죽기 전에 알아야 할 5가지 물리법칙

프롤로그: 강하게 살아남기 위해 물리학을 배운다

1. 고독에서 탄생한 과학혁명: 만유인력의 법칙
1. 뉴턴‘, 신의 업적’을 발견하다
2. 천재의 영감을 체험하다

2. 철학에서 해방된 과학: 통계역학
1. 하위헌스에서 와트까지: 산업혁명을 일으킨 기술자의 능력
2. 볼츠만: 패러다임 파괴자에게 찾아온 비극
3. 무질서한 세계를 관통하다

3. 우주의 설계도를 발견하다: 에너지양자가설
1. 플랑크: 물리학을 바꾸고 물리학을 지키다
2. 파장이며 입자인 빛이란 무엇인가

4. 잃어버린 아이의 상상력: 상대성이론
1. 아인슈타인: 과학의 틀을 깨버린 유태인 지성
2. 중학생 수준의 수식으로 상대성이론을 이끌어내다

5. 신은 주사위를 던졌다: 양자역학
1. 드 브로이: 콧대 높은 고독과 자유로운 정신
2. 슈뢰딩거: 편력과 경계를 넘나들다
3. 하이젠베르크: 과학적인 명예와 원자폭탄 제조자의 오명

6. 과학은 어떻게 창조되는가
1. 새로운 발견과 창조를 위한 프로세스
2. 과학 혁명가들의‘ 창발’을 검증하다
3. 창발과 회유: 새로운 이노베이션 세계를 향해

에필로그
참고문헌
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그러나 세계를 바꿀 뉴턴의 법칙은 갑자기 그의 머리에서 떠오른 것이 아니다. “내가 다른 사람보다 멀리 내다볼 수 있었던 것은 거인의 어깨 위에 서 있었기 때문이다”라는 뉴턴의 말처럼, 그의 업적은 이전부터 존재했던 오랜 역사적 과정이 있었기에 가능했다. 다시 말해 시대와 사회가 어우러진 결과물이 뉴턴에 이해 세상에 모습을 드러낸 것이다. -20쪽

맨 처음 파팽의 아이디어는 세이버리에 의해 뉴커먼에게 전해지고 실용화되었다. 그것을 본 와트가 뉴커먼의 증기기관을 개선해 많은 사람들이 쉽게 자동기계를 이용할 수 있도록 만들었다. 와트의 증기기관이 영국 전역에 보급되면서 방직기와 기차, 배를 움직였다. 비로소 산업혁명이 시작된 것이다.
여기서 주목해야 할 것은 증기기관이 기술자의 손에서 탄생했다는 점이다. 위그노 출신의 직능사 파팽, 대장장이였던 뉴커먼, 그리고 와트라는 대학 소속 기술자. 이들이 바로 증기기관이라는 시스템을 개발한 주인공들이다. 학자들이 열과 어떤 현상을 연구하고 응용해 발명한 것이 결코 아니다. 실용적인 기술이 먼저 갖추어진 후 ‘열역학’이라는 과학이 탄생한 것이다. -61쪽

에너지양자가설은 모든 양(量)은 끊어지지 않고 연속적으로 변화한다고 여겼던 고전 물리학의 틀을 과감하게 벗어던진 비약적인 이론이었다. 뿐만 아니라 플랑크 본인조차 지나치게 과도기적인 가설이라고 믿을 만큼 패러다임을 파괴한 이론이기도 했다.
고전 물리학을 신봉했고 태어나면서부터 보수적이었던, 물리학의 혁명 따위는 안중에도 없던 플랑크는 진리를 구하기 위해 ‘자포자기’하면서까지 ‘불안한 미래를 향한 모험’을 감행했고, 덕분에 결과적으로 ‘혁명’의 선구자 역할을 수행하게 되었다. -90쪽

젊은 날의 뉴턴이 이 세상의 사물로는 도저히 생각해 낼 수 없는 창조성을 발휘한 데 반해 아인슈타인의 그것은 ‘자연스럽다’는 표현이 더 어울린다. 그의 능력은 오히려 압도적인 상상력에 가깝다. 풍부한 상상력으로 상대성이론에 자연스럽게 도달한 것이다. 그는 ‘공상은 지식보다 중요하다. 지식에는 한계가 있지만 공상은 세계를 모두 품을 수 있다’고 강조했다. -117쪽

“그때 갑자기 거대한 빛이 내 머릿속을 가득 채웠다.”
1923년, 드 브로이가 자신이 ‘황당한 생각’에 사로잡혔던 순간에 했던 말이다. 여기서 ‘황당한 생각’은 본래 ‘파동’이라고 생각해 왔던 빛이 광자라는 ‘입자’로 이루어졌다면 본래 ‘입자’라고 여겨지던 전자와 모든 물질을 구성하는 입자가 사실은 ‘파동’일 수도 있다라는 가설이다. 그는 이것을 ‘물질파(物質波)’라 부르기로 하고, 물질파의 특징을 나타내는 수식을 도출했다. 이것은 그가 대학에서 역사학을 전공해 ‘물리학의 스승을 갖지 못한’ 덕분에 가능했던 패러다임의 파괴였다. -142-143쪽

체스나 장기 시합을 했을 때 컴퓨터를 이길 수 없는 이유는 추론하는 과정이 ‘연역’과 ‘귀납’의 반복으로 성립되기 때문이다. ‘연역’으로 풀도록 구성된 수학능력시험의 수학문제를 컴퓨터에게 낸다면 아마 몇 분도 되지 않아서 만점을 받을지도 모른다.
그러나 아무리 컴퓨터 기술이 발달해도 ‘창발’만은 인간을 앞서지 못할 것이다. ‘창발’은 분명한 ‘지식의 창조’이며, 세상에 없는 것을 존재하게 하거나 아무도 모르는 것을 발견하는 인간만의 고유 영역이기 때문이다. -186-187쪽