모두를 위한 물리학

머리말 : 볼츠만 만세!

1. 세계화라는 동화에 맞서는 물리학
함무라비의 유산 / 의미 있는 행정, 무의미한 행정 / 물리학과의 이별? / 행정과의 이별! / 각자 계산하라 / 연구의 자유 / 할 일이 많다

2. 가능한 모든 것 : 기초
속도, v와 Δ / 가속도, a / 힘 / 질량 / 뉴턴의 운동법칙 / 에너지와 운동량의 보존 / 에미 뇌터 또는 스프링에 양끝이 있는 까닭은? / 최소 작용 / 실제로 그렇다 / 당구공 / 풍력의 예

3. 상대성 : 완전 좋아!
아인슈탄인의 빛 시계 / 피타고라스의 정리 / 역설적이지 않은 쌍둥이 패러독스 / 상대성이 없으면 지멘스도 없다 / 세계 최고의 이론

4. 벡터 계산 vs. 석유 계산
실제를 위한 화살표 / 태양을 향한 벡터, 자유를 향한 벡터! / 최소 시간의 원리 / 석유 대신 거울 / 아르키메데스의 장치 : 풍요 속의 에너지

5. 힘과 공간 : 세계를 결합시키다
공간의 힘, 힘의 공간 : 마당 / 만유인력 / 두 개의 질량, 두 개의 스프링 / 전기력 / 강력과 약력

6. “만물은 수다.”
시간 여행 : 함수 / 모든 것을 위한 단 한 가지 : 사인 함수 / 파동 / 중첩되는 파동

7. 일상적인 양자이론
아인슈타인과 고대 그리스인 / 입자의 원소 / 점, 선, 각, 덧셈 - 끝 / 수학적인 입자 추적 / 정지한 것에서 출렁이는 세계로 / 미세 조건 : 모든 게 가능하지는 않다 /

8. 열역학 : 우연에도 목적이 있다
한없는 단순성 / 먼저 기체방정식은… / … 그리고 이제 엔진 / 이상한 엔트로피 / 두 개의 따뜻한 쇠 / 목적지향성 우연 / 볼츠만 공식

9. 계속 더 해야 하는가?

10. 물리학 없는 진화
발달은 Yes - 발전은 No? / 복잡성 - 복합 / 인간, 동물, 결론

11. 물리학 없는 정보
공격 개시 시간, 새벽 4시 / 섀논의 정보량 / 그것은 무엇인가 : 정보라고?

12. 정보물리학
작은 개 / 정보와 유한(有限) / 디지털 막대기 / 유령상자 / 물리학적인 계산 / 선형 계산 / 모든 사람들을 위한 양자컴퓨터 / 우리의 희망, 셀 마이크로프로세서 / 셈에 관한 질문 / 이미지 인식 / 계산에서 시각으로 / 플라톤과 불 / 눈을 뜨자 세계가 열리다

13. 그렇게 계속할 수 있을 텐데

14. 물리학 있는 진화
생명이란 무엇인가? / 엔진이란 무엇인가? / 극단적으로 복잡한 증기기관 / 생명은 엔트로피를 증가시킨다 / 무의미한 진화, 무의미한 생명? / 정신생명 / 불쌍한 컴퓨터

15. 마침내 미래!
세계의 거울 / 우리는 아직 상상하지 못한다 / 소수의 생존자 / 네트워크의 사회학 / 물리학을 하라!

유권자가 원한다면 정치가는 확실히 바꿀 것이다. 그런데 유권자는 물리학에 관심이 없다. 유권자는 환경 보호에도 관심이 있고 평화에도 관심이 있지만 물리학에는 전혀 관심이 없다. 그래서 우리가 아직도 석유를 놓고 전쟁을 하고 있는 것이다.-25쪽

지원을 받는 젊은이들은 물리학만 생산하는 것이 아니라 장기적으로 더 중요한 무엇인가를 일으킬 것이다. 우리는 우선 물리학에 재능이 있고 결과를 내놓을 수 있는 사람을 구별하게 된다. 지금은 재능이 있는 젊은이와 재능이 없는 젊은이를 구별할 수 없다. 아무도 자신의 재능을 보여 줄 기회가 없기 때문이다. 역시 위계 질서, 권력, 행정 때문이다. 만약 누가 훌륭한지 알 수 있다면, 그에게 열린 자리를 줄 수 있을 것이다. 하지만 현재의 시스템에서 이들에 대한 평가는 아무런 역할을 하지 못하고 있으며 심지어 부정적이기까지 하다.-34쪽

‘스프링 두 개에는 한 개보다 두 배의 힘을 주어야 한다.’는 것 역시 아이들도 알 만큼 간단한 이야기다. 그러면 이렇게 너무나 뻔한 사실이 과학일 수 있을까? 다시 강조하건대, 이것은 당연한 것이 아니며 때로는 틀릴 수도 있다. 원자핵의 가장 작은 입자(쿼크)들은 글루온이라고 하는 일종의 스프링으로 서로 결합되어 있다. 그런데 두 개의 글루온 스프링은 두 배가 아니라 세 배의 힘을 낸다.-53쪽