세상을 움직이는 에너지, 물리

머리말

오래 전부터 알려진 개념들
복사선
파동·굴절·간섭
도플러 효과
원자
주기율표
방사선이란 무엇인가?

물리학의 중요한 개념들
에너지
압력
질량
힘
운동량
각운동량
온도
전하
전위와 전압
마찰
엔트로피

물리학의 방법들
실험
단위계
장(Field)
기준계
대칭과 보존량
인과성

중력과 상대성
공간
시간
중력
모든 것은 상대적이다
굽은 공간과 비틀린 시간
블랙홀
스티븐 호킹의 우주론

놀라운 양자의 세계
입자·파동·이중성
하이젠베르크의 불확정성 원리
터널링 효과
슈뢰딩거의 고양이
전자기적 상호작용
강한 상호작용
약한 상호작용
진공은 정말 비어 있는 것일까?
쿼크
스핀
페르미온에서 중성자 별까지
보존과 뭉쳐 다니기

구체적인 현상들과 기술
천둥과 번개
레이저
입자 가속
초전도
주사탐침 현미경(SPM)
핵융합
페르페툼 모빌레
시간 여행

아름다운 꽃을 한 다발 사자. 그리고 꽃병에 물을 새로 받아 꽂아두면 꽃을 볼 때마다 우리의 눈이 즐거울 것이다. 하지만 빛이 통과하지 않는 검정 상자로 꽃다발을 통째로 덮어씌워 보자. 그리고 며칠 후 상자를 다시 벗겨내면 어떤 현상이 일어날까? 아마 시든 꽃다발을 보게 될 것이다. 꽃은 누렇게 변색되었을 것이고, 전에 깨끗했던 물은 뿌옇게 변했을 것이다. 줄기와 잎은 거무튀튀한 녹회색으로 변했을 것이다. 예전의 예쁘고 화려한 꽃은 어디로 갔는가? 이제 그 꽃다발은 전혀 아름답지 않은 추한 물건일 따름이다. 우리가 그 꽃에 계속 신선한 물을 공급해 주고 햇빛을 쐬어 주었다면 훨씬 나아 보였을 것이다.

이렇게 외부세계로부터 고립된 꽃다발의 붕괴는 에너지 공급 없이 격리된 물리학적 계에는 무질서가 점점 증가한다는 물리학 법칙에서 연유한다. 물리학에서는 이것을 '엔트로피'라고 한다. 엔트로피의 계속적 증가를 막기 위해서는 계속적인 에너지 공급이 이루어져야 한다. 에너지원이 마르면 그 계는 점점 무질서가 증가하게 된다. - 본문 47쪽에서