재 란다우
28. 고고한 물리학자 데이비드 봄
29. 브라이언 조지프슨의 전향
30. 전 세계를 떠들썩하게 만든 <과학의 종말>
31. \’과학의 적\’이라는 오명을 쓴 파이어아벤트
32. 일본의 과학자
에필로그
참고 문헌
옮긴이 후기
추천사
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작가 소개

다케우치 가오루

1960년에 도쿄에서 태어났다. 도쿄 대학교 이학부 물리학과를 졸업하고 캐나다 맥길(McGill) 대학교 대학원에서 고에너지 물리학 박사 과정을 수료했다. 과학을 쉽고 재미있게 소개하는 과학 저술가이며, ‘유카와 가오루’라는 필명으로 추리 소설도 썼다. 저서로는 <과학은 if?>, <판타스틱 두뇌탐험>, <가설력>, <싸우는 물리학자> 등이 있다.

 

꿈꾸는 과학 옮김

일명, ‘몽사이(夢-SCI)’. 대중적 과학 글쓰기와 일러스트에 관심 있는 이공계 대학생들의 글쓰기 공동체이다. 2003년 카이스트 바이오및뇌공학과 교수 정재승이 만들었으며 매주 함께 모여 과학 글쓰기 연습과 독서 토론을 통해 과학적 상상력과 비판적 사고를 키워 간다. 이들의 원대한 꿈은 ‘자연의 경이로움과 이를 밝혀내는 과학의 즐거움을 세상 모든 사람들과 함께 공유하는 것’이다.

독자 리뷰