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물리학 등 다양한 관점에서 본 시간의 의미와 속성

고대 로마의 철학자 아우구스티누스는 이렇게 말했다.
“나는 시간이 무엇인지 알고 있다. 그러나 누가 묻는다면 설명할 수 없다.”
이 말은 현대를 사는 우리에게도 그대로 적용된다. 우리는 시간이 무엇인지 잘 알고 있다. 그러나 구체적으로 설명하기는 결코 쉽지 않다. 정말로, 시간이란 무엇인가?
시간은 과거에서 미래로, 한쪽 방향으로만 흐른다. 우리는 이제까지 시간을 거슬러 과거 세계로 여행을 한 사람이나, 미래 세계에서 우리를 찾아온 사람을 알지 못한다. 그런데 과거 또는 미래로 가는 시간 여행이 가능하다는 말은 과연 무슨 뜻인가? 뿐만이 아니다. 시간에 시작과 끝이 있는가? 왜 어른이 되면 1년이 짧게 느껴질까? 생물은 어떻게 해서 시간을 아는 것일까? 시간에 대한 의문점은 끝없이 제기된다.
시간은 물리학이나 우주론, 생명 과학, 심리학 등 여러 학문 분야에 걸친 어려운 문제로 지금도 연구자들을 계속 괴롭히고 있다. 이 책은 물리학에서 심리학에 이르기까지 여러 가지 시점에서 시간의 수수께끼를 설명했던 《시간이란 무엇인가?》의 완전 개정판이다. 초판의 내용과는 전혀 다르게 내용을 구성하고, 거기에다 2017년의 노벨·생리학상을 받은 생물 시계의 자세한 메커니즘, 개발이 진행되고 있는 최고 정밀도의 ‘광격자 시계’의 메커니즘과 개발 비화 등 새로운 정보를 대폭 추가했다.
시간의 속성에 관련된 여러 가지 주제를 전문가들의 명쾌한 글과 핵심을 찌르는 일러스트레이션으로 설명하는 이 책을 통해, 추상적으로만 생각되었던 시간의 실체를 쉽고도 깊이 이해하게 될 것이다.

[특징]
● 시간의 개념을 눈으로 이해시키는 200여 컷의 고급 일러스트레이션
이 책에서는 시간의 개념을 물리학, 우주론, 생명 과학, 심리학 등 다양한 관점에서 살펴본다. 그러나 ‘시간’ 자체는 물체로 존재하는 것이 아닌 만큼, 그림을 이용한 설명이 아니라면 이해하기가 쉽지 않은 것 또한 사실이다. ‘과학의 원리를 그래픽으로 전달한다’는 《Newton》의 편집 방침은 이 책에서도 유감없이 발휘되어, 눈에 보이지 않는 시간의 여러 개념과 특성을 그림과 사진, 그래프 등을 통해 말 그대로 ‘눈으로 이해시켜 준다.’

● 물리학, 천문학, 생명공학, 심리학 전문가들의 깊이 있는 설명
시간은 단순한 개념이 아니다. 시간이 무엇인지는 누구나 잘 알고 있지만, 설명하려고 하면 한 마디도 하기가 어려운 것이 시간에 관한 내용이다. 이 책 《시간이란 무엇인가?》에서는 물리학을 비롯한 각 분야에서 연구된 시간에 관한 최신 성과를 전문가의 설명을 통해 명쾌하게 전달한다. 킵 손, 리처드 고트 등 세계 수준의 전문가들을 이 책을 통해 만나볼 수 있다.

● 시간에 대한 전통적인 이론부터 최신 노벨상 수상 연구와 기술 개발 내용까지 망라
시간에 관한 연구 내용은 대단히 다양하다. 고대 그리스 학자들의 시간에 관한 관념에서부터 시작해 갈릴레이, 그리고 뉴턴의 ‘절대 시간’을 거쳐 볼츠만의 엔트로피, 아인슈타인의 시간론에 이르는 시간의 전통적인 연구 내용은 물론, 시간 여행의 이론, 우리 몸속에 있는 생물 시계, 그리고 초정밀도를 자랑하는 광격자 시계의 개발까지, 최신 연구 성과를 망라하는 다양한 내용으로 시간의 모든 것을 설명한다.

● 킵 손, 리사 랜들, 리처드 고트, 로저 펜로즈, 리 스몰린, 폴 데이비스 등 과학자들의 인터뷰 수록
‘시간과 공간, 과거 또는 미래로 가는 시간 여행, 시간은 과연 무엇인가’등의 주제는 시간에 관한 연구의 꽃이라고도 할 수 있다. 이러한 분야에서도 꾸준한 연구 성과가 나오고 있다. 이 책 《시간이란 무엇인가?》에서는 이 분야의 대가들의 연구 내용은 물론, 그들의 인터뷰도 함께 다루고 있다. 시간을 연구하는 최일선의 과학자들의 연구 내용은 물론, 시간이라는 추상적인 개념을 연구하는 한 인간으로서의 단면까지도 보여 주는 인터뷰를 통해 시간의 속성을 더 자세히 들여다볼 수 있다.

● 과학 단행본의 새로운 전형, ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’
Newton은 모든 과학 분야의 핵심 사항을 전문가의 수준 높은 해설과 뛰어난 그래픽으로 구성한 ‘뉴턴 하이라이트 시리즈’를 발간하고 있다. 〈상대성 이론〉 〈양자론〉 〈주기율표〉 〈이온과 원소〉 〈인체-21세기 해부학〉 〈뇌와 뉴런(신경 세포)〉 〈신비한 수학의 세계〉 〈중고등학교 물리〉 〈중고등학교 화학〉 등의 100여 권의 자매편들도 절찬리에 판매되고 있다.

제1장 마음의 시계, 몸의 시계

물리적인 시간과의 차이 / 어른과 어린이의 시간 / 시간의 지각과 예측 / 생물 시계 / 시계 유전자 ①~② / 생물 시계와 질병 / 우리가 생각하는 ‘지금’은 환상인가?

칼럼 ‘결정했다!’ ― 그 순간은 정말 지금인가?
칼럼 과거를 현재로 체험하려면?
생물 시계의 메커니즘
생물 시계가 의학을 바꾼다

제2장 시간의 ‘정체’를 밝힌다

아리스토텔레스의 시간 / 고대의 ‘시계’ / 갈릴레이의 대발견 / 뉴턴의 절대 시간 / 아인슈타인의 시간 혁명 / 그래도 풀리지 않는 시간의 수수께끼 / 세기의 난문 ― ‘시간의 화살’ / 시간의 화살과 엔트로피 ① / 시간의 화살과 엔트로피 ② / ‘시간의 화살’은 역전되는가? / 시간의 끝 / 시간의 시작 / 시공의 최소 단위 / 물리학자들이 생각하는 ‘시간’ / 리 스몰린 박사 인터뷰

칼럼 시계는 어디까지 정확해질까?

제3장 아인슈타인의 시간론

상대성 원리 / 광속도 불변의 원리 / 시간은 신축한다 / 동시의 상대성 / 과거·현재·미래가 뒤섞인다 / 간이 느려지고 길이가 짧아진다 / 쌍둥이 패러독스 / 쌍둥이 패러독스(동생의 시점) / 쌍둥이 패러독스(형의 시점) / 패러독스의 해결법 1 / 중 력의 영향으로 시간이 느려진다 / 블랙홀과 시간 / 가속과 시간의 느려짐 / 패러독스의 해결법 2 / 폴 데이비스 박사 인터뷰

제4장 시간 여행의 과학

SF와 시간 여행 / 시간 여행의 연구 역사 / 미래로 가는 시간 여행 / 광속의 벽
블랙홀을 이용해 미래로 / 공 모양의 껍질로 안전하게 / 과거로 가는 시간 여행? / 과거를 바꿀 수 있는가? / 평행 세계와 시간 여행 / 웜홀을 이용해 과거로 ①~③ / 우주 끈을 이용해 과거로 / 킵 손 박사 인터뷰 / 웜홀을 발견하는 방법

제5장 역법과 시계

역법과 시간 ― 정밀도에 도전한다 / 시공의 휘어짐을 측정하는 시계 / 가토리 히데토시 박사 인터뷰

칼럼 하루의 길이는 매일 바뀐다