돌파하는 과학

들어가며: 결국 답을 찾는 힘

1부. 복잡한 세상을 꿰뚫는 질문:
과학의 여명
1장 최초의 탐구: 고대 그리스와 자연철학
과학은 어디에서 탄생했을까? | 과학의 아버지 탈레스 | 세상은 무엇으로 이루어져 있는가 | 숫자로 바라본 세계
2장 생각의 탄생: 아리스토텔레스
진리를 꿈꾼 고대 그리스 철학자들 | 거의 모든 지식의 개척자
3장 무기가 되는 지혜: 로마 시대와 실용과학
헬레니즘 문명과 실용주의 | 논밭의 크기를 어떻게 잴 것인가 | 복잡한 우주에 원 하나만 더하면 | 인간의 힘으로 질병을 치료하다

2부. 신의 질서에 도전하다:
중세부터 과학혁명까지
1장 더 합리적인 설명을 찾아서: 연역법 대 귀납법
직접 관찰한 현실에서 출발하라 | 천장에 붙은 파리의 위치를 설명하는 방법 | 베이컨과 데카르트가 과학자가 아닌 철학자로 불리는 이유
2장 우주의 중심을 둘러싼 싸움: 코페르니쿠스의 과학혁명
신의 질서는 단순하다 | 지구가 우주의 중심에서 물러나다
3장 천상의 법칙을 밝혀낸 인간: 브라헤의 관측과 케플러의 탐구
하늘에 새로운 별이 뜨다 | 별의 움직임을 풀이하는 한 줄의 방정식
4장 언제나 진실만을 좇아서: 최초의 근대과학자 갈릴레오 갈릴레이
그래도 지구는 돈다 | 떨어지는 공에 숨은 운동법칙
5장 혁명을 완성하다: 뉴턴의 물리학
가장 위대한 과학자 | 왜 달은 지구로 떨어지지 않는가 | 고전역학: 지상과 천상을 통합하다 | 신이 ‘뉴턴이 있으라’고 말씀하시매

3부. 정복을 꿈꾸다:
격변을 이끈 근대과학
1장 에너지 혁명: 산업혁명과 증기기관
세상을 바꾼 엔진 | 열이란 무엇인가 | 뜨거운 물체는 왜 항상 차가워질까? | 우주 어디에서든 통하는 법칙
2장 물질의 신비를 풀다: 플로지스톤부터 주기율표까지
2,000년 넘게 던진 질문 | 불타는 수수께끼 | 화학의 기초를 세우다 | 최선의 이론을 위한 집요한 탐구 | 연금술의 꿈이 실현되다 | 미지의 원소를 찾는 마법 지도 | 인류의 구원자이자 파괴자
3장 우리는 어디서 왔나?: 진화론과 멘델의 유전법칙
비글호에 오르다 | 진화론의 탄생 | 살아남은 것은 우수하다는 오해 | 완두콩에서 발견한 유전법칙
4장 빛을 손에 넣다: 전자기학의 발전
번개와 개구리 뒷다리의 공통점 | 하나씩 밝혀진 전기의 정체 | 전자기학의 개척자가 된 서점 직원 | 마침내 빛까지 통합하다

4부. 한계 너머:
현대과학의 새로운 지평
1장 모든 것이 무너지다: 미궁에 빠진 고전물리학
현대물리학은 왜 어려울까? | 미지의 광선 | 가장 위험한 빛 | 난제 1. 대체 원자는 어떤 구조를 갖는가? | 난제 2. 빛과 에너지의 관계를 어떻게 설명할 것인가?
2장 다 알 수는 없다: 양자역학의 부상
파탄 난 고전역학 | 불연속성과 불확정성 | 일단 그런 것으로 해두자
3장 시공간이 휘어지다: 아인슈타인 이론과 거시세계 물리학
좀더 골치 아프게 시간여행 하는 법 | 빛의 속도는 일정하다: 특수상대성이론 | 시공간을 휘게 하는 힘: 일반상대성이론 | 13억 광년을 건너온 파동
4장 창조자의 자리를 넘보다: 현대생물학의 발전
생물학의 아주 짧은 역사 | 무엇이 우리를 살아 있게 하는가 | 유전정보의 저장소 | DNA 구조를 밝혀내다 | 인간 게놈 프로젝트, 생명의 지도를 찾아서 | 생명을 마음대로 편집할 수 있다면
5장 우주의 기원: 빅뱅 이론과 우주 팽창
우주에서 온 신호 | 별빛이 모두 꺼지면

5부. 가보지 않은 길:
불가능에 도전하는 과학의 최전선
1장 보이지 않는 것을 예측하라: 나노기술과 입자물리학
원자보다 작은 세계: 전자현미경 기술 | 분자로 만든 로봇 | 더 촘촘한 시간으로 보다: 방사광가속기의 탄생
2장 패턴을 파악하라: AI기술이 밝히는 인간 지능의 비밀
아주 커다란 계산기 | 인간의 뇌를 모방하다 | AI가 완벽하다는 착각 | 이론상 가장 뛰어난 컴퓨터 | 컴퓨터에 들어간 슈뢰딩거의 고양이 | 특이점은 올 것인가
3장 신의 입자: 현대물리학의 첫 번째 도전
원자보다 더 작은 세계로 | 우주를 이루는 입자 | 암흑 너머의 진리
4장 정말 다 알 수 없는가: 현대물리학의 두 번째 도전
아주아주 큰 세계와 아주아주 작은 세계 | 과학자들의 꿈, 모든 것의 이론

나가며: 내일로 나아가기 위한 과학적 태도
주석