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칠레 선생님이 알려주는 와인 한 잔의 물리학!
뭐! 와인 잔 속에 우주가 들어있다고?

“좋은 와인은 향기를 모아놓은 선집이다. 와인의 향기는 원래 과일 자체의 향도 있지만, 대부분은 양조 과정에서 만들어진다. 향기는 작고 가벼운 분자에서 나오는데 액체 표면에서 쉽게 빠져나오고 공기를 타고 우리 코로 들어온다. 화학자들은 이것을 ‘휘발성 유기 화합물’이라고 부르고, 이것들은 주로 수소와 산소, 탄소, 질소 원자들의 다양한 구조로 되어있다. 와인은 400개 이상의 분자로 이루어지기 때문에 수많은 향기가 난다. 과일과 꽃, 심지어는 연기나 가죽 같기도 한 수많은 향이 난다.”

당신은 한 잔의 와인을 마시면서 이런 생각을 해 본 적이 있는가? 이 작은 와인 잔 속에 온 우주가 담겨 있을 거라고. 와인의 맛과 향을 구성하는 요소들은 모두 빅뱅에서 시작되었다. 이 책은 와인 한 잔이라는 일상의 소재를 통해 자연스럽게 물리학의 세계로 우리들을 안내한다. 와인뿐 아니라 시디, 콘서트홀, 뜨거운 커피 등 우리가 자연스럽게 누리고 있던 현대 사회의 모든 물질들 속에 물리 법칙이 어떻게 작용하고 있는지 알 수 있다.

■ 물리학이 가지 요리보다 더 맛있다!
“유년 시절부터 매우 강력하게 나를 매료시킨 과학이, 왜 다른 사람에게는 그렇게 비호감과 두려움을 넘어 혐오의 대상이 되었는지 잘 모르겠다. 단지 과학을 가르치고 그것을 전달하는 방식의 문제 때문이 아닌가 짐작해 볼 뿐이다. 나는 그것을 ‘가지 효과’라고 부른다. 즉, 대부분 사람은 가지 요리를 싫어하는데, 그것은 가지 탓이 아니다. 단지 그것을 요리하는 방법을 잘 모르거나, 어릴 때부터 먹는 습관이 안 되어 있기 때문이다.”

우리는 왜 물리학을 그저 막연히 어렵게만 생각하는 것일까? 세상의 모든 것에는 물리 법칙이 깃들어 있다. 우리가 숨 쉬는 공기 속에, 귓가에 맴도는 목소리 속에, 저녁노을과 한 잔의 와인 속에. 이 책은 일상의 사물과 관련된 물리학 법칙들을 자연스럽게 풀어 설명함으로써 물리학을 잘 모르는 사람들로 하여금 물리학에 재미를 느낄 수 있게 한다.

■ 칠레 선생님이 들려주는 넘나 쉬운 물리학 산책
“드디어 비가 내린다. 그러나 한편 회색빛 풍경과 빗물에 씻겨나간 색들을 보면 괜히 우울해진다. 모든 것이 지루하고 나른해 보인다. 버스들과 술집, 축구, 대통령 후보들까지. 색은 우리를 자극한다. 특히 무지개와 바다의 일몰, 그리스 샐러드처럼 생생한 색들이 그렇다. 그래서 색채 인식 특징의 수수께끼를 푸는 일은 길고 장대한 모험이다.”

칠레의 물리학 선생님이 물리학에 대한 대중들의 두려움을 없애기 위해 나섰다. 저자는 자신의 아주 사적이면서도 재미있는 이야기를 풀어놓다가, 자연스럽게 물리학의 세계로 우리를 이끌고 간다. 책을 읽고 있으면 역사상 수많은 과학자들, 그리고 그들이 이룩한 위대한 발명품들이 눈앞에 생생히 살아나는 것만 같다. 저자가 들려주는 이야기를 따라가다 보면 마치 물리학의 세계를 가볍게 산책하는 기분을 느낄 수 있다.

들어가며. 과학이 뭐길래

감수의 글

01. 맥주가 당기는 날
열에서 땀까지/제임스 줄의 집착/에너지 보존

02. 과학과 순수 부조리 비판

03. 우주는 무슨 맛일까?
와인의 향기/활기 없는 원소들/별들과 고급 요리/왜 물냉이는 초록색이지?/참치와 철과 굴의 아연

04. 소수(Prime number)의 기쁨
우월한 숫자 10/소수(Prime number)의 매력/역사상 가장 위대한 도둑질

05. 올리비아, 폭탄, 신의 주사위
길 잃은 결정론/양자 산업

06. 색의 세계, 색상 수업
흰색, 파란색!/요술 숫자 3

07. 우리 사이에 파동이 있다
많은 진동들/비상 전화/그네를 타며

08. 우리가 잃어버린 모든 것
엔트로피와 뜨거운 커피/두 세계의 중재자/질서와 무질서

09. 터치 금지, 접촉 따윈 필요 없어!

10. 모든 것을 통합하라
빛과 카메라, 행동/광년의 도약/장(field)/신세계

11. 엘리베이터의 과학
오르락내리락/마술적 사고와의 전쟁/교양 있는 판단

12. DNA의 빛
시디의 색깔/브래그 부자(父子)/왓슨과 크릭, 윌킨스, 그리고 프랭클린/유전학과 음악/끊임없이 전달되는 유전자
13. 초콜릿과 지구 온난화
식물 메커니즘/이산화탄소와 지구의 담요/초콜릿의 탄소 발자국

14. 백신은 과학적으로 안전한가요?
오류의 과학/자폐증과 생선/피하는 것이 낫다고?

15. 미소 장국의 물리학

16. 우주 방사선이 내린다
우주 방사선과 안개상자/연대 측정/우주적 질문

17. 그 쇼는 얼마인가요?
최고의 것은 아직 오지 않았다/탱고의 가격은 얼마일까?/과학의 원동력

18. 지속 가능한 나노 기술이 온다!

19. 비디오 게임과 우연한 축복

20. 푸른 하늘과 우리의 눈
클럽 X와 온실효과/공기 중 입자들/레일리 산란/공기와 노벨상

21. 최고의 시간, 지금?
향수는 부정이다

22. 블랙홀과 전쟁의 바람
중력/암흑성/아인슈타인이 옳다/사건의 지평선/하늘의 블랙홀/절대로 꺼지지 않는 빛

23. 모든 것을 밝힌 개기일식

24. 블랙홀은 왜 검지 않을까?
완전히 검지 않은 블랙홀/작고 원시적인 블랙홀/푸리에와 성공하지 못한 연구

25. 우리 사이에 화학이 있다
아이 랩 유(I LAB YOU)/라듐을 찾아서/삶이 나를 죽이네

26. 자연산은 무조건 좋은 것일까?

27. 혁신은 고전에서 나온다

28. 우리는 전쟁에서 패했다
폭발적인 커플/질소를 고정한 사람/기회가 된 문제
29. 사기꾼이 나타났다!

30. 동굴의 소리
소리 샤워/음향의 핵심/보스와 춤추고 싶어

31. 초전도 세계
불쌍한 중년의 남자/무저항/전도 이론/자력의 문제

32. 구글은 모든 것을 알고 있다?
꿈대로, 생각하는 대로/조작 검증 알고리즘/많은 검색을 통한 학습

33. 민주주의의 수학
콩도르세: 역설과 벌/가능한 한 공정하게/진실성 vs 버리는 표

34. 방사성 다윈

35. 호루라기의 과학

36. 아인슈타인과 GPS

37. 라디오 스타, 마르코니

38. 이혼의 물리학
복잡함의 결정판/자기 작용과 방문 체제

39. 마이크로 혁명
리넨에서 현미경까지/새로운 세계/우리는 박테리아다

40. 영화 속 별들
완벽한 우주선/킵 손의 꿈/다시 와인 잔을 들고

물론 내 앞에 있는 샐러드와 참치 타르타르를 만들려면 뭔가가 더 필요하다. 맛있는 참치 속 단백질에는 질소가 들어 있다. 이것은 철보다 가벼워서 별들이 쉽게 만들어낸다. 또한, 별들은 물냉이 샐러드의 아름다운 초록색을 만드는 기본 원소인 마그네슘도 제공한다. 마그네슘은 엽록소 분자의 핵심 원소이고 자연을 물들이는 초록색 색소이기도 하다. 녹색 강낭콩을 요리하다 보면 색이 변하는 것을 볼 수 있다. 이것은 별이 만들어낸 마그네슘이 냄비에 들어갔다가 빅뱅으로 만들어진 수소 원자와 자리가 바뀌었기 때문이다. 부디, 야채는 너무 많이 익히지 말기를!
-3장 우주는 무슨 맛일까 中

이 모든 것의 답은 바로 파동에 있다. 그의 휴대전화에서 그녀의 휴대전화로 전송된 파동 덕분에 멀리 있어도 레온이 레베카를 식사에 초대할 수 있었다. 또한, 첫날 레온이 그녀를 볼 수 있게 해준 것도 바로 이 파동이다. 그날 오후 태양에서 나온 파동, 즉 빛은 레베카의 미소에 부딪히고 나서 다시 얼음이 되어 버린 레온의 오른쪽 눈으로 들어왔다. 또한, 그가 처음 들었던 그녀의 입에서 나온 말도 파동과 성대에서 나온 공기의 진동이었다. 그 진동들이 양쪽 귀에 도달한 것이다. 그가 레베카에 대해서 알게 된 모든 것은 물리적 현상, 즉 파동(빛, 전파, 소리)에서 시작되었다. 이런 비물질이 그녀의 이미지를 만들었다. 그는 이미 잘 알고 있었다. 적어도 사랑에 빠지기에는 충분하다는 것을.
-7장 우리 사이에 파동이 있다 中

웃긴 질문이겠지만, 만일 천지 이변이 생겨서 둘 중 하나를 구하거나, 다른 세계 존재들과 공유하기 위해 하나만 우주로 보내야 한다면, 당신은 칠레 대형 슈퍼마켓 체인인 점보 슈퍼마켓이나 노벨 문학상을 받은 칠레의 시인 파블로 네루다Pablo Neruda의 〈모두의 노래Canto general〉 중 무엇을 선택하겠는가? 문화의 가치는 엄청나지만, 문화는 그 가치를 창출하려는 목적으로 만들어진 게 아니다. 문화는 쾌락과 사랑, 자아, 미지의 영역, 호기심과 우연 또는 강박 관념에서 생겨난다. 이것은 과학자와 예술가의 평생의 삶을 보는 일이기도 하다.
-17장 그 쇼는 얼마일까요? 中

비디오 게임과 ‘www’는 물리학 연구소에서 전혀 새로운 발명을 의도하지 않았던 사람들에 의해서 탄생했다. 적어도 그들은 혁명을 일으킬 생각이 없었다. 물론 그것들은 우리가 상상할 수 있는 가장 비옥한 땅에서 태어났다. 우리는 이 사건들을 기억해야 한다. 이것은 기초 과학을 살리는 일이 왜 중요한지를 보여줄 뿐만 아니라, 우리 주변에서 끊임없이 벌어지는 일이기 때문이다. 과학은 인간의 호기심에 의해서만 움직인다. 그래서 우리는 모든 땅에 물을 주어야 한다. 겉보기에 좋은 열매가 날 것 같지 않은 땅도 빠뜨려서는 안 된다. 언젠가 우주의 커다란 룰렛에 따라 맛있는 과일이 열리길 바라면서 오래된 느릅나무에만 물을 줄 수는 없다.
-19장 비디오 게임과 우연한 축복 中