진격의 물리학

들어가며: 새로운 시대의 가장 중요한 ‘교양’, 물리학

1장. 과거: 권위를 부수고 자라다
빛과 관성을 둘러싼 오랜 투쟁
수학적 이론과 실험적 증거의 만남
최초의 물리학자를 위한 변론
문명은 ‘법칙’ 이전과 이후로 나뉜다

2장. 현재: 학문의 경계를 허물다
파인만 알고리즘과 그 진화
기초과학의 힘: Research & Discovery
경계 없는 우주, 허물어지는 학문의 벽
물리학자가 철학을 품을 때

3장. 미래: 인류 생존을 걸머지다
우주 탄생의 비밀을 풀어낼 신의 방정식, 최종이론
인공지능은 과학자가 될 수 있을까
이해 저 너머 양자 세계를 만지다
기후 위기가 거짓말이라는 거짓말

나오며: 물리학의 꿈

최근 영화들 중에는 현대물리학 지식 없이는 이해하기 힘든 내용들이 다수 포함되어 있으며, 미국 신문의 만평에서는 대통령을 ‘불확정성원리’에 빗대어 비평하기도 했습니다. 한국에서도 양자역학의 중첩의 원리에 빗댄 정치 비평이 나올 정도니, 이제 우리도 물리학을 인문학에 버금가는 교양으로서 받아들여야 할 때가 온 것이죠.
흔히 인문학을 논할 때 우리는 개개의 인간이 세상을 움직이는 커다란 기계에 속한 부속품이 아니며, 스스로 생각하고 삶의 가치를 논할 수 있는 독립적이고 자유로운 존재라는 전제에서 출발합니다. 물리학도 마찬가지입니다. 물리학을 통해 자연과 우주의 이치를 탐구하다 보면 자기 자신과 우주의 존재 이유에 대해 생각할 기회를 갖게 될 겁니다.
(들어가며: 새로운 시대의 가장 중요한 ‘교양’, 물리학)

2020년 노벨 물리학상은 로저 펜로즈를 비롯한 블랙홀 연구자 3인이 수상했는데요. 펜로즈는 1965년에 일반상대성이론의 중력장 방정식을 풀어서 블랙홀을 이론적으로 예측했고, 그 이후 1990년대 초반부터 2010년대 후반까지 20년 넘는 기간 동안 정밀한 측정을 통해 우리 은하 중심부 블랙홀의 존재를 입증한 겁니다. 수학적 이론이 실제로 검증되어 노벨상을 받기까지 걸린 시간이 무려 55년으로, 펜로즈는 그전까지 최장 기록이었던 찬드라세카르의 53년 기록을 갱신하게 됩니다. (…)
이와 같이 물리학은 자연과학이기 때문에 아무리 시간이 걸리더라도 반드시 실험적 증거가 필요합니다. 물리학을 떠받치는 두 기둥, 즉 수학적 이론과 실험적 증거가 일치되는 결과를 보여 줄 때 비로소 물리 법칙이 성립됩니다.
(1장 과거: 권위를 부수고 자라다)

물론 과학이 경제를 비롯해 인류 문명의 발전에 지속적으로 기여해 왔음은 부인할 수 없는 사실입니다. 하지만 그것은 과학이 자연과 우주에 대한 인간의 지적 호기심에서 출발하여 그 근본적 원리를 발견해 나가는 과정에서 이루어진 성과들일 뿐입니다. 처음부터 인류의 경제 발전을 위한 수단으로 존재했던 것이 아니고요.
실제로 과학은 실용성이 아닌 근본적인 지적 호기심을 추구하면서 발전할 때 인류 문명에 더 큰 기여를 해 왔습니다. 이는 기초과학이 응용과학에 필요한 부속물이 아니며, 우주의 원리를 탐구하는 독자적인 관점을 견지하면서도 응용과학과의 상호 연계를 통해 인류 문명을 발전시킬 수 있다는 것을 의미합니다.
(2장 현재: 학문의 경계를 허물다)