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세계 전쟁을 바꾼 무기와 과학의 역사!

제2차 세계대전 당시 미국과 독일은 동시에 핵폭탄 개발 경쟁을 벌였다. 만약 이 시기 독일의 히틀러가 먼저 핵폭탄 개발에 성공했다면 인류 역사는 어떻게 바뀌었을까? 『전쟁의 물리학』은 물리학의 원리를 통해 경이로운 무기를 만들어낸 과학자와 물리학의 역사, 그리고 이런 무기들이 대활약했던 전쟁의 역사를 소개하는 역사서다. 각종 무기들의 밑바탕이 된 과학적 원리를 면밀히 분석하는 동시에, 그 뒤에 숨겨진 스릴 넘치는 에피소드를 흥미진진하게 풀어냈다. 더불어 새로운 전략과 전술, 그리고 혁신적인 무기들이 활약한 전쟁과 전투가 불러온 소름끼치는 결과를 파노라마처럼 담아냈다.

세상을 뒤바꾼 신무기는 어떤 원리로 만들어졌을까?
“전쟁의 역사에서 가장 본질적인 요소를 조명하다!”

히틀러가 먼저 핵폭탄을 개발했다면?
- 전쟁을 바꾼 무기, 무기를 바꾼 과학의 역사가 한눈에 펼쳐진다!

제2차 세계대전 당시 미국과 독일은 동시에 핵폭탄 개발 경쟁을 벌였다. 만약 이 시기 독일의 히틀러가 먼저 핵폭탄 개발에 성공했다면 인류 역사는 어떻게 바뀌었을까? 상상만으로도 끔찍하다. 이처럼 국가와 군을 이끄는 지도자들은 예나 지금이나 적이 따라올 수 없는, 그리하여 전장에서 결정적인 승리의 요인으로 작용할 경이로운 신무기를 개발하기 위해 부단히 애를 쓴다. 고대에는 강한 칼과 튼튼한 갑옷, 빠른 전차와 거대한 공성 기계, 그리고 명중률 높은 활과 화살이 영광스러운 승리와 피로 얼룩진 패배를 갈랐다.
현대에 이르러서도 마찬가지다. 더 빠르고 기동성 높은 항공기, 더 민감한 레이더와 음파탐지기, 사정거리가 더 긴 대포, 더 강한 기갑 전차, 적의 암호를 해독하기 위한 고성능 컴퓨터, 원자의 막대한 에너지를 폭발시킬 점화 시스템 등을 개발하기 위해 치열한 경쟁이 펼쳐졌던 제2차 세계대전이 그 예이다. 참전 국가의 과학 수준과 이를 지원할 경제력에 의해서 전쟁의 결과가 판가름 나고 있는 셈이다.

《전쟁의 물리학》은 물리학의 원리를 통해 경이로운 무기를 만들어낸 과학자와 물리학의 역사, 그리고 이런 무기들이 대활약했던 전쟁의 역사를 함께 살펴볼 수 있도록 안내하는 통섭의 책이다. 어려운 과학 원리를 알기 쉽게 풀어쓴 대중 과학서로 유명한 작가이자 아이다호 주립대학 명예교수인 저자 배리 파커는 경이로운 무기들의 밑바탕이 된 과학적 원리를 면밀히 분석하는 동시에, 그 뒤에 숨겨진 스릴 넘치는 에피소드들을 흥미진진하게 풀어냈다. 이와 더불어 새로운 전략과 전술, 그리고 혁신적인 무기들이 활약한 전쟁과 전투의 소름끼치는 결과들을 역사의 파노라마처럼 흥미진진하게 풀어냈다.

레오나르도 다빈치는 무기 발명가였다?

[최후의 만찬], [모나리자] 등으로 유명한 예술가 레오나르도 다빈치는 열네 살 때부터 화가 베로키오의 도제로 들어가 그림 공부를 했다. 하지만 화가로 일자리를 얻기는 쉽지 않았다. 정작 그가 이탈리아의 여러 도시 국가에서 얻은 일자리는 바로 군사 공학자였다. 그의 그림 실력과 관찰력은 지도를 제작하는 데 특히 유리했고, 그의 일기에는 비범한 상상력과 창의력을 발휘한 무기 스케치가 가득했기 때문이다.
다빈치는 기갑전차, 기관총, 잠수복, 헬리콥터, 낙하산, 초대형 석궁 등 군사적으로 활용할 수 있는 발명품들의 스케치와 설계도를 비밀 노트에 주도면밀하게 기록했다. 그리고 그 스케치 속 발명품들은 활용 가능한 아이디어로 현대 무기에 적용되기도 했다.

미래의 전투기에 조종사는 없다?

현대전에서 무인 항공기는 광범위하게 쓰인다. 보통 드론(drone)이라고 통칭하는 원격 조종 항공기는 정찰용뿐만 아니라 향후 폭격기로도 널리 활용될 것이다. 기존 전투기에 비해 훨씬 적은 비용으로 제작 가능할 뿐만 아니라 전장과 수천 킬로미터 떨어진 본국의 군사 기지에서, 보통 조종사가 보는 것과 똑같은 시야를 제공하는 스크린 앞에서 조종할 수 있기 때문이다. 드론은 현대 공중전은 물론이고, 미래의 전투 양상을 전반적으로 바꿔놓을 것이다.
가까운 미래에는 전자폭탄(e-bomb)이 실제 무기로 쓰일 것이다. 전자기파가 만들어내는 강력한 전기장과 자기장은 모든 전자장치를 무력화시킨다. 컴퓨터나 통신장비는 물론이고 자동차나 비행기에 내장된 전기 시스템도 예외가 아니다. 커다란 구리 코일 내부에 압축된 폭약을 폭발시키면 큰 자기장이 발생한다는 과학적 원리를 바탕으로 군에서는 짧지만 강력한 전자기파를 발생시킬 방법을 개발 중이다.

전쟁과 무기, 과학과 역사에 관심 있는 모든 독자들을 위한 필독서!

중세 시대 화약과 대포의 등장이 전쟁의 성격을 완전히 뒤바꾸어 놓았다는 것은 널리 알려진 사실이다. 20세기에 이르러 역시, 나치의 대학살에서 극적으로 탈출한 물리학의 대가들이 최초의 원자폭탄을 탄생시킨 맨해튼 프로젝트에 결정적인 공헌을 하였고, 이는 현대전의 본질을 완전히 뒤바꾸어 놓는 계기가 되었다. 보이지 않는 광선인 무선 전파와 레이저 역시 전쟁 전략과 전술의 양상을 크게 뒤바꾸어 놓았다.
《전쟁의 물리학》은 고대 전쟁의 화살에서부터 현대전의 레이더와 핵폭탄에 이르기까지 세상을 바꾼 무기의 발명과 전쟁의 대전환을 한눈에 펼쳐 보인다. 레오나르도 다빈치, 갈릴레이, 뉴턴, 아인슈타인처럼 전쟁 기술과 무기에 크게 영향을 끼쳤던 유명한 과학자, 발명가뿐만 아니라 과거의 유명한 전쟁과 당시 사용했던 무기, 더불어 미래에 나올 무기에 대한 예상까지 모두 다룬다.
특히 20세기와 21세기에 들어서면서 군사적인 연구와 개발의 결과들이 교통과 통신, 의학을 비롯한 인류 사회의 여러 방면에서도 새로운 기술의 발전으로 이어졌음을 보여준다. 무기와 전쟁, 과학과 역사에 관심 있는 모든 독자들에게 필독서가 될 만한 책이다.

∴ 추천사

“고대로부터 전쟁과 과학은 한쪽이 다른 한쪽을 밀어주고 끌어주는 불가분의 관계였다.
배리 파커는 이 멋진 책을 통해 고대 이집트의 장군부터 현대 미국의 지휘관에 이르기까지
전쟁에서 승리하기 위해 과학의 원리를 어떻게 이용해왔는지를 흥미롭게 보여준다.
이 책은 전쟁의 역사 중에서 가장 본질적인 요소를 조명한다.”
_벤저민 긴스버그(존스 홉킨스 대학 정치학과 번스타인 교수, 《폭력의 가치》 저자)

“생기 넘치는 역사책. 저자 배리 파커의 능력이 복합적으로 완벽하게 녹아들었다!”
_《미드웨스트 북 리뷰》

“고대부터 현대까지 이해하기 쉽게 풀어낸 전쟁과 물리학의 다양한 원리들!”
_《워싱턴 타임스》

서문_물리학이 전쟁과 무슨 상관인데?

1장 들어가며
2장 고대의 전쟁과 물리학의 탄생
카데시 전투/경이로운 신무기/구리, 청동, 철/아시리아인들/그리스인들과 물리학의 태동/놀라운 장치들/알렉산드로스 대왕/아르키메데스

3장 기초 물리학을 응용한 고대의 무기
속도와 가속도/힘과 관성/운동량과 충격량/중력의 효과/에너지와 힘/각운동량과 토크/기계/활과 화살의 물리학/다른 고대 무기들의 물리학

4장 로마 제국의 흥망과 영불 전쟁의 시작
로마군과 무기/초기 영불 전쟁/장궁의 기원과 물리학

5장 화약과 대포: 전쟁과 세상을 바꾼 발견
로저 베이컨/대포 개발/백년전쟁/바실리카와 콘스탄티노플 함락/영국-스코틀랜드 전쟁에 등장한 대포/프랑스의 신무기 개발/샤를 8세와 나폴리에서의 승리

6장 시대를 앞서간 세 사람 다빈치, 타르탈리아, 갈릴레오
다빈치와 물리학/다빈치의 군사적 발명품/전쟁에 대한 다빈치의 생각/니콜로 타르탈리아/갈릴레오 갈릴레이

7장 초기 총에서 대량 파괴까지
총의 전쟁/해전/영국의 헨리 8세/윌리엄 길버트/경도 문제/30년 전쟁/스웨덴 개입/새로운 발견의 시대

8장 산업혁명의 충격
프랑스 혁명/영국의 산업혁명/제임스 와트와 증기기관/대포 제작에 혁신을 일으킨 존 윌킨슨/벤저민 로빈스/플린트록/크리스티안 하위헌스/물리학과 산업혁명

9장 나폴레옹의 무기와 물리학의 새로운 발전
프랑스 혁명/장 바티스트 바케트 드 그리보발/나폴레옹의 무기/럼퍼드 백작/물리학의 새로운 발전/전쟁에 미친 영향

10장 미국 남북전쟁
격발 뇌관의 개발/미니에 탄환/라이플과 대포의 혁명/남북전쟁/전신의 역할/다이나모 발전기/개틀링 건/해전/프로펠러의 물리학/“망할 놈의 어뢰!”/잠수함/열기구

11장 총알은 어디로 갔나?: 총알과 대포알의 탄도학
강내 탄도학/반동/전이 탄도학과 충격 음파/강외 탄도학/탄환의 안전성/최종 탄도학

12장 저것 좀 봐! 하늘을 날아! 공기역학과 최초의 비행기
비행기로 이어진 발견/라이트 형제/비행기를 날게 하는 것은 무엇인가/양력에 대한 물리학적 설명/저항력/비행기의 조향과 기동/최초로 전쟁에 이용된 비행기

13장 기관총 전쟁: 제1차 세계대전
기관총 개발/그 밖의 무기들/전쟁은 어떻게 시작됐나/최초의 전투기/ 바다 위 전쟁과 바다 밑 위협/최후의 공포, 독가스/최초의 전차/미국 개입

14장 보이지 않는 광선: 무전기와 레이더의 개발
전자기파 발생과 감지/전자기 스펙트럼/무선 전파/X선/가시광선과 적외선/레이더/놀라운 발견

15장 수중 음파탐지기와 잠수함
아르키메데스의 원리/잠수함의 물리학/프로펠러를 움직이는 힘/잠수함의 형태와 잠망경/잠수함의 항해/SONAR/어뢰/어뢰 작동원리/제2차 세계대전의 잠수함

16장 제2차 세계대전
전쟁 시작/전쟁 준비/프랑스 전투와 ?케르크/레이더 출현/영국 공습/ 미국 개입/항공학의 발전/제2차 세계대전에 처음 등장한 로켓/다른 무기들과 소형 화기들/컴퓨터와 정보전

17장 원자폭탄
시작/아인슈타인의 역할/이탈리아 연구진의 새로운 발견/한, 마이트너 그리고 슈트라스만/1938년 크리스마스/연쇄반응/루스벨트에게 보낸 편지/전쟁의 시작/한편 영국에서는/하이젠베르크와 보어/맨해튼 프로젝트/첫 원자로/계속되는 맨해튼 프로젝트/트리니티/독일의 폭탄/일본에 원자폭탄을 투하하기로 결정하다

18장 수소폭탄: 대?간 미사일, 레이저, 그리고 미래
수소폭탄/울람-텔러의 발견/최초의 시험: 마이크/수소폭탄의 물리학/장거리 미사일/다른 무기들: 레이저/트랜지스터, 마이크로칩, 컴퓨터/인공위성과 드론/미래의 전쟁 무기

각주 | 참고 문헌 | 찾아보기

물리학 원리에 바탕을 두고 개발된 것이 비단 현대적인 무기만은 아니다. 비록 아주 초보적인 물리학을 알았을 뿐이지만 이집트, 아시리아, 그리스, 로마 같은 초기 문명 사람들도 무기를 고안하는 데 물리학을 이용했다. 역사 속 어느 시대에도 물리학은 무기를 개발하는 데 중요한 역할을 해왔다.
〈서문_물리학이 전쟁과 무슨 상관인데?〉 중에서, 6쪽

활과 화살의 물리학을 이해하기 위해 활시위에 화살을 메겨 천천히 시위를 당기는 궁수를 상상해보자. 이때 궁수는 팔 근육을 사용한다. 궁수는 최대 장력으로 시위를 잡아당기고, 그 과정에서 활이 휘어진다. 궁수의 근육이 수축되면서 생긴 에너지는 휘어지는 활에 저장된다. 이 에너지는 위치 에너지다. 궁수가 활시위를 놓으면, 시위는 빠른 속도로 정상적인 정지 위치로 돌아간다. 이 과정에서 활시위는 활의 에너지를 화살에 전달한다. 낙하하는 공처럼 위치 에너지가 운동 에너지로 변환된 것이다. 이러한 에너지 변환은 매우 빠르게 일어나고, 따라서 화살은 높은 속도를 갖게 된다.
〈3장 기초 물리학을 응용한 고대 무기〉 중에서, 61쪽

역사학자들은 미국의 남북전쟁이 진정한 의미에서 최초의 현대전이라고 간주한다. 크게 발전한 무기와 전투 방법이 이 전쟁에서 여러 가지로 사용됐기 때문이다. 남북전쟁 직전과 전쟁 도중에 물리학과 무기 분야에서 중요한 발전들이 많이 이루어지기도 했다. 이 전쟁 이전에도 유럽에서 무기가 많이 생산됐으나, 실제로 전쟁에서 쓰인 치명적인 무기들이 진정한 의미로 대량생산되기 시작한 것은 이 전쟁이 일어나던 시기였다. 또한 이 기간 동안 물리학과 다른 과학이 크게 발전해 전신, 발전기, 정찰용 열기구, 크고 강력해진 함선, 어뢰, 개선된 망원경 등을 등장시켰다.
〈10장 미국 남북전쟁〉 중에서, 218쪽

영화나 드라마를 보면, 권총이 흔들리지 않도록 두 손으로 총을 꽉 마주 잡는 장면이 있다. 반동 때문에 권총이 위로 튀어 올라가기 때문이다. 이렇게 되는 이유는 반동의 힘이 권총의 총열을 따라 흐르지만, 권총을 잡은 사람의 팔과 어깨가 지레 역할을 하면서 향하는 토크가 발생하기 때문이다. 반동의 힘은 지레가 되는 팔과 수직을 이루기 때문에 이 힘이 토크를 만들어내면서 총열이 동시에 뒤와 위를 향해 움직이는 것이다.
〈11장 총알은 어디로 갔나?: 총알과 대포알의 탄도학〉 중에서, 262쪽

라이트 형제가 인류 최초로 동력 비행기를 타고 비행에 성공한 것은 제1차 세계대전으로부터 겨우 10년 전이었다. 그러나 비행기는 곧 중요한 역할을 했다. 관측과 정찰 역할을 초월해 비행기는 전장의 중요 상황을 새로운 시각에서 전달해주었다. 1914년 8월 23일, 벨기에 남부의 몽스(Mons) 전투에서 영국군은 독일군에게 공격당하는 프랑스군을 구하러 달려가고 있었다. 독일국과 접전하기 직전에 영국군은 관측기를 보내 상황을 살폈다. 놀랍게도 독일군은 영국군을 포위하려 하고 있었다. 영국군 고위 지휘관은 즉시 퇴각을 명령했고, 천만다행으로 대재앙을 면할 수 있었다. (중략) 그러나 얼마 지나지 않아 양측의 관측비행기들이 조우하기 시작했다. 처음에는 피스톨과 라이플로 서로 응사하는 정도였다. 심지어는 상대방 비행기의 프로펠러를 향해 돌을 던지기도 했다.
〈13장 기관총 전쟁: 제1차 세계대전〉 중에서, 318-319쪽

원자폭탄이 개발된 뒤 전쟁의 양상은 극적으로 달라졌다. 먼저 원자폭탄보다 훨씬 강력한 폭탄, 즉 수소폭탄이 개발됐다. 수소폭탄은 원자폭탄보다 수천 배나 강력하다. 둘째, 대륙간 미사일 개발로 단추 하나만 누르면 수소폭탄을 바다 건너 수천 킬로미터 떨어진 목표 지점까지 운반하게 됐다. 마지막으로 첨단 전자장치, 레이저, 위성 등으로 전쟁은 점점 더 물리학과 과학 전반에 의존하게 됐다.
〈18장 수소폭탄: 대륙간 미사일, 레이저 그리고 미래〉 중에서, 474쪽