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물리를 전혀 못해 용감할 수 있었던 사람들이 파동을 이해하고 그 매력에 빠진 후 계속해서 양자역학의 세계에 도전했다. 그리고 뒤를 이어 자연과 인간의 언어는 닮았다는 재미있는 사고에서 출발한 DNA의 세계를 탐구한 그들의 노력은 2008년 노벨 물리학상 수상자 난부 요이치로 교수, 하버드대 결정학 박사 마티어스 놀테 교수, 마치 딜워쓰Machi F. Dilworth 미국국립과학재단 도쿄지부장, 박사성애병원 PET-CT센터 소장(대한핵의학회 명예회장) 박용휘 교수 등 많은 석학들의 추천을 받으며 현재까지도 미국, 일본, 한국의 독자들에게 사랑받고 있다.

보고 또 봐도 물리를 몰라 고민인 학생들을 위한
가장 쉬운 파동과 양자역학
그리고 그보다 더 흥미로운 DNA의 세계!

2008년 노벨물리학상 수상자 난부 요이치로를 비롯,
하버드대 결정학 박사 마티아스 놀테 등이 추천한 물리와 생물학의 기본 입문서!!

물리를 전혀 못해 용감할 수 있었던 사람들이 파동을 이해하고 그 매력에 빠진 후 계속해서 양자역학의 세계에 도전했다. 그리고 뒤를 이어 자연과 인간의 언어는 닮았다는 재미있는 사고에서 출발한 DNA의 세계를 탐구한 그들의 노력은 2008년 노벨 물리학상 수상자 난부 요이치로 교수, 하버드대 결정학 박사 마티어스 놀테 교수, 마치 딜워쓰Machi F. Dilworth 미국국립과학재단 도쿄지부장, 박사성애병원 PET-CT센터 소장(대한핵의학회 명예회장) 박용휘 교수 등 많은 석학들의 추천을 받으며 현재까지도 미국, 일본, 한국의 독자들에게 사랑받고 있다.

파동과 고전역학, 양자역학을 이해하기 위해 부분과 전체를 읽으며 하이젠베르크, 슈뢰딩거, 아인슈타인을 공부했던 사람들이 생명의 근본인 세포와 DNA에 흥미를 갖게 되면서 법칙 시리즈의 세계는 파동과 양자역학에서 생명의 근원까지 더 다양하고 넓어지게 되었다.
인간의 일상적 삶과는 거리가 먼 듯해 보이는 파동과 양자역학이 얼마나 우리와 가까운지 알게 된 이 용감한 사람들은 생물학을 따로 떼어 본 것이 아니라 물리학과 같이 들여다본 것이다.
수학 전공자도, 물리학 전공자도 아닌 평범한 직장인, 가정주부, 학생들이 모여 언어를 공부하는 방법으로 택한 파동과 양자역학 그리고 DNA의 세계는 발상의 전환으로 더 흥미진진하게 그러면서도 재미있고 탄탄한 기본서로 탄생해 20여 년이 지난 지금까지도 많은 이들에게 읽히고 있다.
그렇다면 트래칼리가 양자와 파동, DNA를 이해하는 방법은 어떻게 다른 걸까? 가령 푸리에 수학을 공부한다면, 지금까지는 삼각함수를 배우고, 미분과 적분을 배운 뒤 힘겹게 푸리에 급수나 푸리에 전개를 배우는 과정을 거치는 것이 정석이다. 하지만 트래칼리에서는 제일 먼저 푸리에 급수가 어떤 것인지 ‘대략적인 전체상’을 파악하는 것부터 시작했다. 푸리에 급수를 자세히 배울수록 미분이나 적분도 자동적으로 이해할 수 있게 된다.
이는 양자역학에도 적용되어 개념과 수식까지 가장 이해하기 쉬운 양자역학의 입문서가 완성되었다. 그리고 세 번째로 왓슨과 크릭이 DNA의 이중나선을 발견한 이래 눈부신 발전을 이루고 있는 분자생물학에 관심을 갖고 8년 동안 개정을 거듭한 끝에 DNA의 법칙이 완성되었다. 때문에 파동의 법칙과 양자역학의 법칙을 재미있게 보았다면 DNA의 법칙은 뜬금없는 분야가 아니라 더 흥미진진한 내용으로 가득한 모험의 세계가 될 것이다.

보고 또 봐도 물리를 몰라 고민인 학생들을 위한
가장 쉬운 파동과 양자역학
그리고 그보다 더 흥미로운 DNA의 세계!
2008년 노벨물리학상 수상자 난부 요이치로를 비롯,
하버드대 결정학 박사 마티아스 놀테 등이 추천한 물리와 생물학의 기본 입문서!!

물리를 전혀 못해 용감할 수 있었던 사람들이 파동을 이해하고 그 매력에 빠진 후 계속해서 양자역학의 세계에 도전했다. 그리고 뒤를 이어 자연과 인간의 언어는 닮았다는 재미있는 사고에서 출발한 DNA의 세계를 탐구한 그들의 노력은 2008년 노벨 물리학상 수상자 난부 요이치로 교수, 하버드대 결정학 박사 마티어스 놀테 교수, 마치 딜워쓰Machi F. Dilworth 미국국립과학재단 도쿄지부장, 박사성애병원 PET-CT센터 소장(대한핵의학회 명예회장) 박용휘 교수 등 많은 석학들의 추천을 받으며 현재까지도 미국, 일본, 한국의 독자들에게 사랑받고 있다.
빛은 입자인가 파동인가! 단순한 물음에서 시작되어 위대한 물리학자들이 전자와 빛의 존재를 설명하고 입증하는 동안 만들어지는 수많은 공식들 그리고 문제점 또는 모순들에 대해 물리학 초보자들이 이야기하기 때문에 파동과 양자역학을 전혀 모르는 사람도, 파동과 양자역학이 궁금했지만 어려워 포기했던 사람도, 물리라면 고개 돌리는 사람도 고개를 끄덕이며 따라갈 수 있다. 그래서 파동의 수많은 개념과 원리를 이해하고 고전역학과 양자역학의 갈림길을 만나고 습득하며 물리에서 절대 빼놓을 수 없는 파동과 양자역학의 재미를 만끽하게 되는, 그 어떤 파동과 양자학 책보다도 가장 친절한 파동과 양자학으로의 안내서!! 파동의 버칙!　양자역학의 법칙！！　또 직접 내 손으로 DNA 모델을 만들어 볼 수 있는 모험 가득한 DNA의 법칙까지!!
파동과 고전역학, 양자역학을 이해하기 위해 부분과 전체를 읽으며 하이젠베르크, 슈뢰딩거, 아인슈타인을 공부했던 사람들이 생명의 근본인 세포와 DNA에 흥미를 갖게 되면서 법칙 시리즈의 세계는 파동과 양자역학에서 생명의 근원까지 더 다양하고 넓어지게 되었다.
인간의 일상적 삶과는 거리가 먼 듯해 보이는 파동과 양자역학이 얼마나 우리와 가까운지 알게 된 이 용감한 사람들은 생물학을 따로 떼어 본 것이 아니라 물리학과 같이 들여다본 것이다.
수학 전공자도, 물리학 전공자도 아닌 평범한 직장인, 가정주부, 학생들이 모여 언어를 공부하는 방법으로 택한 파동과 양자역학 그리고 DNA의 세계는 발상의 전환으로 더 흥미진진하게 그러면서도 재미있고 탄탄한 기본서로 탄생해 20여 년이 지난 지금까지도 많은 이들에게 읽히고 있다.
그렇다면 트래칼리가 양자와 파동, DNA를 이해하는 방법은 어떻게 다른 걸까? 가령 푸리에 수학을 공부한다면, 지금까지는 삼각함수를 배우고, 미분과 적분을 배운 뒤 힘겹게 푸리에 급수나 푸리에 전개를 배우는 과정을 거치는 것이 정석이다. 하지만 트래칼리에서는 제일 먼저 푸리에 급수가 어떤 것인지 ‘대략적인 전체상’을 파악하는 것부터 시작했다. 푸리에 급수를 자세히 배울수록 미분이나 적분도 자동적으로 이해할 수 있게 된다.
이는 양자역학에도 적용되어 개념과 수식까지 가장 이해하기 쉬운 양자역학의 입문서가 완성되었다. 그리고 세 번째로 왓슨과 크릭이 DNA의 이중나선을 발견한 이래 눈부신 발전을 이루고 있는 분자생물학에 관심을 갖고 8년 동안 개정을 거듭한 끝에 DNA의 법칙이 완성되었다. 때문에 파동의 법칙과 양자역학의 법칙을 재미있게 보았다면 DNA의 법칙은 뜬금없는 분야가 아니라 더 흥미진진한 내용으로 가득한 모험의 세계가 될 것이다.

추천사
박용휘(성애병원 PET-CT 센터 소장)
우주와 우리 일상은 파동으로 꽉 차 있습니다. 실제로 파동은 이론물리학을 비롯하여, 음향학, 광학, 우주물리학, 전자공학, 진동해석, 신호처리, 화상처리, 데이터압축, 통신공학 등 실로 많은 분야에서 밤낮을 가리지 않고 이용되고 있습니다. 그뿐 아니라 파동은 현대 임
상진단의학의 기둥인 초음파, 전산화단층촬영, 자기공면촬영, 펫(PET)을 포함한 영상의학에도 폭넓게 이용되고 있습니다.
그럼에도 불구하고 파동과 그 핵심인 푸리에(Fourier) 변환은 고등학교 교과과정에서 깊이 있게 다뤄지지 않습니다. 그러다 보니 대학에서 본격적인 수학 공부를 시작하려 할 때, 고등학교에서 수리 공부를 잘 하던 학생들마저도 파동에 대한 지식이 모자라 고생을 합니다.
이 책은 그토록 소중한, 그러면서 결코 만만치 않은 푸리에 변환을 이해하고 정복할 수 있도록 아주 자상하고 친절하게 가르치고 있습니다. 숫자나 공식을 무서워하는 사람에게도 친근감을 가지고 다가옵니다. 기본을 깨우치면 나머지는 큰 어려움 없이 터득할 수 있도록 정성껏 안내를 하고 있습니다. 예를 들어, 푸리에 급수를 배우는 데 필수적인 삼각함수와 미분·적분이 쉽고도 부드럽게 해설되어 있는 점이 돋보입니다. 뿐만 아니라 이 책은 자가학습을 할 수 있도록 대화법을 활용하면서, 실제 간단한 실습까지 곁들여 놓았습니다.
이 책이 나온 지 22년이 지났으나, 지금도 일본이나 미국에서 푸리에에 관해 가장 쉬운 입문서 중의 하나로 알려져 있습니다. 파동에 관심이 많으나 수학이 무서워 주저하고 계시는 분들께 이 책을 권합니다. 특히, 큰 꿈을 지닌 젊은 학생, 과학도, 의학도 그리고 과학에 흥미를 느끼고 계신 일반인에게도 좋은 읽을거리가 되리라 믿습니다. 이 책이 한국의 과학 수준을 드높이는 데 일조할 수 있기를 기대합니다.

곽영직(수원대학교 물리학과 교수/자연과학대학장)
많은 사람들이 수학을 피해서 가능한 우리에게 익숙한 언어를 이용하여 이 세계의 일들을 설명하려고 시도해왔다. 그 결과 양자물리학이 등장한지 거의 100년이 가까워 오는 데도 아직 대부분의 사람들은 양자물리학을 잘 이해하지 못하게 되었다. 대학에서 양자물리학의 기본 개념을 공부한 사람들마저도 양자물리학을 모르기는 마찬가지이다.
이 책은 그동안 양자물리학을 이해하고 싶었지만 실패했던 사람들에게 제공하는 새로운 방법이다. 양자물리학은 양자물리학의 언어인 수학을 이용해 정면 도전을 해야 한다는 것이 이 책의 기본 정신이다. 새로운 언어를 배우는 것은 쉬운 일이 아니다. 그러나 반복 학습을 통해 언어를 습득하고 나면 어려워 보이던 수식도 하나의 언어일 뿐이다. 파동함수, 행렬, 푸리에 급수, 파동방정식과 같이 양자물리학을 전문으로 공부하는 사람들이나 다룰 것 같은 수식들을 과감하게 다루어 양자물리학이 성립하는 과정을 소상히 설명하는 이 책은 양자물리학에 대한 새로운 도전이며 모험이라고 할 수 있다. 이 책을 통해서 대학에서 양자물리학의 기본 개념을 배운 사람들은 물론 양자물리학에 관심을 가지고 있는 초보자들도 우리의 경험 세계와는 다른 양자의 세계를 탐험하는 재미를 한껏 느낄 수 있을 것이다. 이 책은 쉽게 쓴 책이 좋은 과학책이 아니라 과학을 정확하게 설명한 책이 좋은 책이라는 생각을 하게 하는 책이다.

우주와 우리 일상은 파동으로 꽉 차 있습니다. 실제로 파동은 이론물리학을 비롯하여, 음향학, 광학, 우주물리학, 전자공학, 진동해석, 신호처리, 화상처리, 데이터압축, 통신공학 등 실로 많은 분야에서 밤낮을 가리지 않고 이용되고 있습니다. 그뿐 아니라 파동은 현대 임상진단의학의 기둥인 초음파, 전산화단층촬영, 자기공면촬영, 펫(PET)을 포함한 영상의학에도 폭넓게 이용되고 있습니다.
그럼에도 불구하고 파동과 그 핵심인 푸리에(Fourier) 변환은 고등학교 교과과정에서 깊이 있게 다뤄지지 않습니다. 그러다 보니 대학에서 본격적인 수학 공부를 시작하려 할 때, 고등학교에서 수리 공부를 잘 하던 학생들마저도 파동에 대한 지식이 모자라 고생을 합니다.
이 책은 그토록 소중한, 그러면서 결코 만만치 않은 푸리에 변환을 이해하고 정복할 수 있도록 아주 자상하고 친절하게 가르치고 있습니다. 숫자나 공식을 무서워하는 사람에게도 친근감을 가지고 다가옵니다. 기본을 깨우치면 나머지는 큰 어려움 없이 터득할 수 있도록 정성껏 안내를 하고 있습니다. 예를 들어, 푸리에 급수를 배우는 데 필수적인 삼각함수와 미분·적분이 쉽고도 부드럽게 해설되어 있는 점이 돋보입니다. 뿐만 아니라 이 책은 자가학습을 할 수 있도록 대화법을 활용하면서, 실제 간단한 실습까지 곁들여 놓았습니다.
이 책이 나온 지 22년이 지났으나, 지금도 일본이나 미국에서 푸리에에 관해 가장 쉬운 입문서 중의 하나로 알려져 있습니다. 파동에 관심이 많으나 수학이 무서워 주저하고 계시는 분들께 이 책을 권합니다. 특히, 큰 꿈을 지닌 젊은 학생, 과학도, 의학도 그리고 과학에 흥미를 느끼고 계신 일반인에게도 좋은 읽을거리가 되리라 믿습니다. 이 책이 한국의 과학 수준을 드높이는 데 일조할 수 있기를 기대합니다.
- 박용휘 / 성애병원 PET-CT 센터 소장

많은 사람들이 수학을 피해서 가능한 우리에게 익숙한 언어를 이용하여 이 세계의 일들을 설명하려고 시도해왔다. 그 결과 양자물리학이 등장한지 거의 100년이 가까워 오는 데도 아직 대부분의 사람들은 양자물리학을 잘 이해하지 못하게 되었다. 대학에서 양자물리학의 기본 개념을 공부한 사람들마저도 양자물리학을 모르기는 마찬가지이다.
이 책은 그동안 양자물리학을 이해하고 싶었지만 실패했던 사람들에게 제공하는 새로운 방법이다. 양자물리학은 양자물리학의 언어인 수학을 이용해 정면 도전을 해야 한다는 것이 이 책의 기본 정신이다. 새로운 언어를 배우는 것은 쉬운 일이 아니다. 그러나 반복 학습을 통해 언어를 습득하고 나면 어려워 보이던 수식도 하나의 언어일 뿐이다. 파동함수, 행렬, 푸리에 급수, 파동방정식과 같이 양자물리학을 전문으로 공부하는 사람들이나 다룰 것 같은 수식들을 과감하게 다루어 양자물리학이 성립하는 과정을 소상히 설명하는 이 책은 양자물리학에 대한 새로운 도전이며 모험이라고 할 수 있다. 이 책을 통해서 대학에서 양자물리학의 기본 개념을 배운 사람들은 물론 양자물리학에 관심을 가지고 있는 초보자들도 우리의 경험 세계와는 다른 양자의 세계를 탐험하는 재미를 한껏 느낄 수 있을 것이다. 이 책은 쉽게 쓴 책이 좋은 과학책이 아니라 과학을 정확하게 설명한 책이 좋은 책이라는 생각을 하게 하는 책이다.
- 곽영직 / 수원대학교 물리학과 교수, 자연과학대학장

파동의 법칙

추천의 글 _박용휘(성애병원 PET-CT 센터 소장)
첫머리에

Part 1
Chapter 1 푸리에 급수
Chapter 2 푸리에 계수
Chapter 3 불연속 푸리에 전개
Chapter 4 음성과 스펙트럼

Part 2
Chapter 5 미분
Chapter 6 sinθ의 미분
Chapter 7 적분
Chapter 8 정사영과 직교

Part 3
Chapter 9 e와 i
Chapter 10 오일러 공식
Chapter 11 푸리에 급수 전개의 복소 표현
Chapter 12 푸리에 변환과 파동의 불확정성
Chapter 13 FFT 방법

부록
해답
책을 마치며
참고 문헌

양자 역학의 법칙

추천사
머리말
양자역학의 모험-전체의 흐름

Chapter 1 플랑크와 아인슈타인 빛이란 무엇인가?
1. 들어가며
2. 슬릿 실험
3. 플랑크
4. 작은 상자 안에는 무엇이 있을까?
5. 광전 효과
6. 콤프턴 효과
7. 안개상자 실험
8. 마무리

Chapter 2 보어 고전 양자론
1. 모험 2라운드 시작
2. 원자의 이상한 움직임
3. 보어 등장
4. 고전 양자론
5. 이론의 모순과 해결방법
부록 보어가 사용한 역학

Chapter 3 하이젠베르크 양자역학의 탄생
1. 양자역학 여행을 떠나기 전에
2. 고전역학으로 단진동을 풀다
3. 양자역학을 만들다
4. 행렬이 되다
5. 아인슈타인과의 대화

Chapter 4 드브로이와 슈뢰딩거 새로운 이미지
1. 모험의 전반부를 돌아보자
2. 느긋한 남자 드브로이 등장!!
3. 저돌적인 남자 슈뢰딩거 등장!
4. 자연에게 물어봐
5. 복잡한 전자의 파동

Chapter 5 슈뢰딩거 잘 가라! 행렬
1. 이미지를 찾아서 608
2. W와 E의 수수께끼를 풀어라!
3. 완벽을 찾아서
4. 위태로운 슈뢰딩거 방정식

Chapter 6 보른과 하이젠베르크 신세계를 향해 출발
1. 원자에 관한 물리학자들의 대토론회
2. 보른의 확률해석
3. 불확정성 원리
4. 양자역학의 결론

참고 서적
포인트 색인

DNA의 법칙

추천의 말
프롤로그 새로운 모험을 시작하며

Chapter 1 세포의 탄생

1.1 [세포의 분자생물학]을 읽자!
1.1.1 힘내라 시게!
1.1.2 생물학의 역사
1.1.3 지구의 탄생에서 세포의 탄생까지

1.2 DNA는 유전정보
1.2.1 DNA란 무엇인가? 단백질이란 무엇인가?

1.3 유전을 전달하는 물질 ‘DNA’
1.3.1 DNA 이중나선 발견 스토리: 왓슨과 크릭
1.3.2 DNA 만들기 대회!!
1.3.3 DNA의 복제 구조

1.4 단백질 합성: 유전정보의 작용
1.4.1 단백질 합성에 대한 큰 수사팀 구성
1.4.2 단백질 합성 레시피: 장인의 기술
1.4.3 단백질을 만들자!: 세포의 달인 편
1.4.4 정리: DNA와 단백질

1.5 세포분열은 생존경쟁인가?
1.5.1 RNA 모형을 만들자!: tRNA 만들기
1.5.2 최초의 세포는 어떻게 시작되었을까?

1.6 언어는 경쟁이 아니라, 환경 속에서 자란다

Chapter 2 다세포생물의 탄생

2.1 단세포에서 다세포로
2.1.1 40억 년 전의 지구
2.1.2 단세포에서 다세포로

2.2 ‘다세포’란 무엇인가?
2.2.1 단세포 VS 다세포
2.2.2 발생 프로세스
2.2.3 초파리의 발생
2.2.4 트래칼리의 환경

2.3 DNA는 설계도인가?
2.3.1 유전자발현의 조절
2.3.2 분자의 형태: 단백질은 어떻게 정보를 전달하는가?
2.3.3 활성인자와 억제인자
2.3.4 다세포생물의 복잡한 유전자 조절
2.3.5 호메오선별유전자는 마이크로칩

2.4 생명은 질서를 만들어낸다
2.4.1 언제나 전체
2.4.2 자연의 파동적 측면
2.4.3 공명군
2.4.4 대칭
2.4.5 일본어의 5모음에 보이는 자연의 질서

2.5 파동으로서의 진화
2.5.1 진화는 어떻게 일어났을까?
2.5.2 진화는 어떻게 DNA에 새겨져 있는가?

양자 역학의 법칙
파동의 법칙
DNA의 법칙

Chapter 3 인간과 언어의 탄생

3.1 진화는 인류에서 끝난 것일까?
3.1.1 식물과 동물
3.1.2 종의 멸종
3.1.3 유인원에서 인간으로
3.1.4 진화론 스토리

3.2 물질.생명.언어까지
3.2.1 언어를 진화의 줄기로
3.2.2 원시인 스토리
3.2.3 40억 년을 내부에서 보는 관점
3.2.4 원시인 토크

Chapter 4 나를 발견하는 여행 - 40억 년의 프로세스 -

4.1 자연의 순환
4.1.1 엉뚱하타케 등장
4.1.2 이화작용과 동화작용
4.1.3 환경이 멋대로 -구연산회로 사건-
4.1.4 구연산회로 사건의 검증: 평형과 비평형
4.1.5 순환하는 에너지: 강의와 엉뚱

4.2 새로운 전체를 찾아서
4.2.1 먹는다: 에너지와 정보
4.2.2 생물에게 정보란 무엇인가?
4.2.3 새로운 역학체계
4.2.4 새로운 전체를 발견하는 자연의 프로세스

4.3 엉뚱의 진화
4.3.1 진화의 재발견
4.3.2 진화를 이화작용과 동화작용으로 생각해 보자
4.3.3 엉뚱 찬가

4.4 다언어의 자연습득

에필로그 학장님의 꿈

부록
찾아보기
참고문헌