[eBook]물리는 어떻게 진화했는가 

원제 : The Evolution of Physics

저 : 레오폴트 인펠트(Leopold Infeld), 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)역 : 조호근출판사 : 서커스출판상회발행일 : 2019년 05월17일 | 종이책 발행일 : 2017년 08월31일

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출판사서평 TOP

세상을 지배하는 가장 근본적인 법칙을 이해하기 위한 인간 정신의 투쟁 과정
‘과학 연구의 결과는 종종 과학이라는 분야에 한정되지 않고 그 이상의 철학적 문제에도 변화를 일으킨다. 과학의 목적은 무엇인가? 자연을 서술하려 시도하는 이론은 어떤 덕목을 가져야 하는가? 이런 질문은 물리학의 범주를 넘어서는 것이지만, 결국 물리학과 밀접하게 연관이 있다. 그런 질문이 발생하는 질료가 바로 과학에 의해 형성된 것이기 때문이다. 철학적 일반화는 과학의 결과물을 주춧돌로 삼아야 한다. 그러나 일단 한번 형성되고 널리 인정받은 이론은 종종 수많은 가능성 중 한 가지를 가리킴으로써 과학적 사고의 발전에 영향을 끼치기도 한다. 널리 인정받은 관점에 대한 반란에 성공하면 완벽하게 다르고 예상치 못한 발전을 불러오며, 그로 인해 새로운 철학적 관점의 초석이 된다.’
이 책은 개념 세계와 현상 세계를 잇는 가교를 발견하려는 인간 정신의 시도의 역사를 물리라는 분야를 통해 개괄적으로 서술한 책이다. 따라서 이 책은 물리학의 사실과 이론을 체계적으로 설명하기 위한 것이 아니며 물리학의 역사를 정리해서 보여주는 것도 아니다. 이 책의 목적은 우리를 둘러싼 세상을 지배하는 가장 근본적인 물리의 법칙을 좀 더 온전히 이해하기 위한 창의적인 인간 정신의 영원한 투쟁이 어떤 형태로 진행되었는지를 독자들에게 제시한다.
아인슈타인과 공저자인 인펠트는 물리의 발전 과정이라는 난해한 내용을 일반 독자들에게 설명하기 위해 모든 수학적 수식을 배제하고서 개념의 발전 과정을 짚어 나간다. 책에 등장하는 수많은 사고 실험과 그것을 설명하기 위한 그림과 도판들은 물리학이라는 학문의 발전 과정에서 벌어진 사건들을 압축하고 정리해서 직관적으로 잘 보여준다. 아인슈타인과 공저자의 의도는 멋지게 성공하여 이 책은 발간되자마자 즉각 베스트셀러가 되었고, <타임> 지의 커버스토리로 선정되기도 했다.

내용을 간략하게 살펴보면 이 책은 운동이라는 물리학의 가장 기초적인 문제에 대한 고찰로 시작된다.
2천 년 가까이 유지되어 온 아리스토텔레스의 자연관이 갈릴레오와 뉴턴의 고전역학에 의해 붕괴되면서 새로운 역학적 세계관이 형성된 것은 진정한 과학이라 할 수 있는 근대 과학의 출발점이 되었다. 갈릴레오가 발견하고 사용한 과학적 추론 방식은 과학뿐 아니라 인간 사고의 역사에서 가장 중요한 업적 중 하나이며 갈릴레오가 발견하고 뉴턴이 간결하게 정리한 고전역학의 세계관은 인간의 세계관을 근본적으로 변화시켰다.
하지만 완벽한 세계관으로 보였던 역학적 세계관은 전자기와 광학의 영역에서 큰 난관을 겪게 된다. 빛의 입자 이론과 파동 이론의 대립에서 물리학의 역사는 파동 이론의 손을 들어주게 된다. 하지만 빛이 전파될 수 있는 매질은 무엇이며 그 매질은 어떤 역학적 성질을 지니고 있는가. 광학 현상과 전자기 현상을 역학적으로 환원할 때 발생하는 난점은 너무 거대해서 결국 역학적 세계관은 포기할 수밖에 없게 된다.
뉴턴 이래 가장 중요한 개념으로 역장이 등장하게 되었고 이 역장은 전자기장의 구조를 서술하고 전기만이 아니라 광학 현상까지 설명할 수 있는 맥스웰 방정식의 발견을 불러왔다. 상대성이론은 고전역학적 물리 세계에 새로운 성질을 부여할 수밖에 없었기 때문에 등장했다. 상대성이론은 역학의 법칙을 변화시켰다. 운동하는 입자의 속도가 광속에 접근하면 고전역학의 법칙은 더 이상 유효하지 않게 된다. 또한 상대성이론은 질량과 에너지 사이의 연결 관계를 제안했다. 질량은 에너지이며 에너지에는 질량이 존재한다. 질량과 ...

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[물리는 어떻게 진화했는가]에서, 알베르트 아인슈타인과 레오폴트 인펠트는 태풍의 눈 속에서 양자역학이라는 혁명에 대해 서술했다…… 아인슈타인의 책은 20세기 초반에 과학이 어떤 상황에 있었는지, 그리고 아인슈타인 본인이 얼마나 큰 기여를 했는지를 잘 알려준다. 이 책이 출간된 지 거의 70년이 지났는데도, 비록 모형은 더욱 세련되게 다듬어지기는 했지만, 물리학자들은 여전히 우주의 양자론적 모델이 가져온 기괴함의 잔재를 해결하려 애쓰고 있는 중이다.
- 스티븐 호킹

갈릴레오 이후 물리학의 여정을 따라가는 대가의 여행…… 아인슈타인과 인펠트의 책은 인간 지성의 가장 극적인 진화에 대한 이해와 공감을 전파하는 데 큰 역할을 할 것이다.
- 에릭 템플 벨

아인슈타인과 그의 동료는 놀라울 정도로 간명하게 상대성이론의 뒤에 숨은 착상을 추적해 나간다. 이 책은 아인슈타인이 아직까지 자신의 이론의 가장 명확하고 단순한 활용자임을 증명해 보인다.
- 뉴욕 타임스

일반 독자들에게 과학을 설명하는 일은-그리고 여기서 ‘일반 독자’에는 해당 과학 분야에 관심이 없는 다른 과학자들도 포함된다-매우 중요하지만 동시에 매우 어려운 일이기도 하다……아인슈타인 교수와 그의 공저자의 말대로 ‘물리학이 인간 정신의 산물이며 자유롭게 발명된 개념과 착상으로 이루어져’ 있다면, 이 책은 물리학이 가지는 문화적인 중요성을 보여주는 지적인 저작이자, 동시에 문외한인 독자들에게 보편적인 흥미를 유발할 수 있는 모험이 될 것이다.
- 네이처

목차 TOP

서문

제1장 역학적 세계관의 대두
위대한 추리소설
최초의 실마리
벡터
운동의 수수께끼
남은 하나의 실마리
열은 물질인가?
롤러코스터
교환율
철학적 배경
물질의 운동론

제2장 역학적 세계관의 몰락
두 가지 전기 유체
자기 유체
첫 번째 심각한 문제
빛의 속도
물질로서의 빛
색의 수수께끼
파동이란 무엇인가?
빛의 파동 이론
광파는 횡파일까, 종파일까?
에테르와 역학적 세계관

제3장 역장과 상대성
표현 방식으로서의 역장
역장 이론의 두 기둥
실재하는 역장
역장과 에테르
역학적 지지대
에테르와 운동
시간, 거리, 상대성
상대성과 역학
시공간 연속체
일반 상대성
승강 ...

본문중에서 TOP

완벽하게 매끄러운 길과 전혀 마찰이 없는 바퀴를 상상해 보자. 그런 상황에서는 수레를 멈출 요소가 아무것도 없을 것이며, 따라서 영원히 달려가게 될 것이다. 이런 결론은 오직 이상적인 상황에서의 실험을 가정할 때에만 얻어낼 수 있다. 모든 외부 영향을 제거하는 것은 불가능하기 때문에, 실제로 실험을 수행할 수는 없기 때문이다. 이상적인 실험은 운동의 역학의 기반을 이루는 진짜 실마리가 무엇인지를 드러내 보여준다.
(/ 본문 중에서)

과학적 상상력은 기존의 개념을 너무 제한적이라 여기며 새로운 개념으로 그를 대체한다. 일단 시작된 이후의 발전은 진화라고 불러야 할 만한 양상을 보인다. 적어도 정복해야 할 새로운 영역이 등장해서 전환점이 마련될 때까지는 말이다. 그러나 주요 개념의 전환이 어떤 논리를 따르며 어떤 어려움을 극복하기 위한 것인지를 이해하기 위해서는, 최초의 실마리뿐 아니라 그로부터 끌어낼 수 있는 결론까지 알고 있어야 한다.
(/ 본문 중에서)

물리학의 개념은 오로지 인간의 정신만으로 자유롭게 창조해 낸 결과물이며, 그 겉모습이 어떻게 보이든 외부 세계가 지정해 준 결과물이 아니다. 현실을 이해하려 하는 우리 ...

저자소개 TOP

레오폴트 인펠트(Leopold Infeld) [저]

폴란드의 물리학자. 캠브리지 대학의 록펠러 연구원, 프린스턴 대학의 고등연구소, 토론토 대학 교수 등을 거쳤다. 아인슈타인과 함께 별의 운동에 관한 방정식을 연구했고 이 책 <물리는 어떻게 진화했는가>를 공동 집필했다. 막스 보른과 함께 맥스웰의 전기역학 이론에서 발생하는 문제를 해명하는 보른-인펠트 모델을 발표하기도 했다. 러셀-아인슈타인 선언에 서명한 11명의 과학자 중 한 명인데 서명자 중 노벨상을 수상하지 않은 사람은 인펠트가 유일하다. 2차 대전 후 캐나다에서 고국 폴란드의 과학 재건을 위해 귀국했고 폴란드 과학 아카데미 회원으로 선임되었다.

전체선택

알베르트 아인슈타인(Albert Einstein) [저]

1879년 3월 14일 독일 울름에서 태어나 1940년 미국 시민권을 취득했으며, 1955년 4월 18일 수술을 거부하고 생을 마쳤다. '기적의 해'로 불리는 1905년에는 특수상대성이론에 관한 논문을 포함하여 광전 효과, 브라운 운동 등 놀라운 논문을 다수 발표했다. 상대성 원리와 중력에 관한 이론들은 뉴턴 물리학을 넘어서는 심오한 진전이었고, 과학적 탐구와 철학적 탐구에 혁명을 일으켰다. 1921년 광전 효과에 대한 기여로 노벨 물리학상을 받았다.
마지막 순간까지 통일장 이론을 완성하기 위해 방정식에 매달렸지만, 사실 그의 관심 분야는 철학, 종교, 정치, 경제 등 다방면에 걸쳐 있었다. 그는 나치에 반대한 평...

조호근 [역]

서울대학교 생명과학부를 졸업했다. SF/판타지 단편과 어린이용 과학 도서 번역을 주로 하였고, 현대 해외 문학을 국내에 소개하는 일도 하고 있다. 옮긴 책으로 『제임스 그레이엄 밸러드』『레이 브래드버리』『시월의 저택』『도매가로 기억을 팝니다』『마이너리티 리포트』『진흙발의 오르페우스』『더블 스타』『하인라인 판타지』『아마겟돈』『컴퓨터 커넥션』『타임십』『소용돌이에 다가가지 말 것』『SF 세계에서 안전하게 살아가는 방법』 등이 있다.

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