과학을 안다는 것

1장 우리 안의 우주

거울의 비밀 14

2장 세상은 무엇으로 이루어져 있나

머리카락은 무슨 색일까 22 염색은 화학작용의 결과 24 탈모는 진화의 부작용 24 인류가 털을 잃어버린 까닭 27 인체가 우주에 던져지면 어떻게 될까 31 인간은 언제부터 옷을 입었나 34 피부색은 왜 다를까 35 물질의 구성요소 37 원자는 멈추지 않는다 38 엉덩이는 의자에 닿을 수 없다 39 원자의 복잡한 속사정 41 전자에 관한 오해 43 양자의 정체 44 쿼크의 맛깔 45 세상을 구성하는 물질입자 46 고체·액체·기체의 경계 48 기체 너머의 플라스마 50 보스-아인슈타인 응축 53 복잡성의 원인 55 매릴린 먼로의 원자가 내 몸에 55 지구보다 오래된 우리 몸의 원자 57 우주는 얼마나 클까 59

3장 우리 몸은 무엇으로 이루어져 있나

욕설은 통증을 줄여준다 63 생명력이란 무엇일까 64 살아있다는 증거 65 생과 사의 차이 66 피 속의 삼총사 68 물은 곧 생명 69 생명을 담는 그릇 71 슈퍼스타 분자 DNA 73 당신만 갖고 있는 암호 76 손가락은 어떻게 움직이나 78 침입자의 공로 79 고마워 박테리아 80 맹장은 억울하다 82 박테리아와 5초 원리 84 기생충을 함부로 대하다가는 85 거머리는 천연항응고제 86 속눈썹 안의 에일리언 87 생물학을 키워준 현미경 88 X선에서 알아야할 것 89 컴퓨터단층촬영과 MRI 92 까다로운 중성미자 93 양자 역학 터널링 94

4장 우주는 어떻게 생성되었나

오리온의 허리띠 101 별은 과거다 104 파동인가 입자인가 105 빛의 고향 106 1340년을 날아온 빛 107 광자는 게으르다 108 베이워치 원리 110 눈 렌즈의 작동원리 112 빛은 어떻게 반사되나 113 아무도 빛을 볼 수 없다 114 귀신이 보이는 이유 116 눈으로 본 것을 뇌는 어떻게 처리하나 118 뇌의 기막힌 속임수 119 너무도 작은 양자 122 광자의 행동방식 123 불확정성 원리의 본질 125 양자가 얽히면 126 인간은 양자기계 128 안드로메다를 본다는 것은 129 빛나는 오줌 131 빅뱅의 메아리 133 지금도 팽창하는 우주 135 빅뱅은 과연 일어났을까 138 은하를 붙잡아두는 힘 139 암흑에너지 140 퀘이사는 아기 은하 142 블랙홀이라는 신화 144 블랙홀 만들기 146 태양의 실체 148 생명의 에너지원 150 태양계에 다른 생명체가 있을까 151 지적인 외계인 153 우주 속의 왕따, 지구 154

5장 몸에서는 무슨 일이 벌어지나

우리 몸은 화학실험실 159 소화제는 바위 가루 160 이산화탄소는 생명체의 은인 162 소다수의 기원 164 과학의 돌파구, 주기율표 165 원소 114의 비밀 166 중금속이야 비활성기체야 169 음식은 어떻게 에너지가 되나 171 요리는 이렇게 시작됐다 172 뇌를 속이는 카페인 173 개와 다크 초콜릿은 상극 175 아스피린 파워 177 근육이 움직이는 원리 179 에너지는 어떻게 일이 되나 180 먹는 만큼 나오는 에너지 182 무에서 유를 창조하는 캥거루 182 열은 움직이는 거야 183 영구기관은 없다 186 에너지 크룩스 187 무한청정에너지 188 엔트로피와 무질서 189 괴물의 물리학 191 두 다리로 선다는 것 192 꼼지락거리기와 관절 꺾기 193

6장 감각은 어떻게 작동하나

소리는 어떻게 듣나 197 달팽이관에서 일어나는 일 200 청각의 오류 201 칠판 긁는 소리는 왜 듣기 싫을까 201 감자칩 맛있게 먹는 법 202 맛을 알아내는 미뢰 204 바다에는 소금이 없다 205 냄새는 어떻게 맡을까 207 짝을 찾을 때 작동하는 후각 208 냄새는 기억을 부른다 209 촉각은 기계처럼 210 피부의 놀라운 기능 210 통증의 감각 211 나는 내 코를 어떻게 찾을까 213 롤러코스터에서 발견한 감각 214 무게와 질량의 차이 215 미는 힘 당기는 힘 217 중력의 발견 218 E=mc² 219 시간과 공간의 비틀림 221 사과는 왜 떨어지나 223 등가원리 224 중력은 창조자 226 전자기력의 파워 227 전류는 물처럼 흐르지 않는다 229 몸이 공중분해되지 않는 이유 231 약력이 없는 지구는 233 시간여행을 떠난다는 것 234 빛보다 빨리 움직일 수 있을까 235 시간 터널링 236 타임머신을 타게 되면 237 시간여행이 낳는 역설 239 천식환자는 놀이공원으로 240

7장 우리는 왜 이렇게 생겼을까

매력의 요소 243 왜 매력을 느끼는 걸까 245 당신의 정확한 나이 246 인간이 포식자가 된 까닭 247 개는 인간이 개발한 기술 249 훌륭한 동반자, 개 251 개가 만들어지기까지 252 염색체는 왜 중요한가 254 RNA의 역할 256 유전자가 전부는 아니다 258 클론의 공격 260 복제양 돌리의 비밀 262 인간복제의 위험 264

8장 뇌에서는 무슨 일이 벌어질까

머릿속에서 일어나는 일 269 우리가 수학을 싫어하는 이유 271 헷갈리는 확률 게임 273 상식을 배반하는 확률 274 목숨을 좌우하는 확률 통계 278 통계의 허와 실 279 못 믿을 기억 281 컴퓨터와 뇌의 차이 283 신기한 절차 기억 283 창의력은 어디서 오나 284 기억력 키우는 법 285 전화번호 외우는 법 287 금붕어는 3초만 기억한다? 288 쓰기의 놀라운 위력 288 그림으로 쓰기 290 알파벳의 유래 291 아브자드와 알파벳 292 쓰기가 인류에게 준 선물 293 컴퓨터와 말하기 295 윤리 체계와 행동 사이 297 선택할 때 작동하는 것들 300 뇌의 결정 능력 302 부조리한 결정 과정 303 복권을 살 만한 이유 304 경제학적 삶은 옳은가 306 의식은 행동을 어떻게 통제하나 306 방광을 비워라 309 통증은 뇌가 명령한 결과 310 동종요법의 지시 311 플라시보의 윤리학 312

9장 인류는 어떻게 진화했을까

조상의 탑 317 일곱 색깔 무지개는 없다 318 갑작스런 진화는 없다 319 종의 경계 320 쥐와 인류의 조상은 같다 321 검증되지 않은 이론도 과학 323 뉴턴이 틀린 것만은 아니다 325 종에서 종으로의 도약은 가능한가 326 그렇게 생긴 데는 다 이유가 있다 327 과학의 요건 328 당신이 곧 과학이다 330

우리는 우리 몸에서 일어나는 온갖 작용을 들여다보면서 우주의 과학을 탐험하게 될 것이다. 그 탐험 중 어떤 것은 아주 가까이에서 일어날 것이다. 어떤 때는 어쩔 수 없이 당신의 몸을 떠나 별들의 심장부와 그 너머로도 가게 될 것이다. 그렇게 하는 데는 그럴 만한 이유가 있다.

일반적으로 성인은 약 7x1027 즉 7,000,000,000,000,000,000,000,000,000개의 원자로 이루어져 있다. 7 뒤에 0이 27개 따라온다. 이 수치는 우주가 존재해왔다고 여겨지는 기간을 초로 환산한 숫자에 10억을 곱해서 나오는 숫자보다 더 큰 수치다. 당신 눈앞의 거울 속에 서있는, 겉으로는 간단해 보이는 형체 안에서 엄청나게 많은 일들이 일어나고 있는 것이다.

모든 것을 구성하는 원자들은 절대 서로 닿지 않는다. 서로 가까이 가면 갈수록 원자들을 구성하는 부분의 전하 사이에 반발력이 더 커지기 때문이다. 마치 매우 강력한 자석의 두 개의 극을 함께 갖다대는 것과 같다.
심지어 뭔가가 다른 것과 접촉하는 것처럼 보일 때에도 이런 일이 일어난다. 예컨대 당신이 의자에 앉아있을 때도 사실은 의자에 닿은 것이 아니다. 당신의 몸은 원자들끼리의 반발로 생기는 극미한 거리만큼 떠 있다.