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「어린이 과학 크로스 인문학」 시리즈 다섯 번째 이야기. 통계물리학자 김범준 교수가 어린이들을 위해 특별한 물리학 수업을 준비했습니다. 21세기를 살아가는 어린이들에게는 복잡한 세상의 연결 고리를 읽어 내는 새로운 관점과 통찰력, 상상력이 필요합니다. 그리고 그 힘은 ‘전체’를 바라보며 현상을 꿰뚫어 보게 하는 통계물리학과 맞닿아 있습니다.

『김범준 선생님이 들려주는 빅데이터와 물리학』은 일상에서 흔히 마주치는 현상에 관한 궁금증으로부터 출발합니다. 그 궁금증과 관련된 빅데이터를 모아 다양한 과학적 방법을 이용해 답을 찾아내는 여정을 담고 있습니다. ‘피카츄는 뚱뚱한 걸까, 날씬한 걸까?’ ‘갈릴레오는 왜 강아지 뼈를 연구했을까?’ ‘대변초등학교는 어떻게 이름을 바꿨을까?’ 등 흥미로운 질문을 하나하나씩 풀어 가다 보면, 놀랍고 새로운 세상의 비밀이 눈앞에 펼쳐집니다.

이 책을 읽는 어린이 독자들은 빅데이터와 물리학의 세계를 즐겁게 탐험하며, 복잡하게 얽힌 세상의 숲을 바로 보는 법과 과학을 한다는 것의 특별한 즐거움을 깨닫게 될 것입니다.

세상을 과학적으로 바라보고
좀 더 나은 결정을 하도록 이끄는 힘,
빅데이터와 물리학에서 찾을 수 있다!

“우리 모두 함께 박자를 맞춰 박수를 쳐 봅시다.”라는 말에 많은 사람이 동시에 박수를 친다. 어떤 일이 일어날까? 처음에 제멋대로였던 박수 소리는 얼마 안 가 하나의 박자로 맞춰진다. 이 박자를 만들어 낸 것은 다름 아닌 ‘연결의 힘’이다. 통계물리학은 이처럼 수많은 어떤 것들 사이에 생겨나는 상호작용과 연결의 힘을 주로 다룬다. 오늘날 우리는 수많은 사람이 복잡다단하게 연결된 사회 속에서 서로 영향을 주고받으며 살아간다. 이때 함께 모여서 할 수 있는 일은 흩어진 한 명 한 명이 할 수 있는 일보다 항상 크고 많다.

사람뿐만 아니라 ‘데이터’도 마찬가지다. 매일 매 순간 어마어마하게 쌓여 가는 데이터는 서로 연결되어야만 훨씬 더 큰 힘을 발휘하는 법이다. 이러한 연결의 힘과 빅데이터를 제대로 이해하고 다룰 줄 알게 되면, 전체를 파악하게 되고 좀 더 합리적이고 의미 있는 결과를 얻을 수 있다. 빅데이터는 오늘날의 세계를 과학적인 시선으로 바라보며, 더 나은 결정을 하도록 돕는 중요한 열쇠인 셈이다. 『김범준 선생님이 들려주는 빅데이터와 물리학』은 복잡한 오늘과 내일을 살아가는 어린이 독자들이 그 안에 숨은 규칙과 과학의 재미에 가까이 다가갈 수 있도록 흥미진진한 물리학의 세계를 활짝 펼쳐 보인다.


이런 물리학은 처음일걸?
통계물리학자 김범준 교수와 함께 들여다보는
놀랍고도 재미있는 물리학의 세계

“여러분 생각에 피카츄는 뚱뚱한가요, 날씬한가요? 갑자기 왜 엉뚱한 질문을 하냐고요? 저는 그게 너무 궁금해서 ‘피카츄는 뚱뚱할까?’를 주제로 연구를 했거든요. (…) 그런데 물리학자가 피카츄를 연구한다니, 왠지 좀 이상한가요? 피카츄 연구가 도대체 어떤 쓸모가 있는지도 의심스럽지요?”

이 책은 ‘피카츄는 뚱뚱한 걸까?’라는, 얼핏 엉뚱하게 들릴 법한 질문을 던지며 시작한다. 실제로 이 질문은 모든 현상을 과학적으로 탐구하는 통계물리학자 김범준 교수가 궁금증을 느끼고 현실적인 빅데이터를 모아 풀어 온 연구 주제다. 피카츄 같은 포켓몬에게 사람 몸매를 과학적으로 판단하는 기준인 ‘체질량 지수’를 적용해도 되는지, 왜 체질량 지수는 몸무게를 키의 ‘제곱’으로 나누는 복잡한 계산이어야 하는지 등 궁금증은 점점 더 다양하게 뻗어 나가며 이야기가 확장된다. 그렇게 꼬리에 꼬리를 물고 이어지는 질문들에 대하여 직접 모은 데이터와 계산법, 그래프 자료 등을 바탕 삼아 답을 찾아 가는 법을 생생하게 보여 준다.

어린이 독자들은 이름만 들어도 흥미진진한 ‘포켓몬 몸집 연구’의 답에 가닿기까지 ‘이름을 바꾼 대변초등학교’, ‘걸리버와 소인국 사람들의 생김새’, ‘크기와 모양이 다른 화성과 목성의 위성’, ‘갈릴레오의 뼈 연구’ 등 일상과 이야기, 우주와 역사를 오가는 여정을 마주하며, 키와 몸집의 물리학을 다채롭게 들여다보게 된다. 그 과정에서 ‘상전이, 때맞음, 복잡계, 되먹임’처럼 어렵게만 들리던 물리학의 핵심 개념도 이해하기 쉬운 예시로 흥미롭게 접할 수 있다. 이 이야기의 마지막에 다다른 어린이 독자들은 빅데이터를 어디에 어떻게 이용할지, 빅데이터를 통해 어떤 변화를 끌어낼지 자신만의 상상력을 마음껏 발휘할 기회를 얻을 수 있을 것이다.


별걸 다 궁금해하는 피터 팬처럼
물리학의 방법으로 바라보면
전혀 다른 세상이 펼쳐진다

“물리학자란 인류의 피터 팬이다. 그들은 어른이 되지 못한 채 언제나 호기심을 품고 산다.”라는 세계적인 물리학자 이지도어 라비의 말처럼, 김범준 교수 역시 일상에서 마주치는 재미있고 이상한 일들에 끊임없이 궁금증을 느끼고 탐구하는 과학계의 피터 팬이다. 그렇기에 우리가 사는 복잡한 세상에서 일어나는 자연현상은 물론, 사회현상까지도 과학적으로 탐구하기를 멈추지 않는다. 이 책을 읽는 어린이 독자들에게도 물리학의 방법을 우리가 사는 세상에 적용해 보기를 권한다.

“만약 물리학의 방법으로 세상을 본다면 어떨까요? 어떤 문제가 발생했을 때 그 문제를 전혀 새롭게 바라볼 수 있겠지요. 질문을 던지는 방법도, 문제를 풀어 가는 방법도 이전과는 달라질 테니까요. 그래요. 물리학의 눈으로 들여다보면 새로운 세상이 펼쳐진답니다.”

무엇보다 저자는 어떤 궁금증이든 ‘즐겁게 멈추지 말고 끊임없이’ 파고들며, 과학이 보여 주는 새로운 세상의 풍경을 마음껏 누리라고 힘주어 당부한다. 꼬리에 꼬리를 무는 질문의 답을 발견해 가는 저자의 유쾌한 여정에 발을 맞춰 걷다 보면, 자연과 사회를 새롭게 바라보는 시선을 얻게 될 것이다. 이와 더불어 주어진 어떤 문제든 합리적이고 과학적인 방법으로 풀어내는 생각의 힘을 키우며, 과학을 한다는 것의 진정한 즐거움에 한 걸음 더 가까이 다가갈 수 있다.

어린이 과학 크로스 인문학 ;
과학을 더하고 인문학을 나누는 새롭고 특별한 지식 여행

「어린이 과학 크로스 인문학」 시리즈는 “가장 새로운 지식을 가장 어린 독자들에게” 들려주는 책이다. 지식 탐구의 최전선에 있는 우리 젊은 학자들이 직접 어린이들과 소통하며 삶과 지식이 하나로 이어지는 새롭고 특별한 융합의 경험을 선사하기 위해 마련되었다. 새로운 시대를 살아갈 어린이들에게 꼭 필요한 것은 죽은 지식과 정보가 아니라 다양한 상황에 부딪혔을 때 문제를 해결하기 위해 어떤 지식이 필요한지 찾아내고 그 지식을 조율하는 힘이다. 이 시리즈는 암기하는 지식이 아니라 스스로 생각하는 힘을 일러 주고, 구분 짓는 잣대를 쥐여 주는 것이 아니라 경계를 넘나드는 창의력을 길러 줌으로써 어린 독자들의 생각과 마음의 그릇을 동시에 키워 줄 것이다.

1. 포켓몬 몸집을 연구하는 과학자는 어떻게 세상을 바꿀까?
두근거리지 않는다면, 과학이 아니에요 ｜ 박수 속에 숨은 물리학의 비밀 ｜ 이건 정말 재미있는 물리학 이야기

2. 연결된 데이터의 힘, 빅데이터
시작은 소박해도 괜찮아! ｜ 연결의 힘이 세상을 바꾼다 ｜ 데이터가 서 말이라도 꿰어야 보배

3. 걸리버와 강아지 뼈의 비밀을 찾아
작은 세상 속의 큰 세상 ｜ 크기가 변하면 모습도 변한다 ｜ 갈릴레오는 왜 강아지 뼈다귀가 궁금했을까? ｜ 강아지가 반듯반듯한 정육면체라면?

4. 엉뚱 발랄 물리학자가 문제를 해결하는 법
개미 허리는 날씬한데 코끼리 다리는 통통한 이유 ｜ 크기가 변해도 모습이 같다면 어떻게 될까? ｜ 체질량 지수, 네가 뭔데 내 몸매를 판단해?

5. 피카츄가 뚱뚱한지 날씬한지 물리학이 알려 드립니다
물고기 크기는 비밀이라니까! ｜ 사람은 언제 사람이 되는 걸까? ｜ 포켓몬, 너를 알고 싶어 ｜ 피카츄의 체질량 지수를 부탁해

6. 세상의 비밀을 가장 먼저 발견하고 싶은 친구들에게
과학이 첫사랑, 물리학이 체질 ｜ 닻을 올려 가고 또 가자, 과학이란 그런 것!