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아빠가 들려주는 재미있는 물리 이야기!

이 책은 어렵게 느낄 수밖에 없는 물리를 청소년이 이해할 수 있는 언어로 쉽게 설명해주는 물리 입문서이다. 아이들이 세상의 수많은 질문에 대해 스스로 답을 찾아가면서 과학을 즐겁게 접할 수 있도록, 저자가 직접 경험하고 이해한 물리의 세계를 물리학자인 아빠와 호기심 많은 딸의 대화 형식을 통해 보여준다. 물리학이 발전해 온 역사부터 현대 물리학의 난제인 암흑물질과 암흑에너지에 이르기까지 이해하기 어렵고 복잡한 물리를 생동감 있게 설명하고 있다. 우리가 살아가는 세상의 놀라운 질문에 대한 해답을 찾는 것이 물리를 배우는 과정이라는 생각으로 흥미를 가지고 이 책을 따라가다 보면 누구나 물리의 아름다움을 경험할 수 있을 것이다.

“누구도 사람에게 그 무엇을 가르칠 순 없다.
다만 그가 자신의 내면 속에서 그걸 발견할 수 있도록 도울 수 있을 뿐이다.”

- 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei) -

청소년의 눈높이에 딱 맞는 재미있는 물리 이야기!
물리를 배우면서 가장 중요한 것은 항상 호기심을 가지고 사물을 바라보는 눈이다. ‘왜 그럴까?’라는 질문을 많이 하면 할수록 전에는 알지 못했던 신기한 것이 보이고, 이해되지 않는 것에 대한 새로운 질문을 던질 수 있기 때문이다.
물론 호기심만 가진다고 모든 물리를 이해할 수 있는 것은 아니다. 하지만 건물을 지을 때 기초공사를 하지 않으면 아무 것도 세울 수 없는 것처럼, 물리도 호기심이란 기초가 없으면 그 위에 물리학이라는 건물을 세울 수 없다. 어떤 것은 이해하기 너무 복잡해서 아이들의 눈높이에 맞는 기초적인 지식과 훈련이 필요하다.
『아빠, 물리가 뭐예요?』는 청소년들의 눈높이에 딱 맞는 물리에 대한 이야기를 들려준다. 물리학자 아빠와 호기심 많은 딸의 대화 형식으로 되어 있어서 아이들의 호기심 어린 질문과 이해하기 쉬운 대답을 모두 들을 수 있으며, 독자들이 스스로 답을 찾아가도록 다양한 관점으로 호기심을 유도한다. 이 책을 읽는다면 과학교육이 암기 위주의 입시 수단이 되어버린 현실에서 열린 마음으로 세상을 바라볼 수 있게 됨은 물론이고, 일상에서 마주하게 되는 수많은 질문에 대한 해답을 아이들 스스로 찾을 수 있을 것이다.

우리 주변의 모든 것을 탐구하는 학문, 물리학
물리는 한자로 ‘物理’라고 쓰며, 그 뜻은 ‘모든 만물의 이치’라는 의미를 담고 있다. 영어로는 ‘피직스(Physics)’라고 하는데, 이 말도 ‘자연’이라는 뜻을 가진 고대 그리스어의 ‘피지스’에서 유래한 것이다. ‘자연을 연구하는 학문’이라는 뜻이니 이것도 우리말의 ‘물리’나 마찬가지이다. 그러므로 물리는 우리 주변의 모든 것을 제대로 탐구하는 것을 말하며, 이런 물리를 학문으로 공부하는 것을 ‘물리학’이라고 부른다.
물리학은 우주와 자연 만물의 본질을 보여주는 ‘보이지 않는 눈’과 같다고 말한다. 겉으로는 보이지 않지만, 그 속에 존재하는 규칙성과 질서를 자세히 보여주기 때문이다. 본 것을 이해하고 분석해서 모든 사람이 이해할 수 있는 정보로 바꾸는 것이 물리학이며, 이를 위해 물리학자들은 오늘도 노력을 게을리 하지 않고 있다.
그렇다고 모든 사람이 물리학자가 될 수는 없다. 사실 그럴 필요도 없다. 우리가 푸는 문제들은 갈릴레오 갈릴레이, 뉴턴, 케플러 등 근대 물리학의 기초를 놓은 기라성 같은 물리학자들이 오랜 시간 동안 고민하며 풀었던 문제들이며, 그들의 노력 덕분에 우리는 많은 노력을 들이지 않아도 물리를 이해하고 실생활에서 활용할 수 있기 때문이다. 그런 측면에서 어쩌면 우리는 ‘행운아’라고 할 수 있다.

‘제4차 산업혁명’을 이끄는 첫 번째 기술
요즘 전 세계에서 가장 많이 쓰이는 단어를 하나 꼽으면 단연 ‘제4차 산업혁명’일 것이다. 이 단어를 제일 처음 사용하기 시작한 독일의 경제학자 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)은 제4차 산업혁명을 이끄는 3가지 기술에 대해 이야기했는데, 그중 첫 번째가 물리학 기술, 두 번째는 디지털 기술, 세 번째는 생물학 즉, 바이오 기술이다. 여기서 물리학을 첫 번째로 꼽은 것만 봐도 제4차 산업혁명 시대에 물리학이 얼마나 중요하게 여겨지는지 알 수 있다.
제4차 산업혁명 시대에는 인공 지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 모바일 등 지능정보기술이 기존 산업과 서비스에 융합되거나 3D 프린팅, 로봇공학, 생명공학, 나노기술 등 여러 분야의 신기술과 결합되어 실세계 모든 제품·서비스를 네트워크로 연결하고 사물을 지능화한다. 사실상 지금까지 나온 모든 기술이 축약되어 들어가 있는 것이다. 그렇기 때문에 미래를 이끌어갈 우리 아이들에게는 물리가 그 어떤 학문보다 중요하다고 말할 수 있다.

머리말

추천사

1장 _ 헷갈리네! 도대체 뭐가 진짜야?

2장 _ 보이는 눈과 보이지 않는 눈

3장 _ 물리학엔 어떤 것이 있을까?

4장 _ 물리는 어떻게 공부해야 할까?

5장 _ KTX는 빨리 달리고 싶다?!

6장 _ 빛이 공기보다 작다고?

7장 _ 달, 달, 무슨 달?

8장 _ 어? 색이 왜 이러지?

9장 _ 제발 정리 좀 해!

10장 _ 잠수를 탔다고?

11장 _ 우주는 어둡다? 다크(Dark)~

12장 _ 맨눈으로 그게 보이니?

13장 _ Iot가 아니라 Pot(Physics of Things)라고요?

14장 _ 물리는 아름답다?!!

아빠 _ 탈레스는 소크라테스, 플라톤과 함께 3대 그리스 철학자로 불리는 아리스토텔레스가 ‘철학의 아버지’라고 칭송했을 정도로 유명한 철학자란다. 그뿐만 아니라 ‘최초의 철학자’, ‘최초의 수학자’, ‘최초의 고대 그리스 7대 현인(賢人: 지혜로운 사람) 등 수많은 수식어가 붙어 있지. 이미 기원전 585년에 천문학을 이용해 일식을 예언했다고 하니 정말 놀라운 사람 아니니? 인터넷을 검색해보면 탈레스에 대해 더 자세히 알 수 있을 거야.

우림 _ 그래요? 그럼 한 번 검색해볼게요. 탈, 레, 스…. 어? 영어 단어가 ‘Thales’네요? ‘Tales’가 아니라요.

아빠 _ 발음이 생각과는 조금 다르지? ‘Θ’는 우리말로 ‘세타’라고 읽지만, 미국 사람들은 ‘세이터(/θe?t?/)’라고 발음한단다. 앞으로 수학이나 물리에서 수식을 쓸 때, 특히 각도를 표시할 때 많이 보게 될 문자이지. 수식에 사용하는 문자들을 보면 대부분 대문자나 소문자로 표시된 그리스 알파벳이니까 익혀두면 도움이 될 거야.
- 15p

우림 _ 아빠, 어떻게 하면 물리를 잘할 수 있어요?

아빠 _ 물리를 배우면서 가장 중요한 것은 항상 호기심을 갖고 사물을 보는 거란다. ‘왜 그럴까?’라는 질문을 많이 하면 할수록 전에는 알지 못했던 신기한 것이 많이 보이게 되지. 이해되지 않는 것에 대한 질문도 많아지고 말이야.

우림 _ 그럼, 호기심만 가지면 되나요?

아빠 _ 물론 그렇지는 않지. 하지만 건물을 지을 때 기초 공사를 하지 않으면 아무것도 세울 수 없는 것처럼, 물리도 호기심이란 기초를 세우지 않으면 그 위에 물리학이란 건물을 세울 수 없게 된단다. 어떤 것들은 이해하기가 복잡해서 기초적인 지식과 훈련이 필요하지.

우림 _ 어휴~, 역시 공부를 많이 해야 하네요.

아빠 _ 공부를 많이 하면 도움이 되겠지만, 반드시 그런 것도 아니란다. 시작하기도 전에 먼저 겁낼 필요는 없어. 재미있게 할 수 있는 방법은 많으니까.
- 40~41p

우림 _ 물리학자들은 당연한 것을 참 어렵게 말하는 것 같아요. ‘누군가 일을 해야만 방이 정리된다’고 쉽게 말해도 될 텐데….

아빠 _ 물리학자라고 일부러 어렵게 말하려고 하는 것은 아니야. 모든 사람에게 똑같은 의미로 전달하려다 보니 그렇게 되는 것이지. 하지만 열역학 제2 법칙은 자연현상에 방향성이 있음을 알려 주는 중요한 법칙이란다. 어떤 현상이 한쪽 방향으로만 일어나고 그 반대 방향으로는 일어나지 않는 이유를 설명해 주고 있는 거야. 이를 ‘비가역성(非可易性)’이라고 하는데, 이로 인해 우리가 자연에서 시간의 방향성 즉, 시간이 과거에서 현재 그리고 미래로 흐름을 느낄 수 있는 거란다.

우림 _ 아빠, 열역학 제2 법칙이라고 하니까 굉장히 어려울 것 같은데, 당연한 것을 말하고 있는 거네요?

아빠 _ 누구에게나 당연하니까 그것을 법칙이라고 하는 것이지.
- 106p