[eBook]물질의 탐구 : 그리스 원자로부터 상대성이론, 양자역학에 이르기까지 질량과 물질을 이해하기 위한 길고 긴 여정

저 : 짐 배것(Jim Baggott)역 : 배지은출판사 : 반니발행일 : 2020년 05월19일 | 종이책 발행일 : 2018년 05월08일

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북마스터소개글 TOP

물질에 대한 지식은
우주를 바라보는 관점을 변화시켰다!


우리 몸, 우주의 별, 우리 세계의 모든 것이 물질로 되어 있으며 모든 물질에는 질량이 있다. ‘물질이란 무엇인가?’라는 질문을 던진 저자는 그 답을 찾기 위해 물질의 정체를 탐구하고, 물질이 가진 ‘질량’의 기원을 추적한다.
질량은 어떻게 만들어진 것일까? 질량과 에너지가 같다는 말은 무엇을 의미하는 걸까?
물질을 쪼개고 쪼개 가장 작은 입자를 찾아내면 질량의 기원과 물질의 본질을 알아낼 수 있을까?

출판사서평 TOP

우리 몸, 우주의 별, 우리 세계의 모든 것은 물질로 이루어져 있다. 하지만 너무나 익숙해서 의문조차 품지 않는 이 개념에 대해 우리는 과연 무엇을 알고 있는가? 보통 사람인 우리가 알기에 너무 어렵다면, 과학자들은 그 해답을 알고 있을까?
지난 2500년간 과학자들이 한 일은 바로 이것이다. 복잡다단한 현대 과학조차 고대 그리스인들이 던진 이 질문의 연장선에 있다. ‘물질이란 과연 무엇인가?’ 그리고 이 여정은 물질의 기원인 ‘질량’을 탐구하는 일에서 시작된다. 이후 과학의 역사는 온전히 이 질문에 할애되었다고 해도 과언이 아니다.
《기원의 탐구》, 《퀀텀 스토리》 등 굵직한 과학 저술들로 영국에서 가장 인정받는 과학 작가 짐 배것은 이 2500년간의 여정을 탐구한다. ‘물질’에 대한 이해에 다다르기 위한 과학자들의 여정을 따라가다 보면 우리는 궁극적으로 우주와 인간에 대한 우리의 이해가 어떻게 발전했는지 알 수 있게 될 것이다.

- 인간과 우주를 바라보는 관점은 지난 2500년간 어떻게 변화되어 왔는가
물질의 본질에 대한 독특하고 흥미로운 해석


“질량은 어떻게 구성되어 있는가?”
“질량은 어떤 성질을 지니고 있는가?”
“질량과 에너지가 같다는 말의 의미는 무엇일까?”
“물질을 쪼개고 쪼갠 가장 작은 입자는 어떤 상태일까?”

이 질문들은 2500년간 과학자들이 던져온 것들이다. 그렇다면 왜 ‘질량’인가? 그것은 ‘질량’이 물질의 본질을 이루는 근본 개념이기 때문이다. 오늘날에는 황당무계한 공상 정도로 들리는 그리스 원자론자들의 가설부터 복잡다단하기 그지없는 현대의 양자 물리학에 이르기까지 그 토대가 되는 의문은 모두 한결같았다. ‘물질이란 무엇인가?’ 이 답을 찾기 위해 저자는 물질의 정체를 탐구하고, 물질이 가진 ‘질량’의 기원을 추적한다.

- 그리스 원자론부터 상대성 이론, 양자역학에 이르기까지
질량과 물질을 이해하기 위한 길고 긴 여정


저자 짐 배것은 약 2500년간에 이르는 이 추적 과정을 연대순으로 조명한다. 그는 먼저 고대 그리스 철학자들의 사유에서 시작해 현대의 양자 물리학과 빅뱅에 이르기까지 연대기 순으로 ‘질량’의 기원을 찾기 위한 과학자들의 시도를 총 4부에 걸쳐 차근차근 펼쳐낸다.
그런데 왜 그리스 철학자들의 원자론부터일까? 오늘날을 살아가는 우리에게 과학은 ‘실험과학’의 준말로 여겨진다. 문과는 이과와 철저히 분리되고, 같은 과학 분야라고 해도 낱낱이 전문 분야가 쪼개져 있는 우리에게, 이 의문은 일견 타당해 보인다.
하지만 과학과 철학이 분리되고, 과학이 세부 분야로 쪼개진 것은 채 몇 세기도 지나지 않은 일이다. 17세기까지만 해도 과학과 철학은 명확히 구분되지 않았으며, 오늘날의 과학자들 역시 철학적 사유에 대한 의문에서 연구를 시작하고 있다. 세상 만물을 이해하려는 시도에서 철학이 시작되었고, 과학이 발전했다. 뉴턴이 고전 물리학을 정립하게 한 이론은 물론, 오늘날의 복잡다단한 양자역학과 우주과학에 이르기까지 그 근본적 토대는 고대 그리스 시대 원자론자들이 품은 한 가지 의문이었다. “물질을 쪼개고 쪼개면 어떻게 될까?”
고대 그리스 시대의 철학자들, 즉 데모크리토스, 에피쿠로스, 아리스토텔레스는 이 질문을 사유하면서 각자의 방식대로 ‘원자론’을 세웠다. 후대의 학자들은 이들의 원자론을 각자의 논리대로 재해석하고 이를 ‘실험’으로 입증하고자 애쓰면서 질문들은 조금 더 구체화되었다. 보편적으로 중세 시대는 학문의 암흑시대라고 여겨지지만, 저자는 이 시기의 과학적 흐름을 놓치지 않는다. 이 시기부터 싹트기 시작한 고대 그리스-로마적 정신과 철학의 부흥, ...

추천사 TOP

“영국에서 가장 유명한 과학 작가인 짐 배것은 결코 우리를 실망시키지 않는다. 이 책 역시 신선한 충격과 함께 물리학의 매력에 푹 빠지게 한다.”
- 파퓰러 사이언스Popular Science

“난해한 물리학을 매혹적으로 풀어냈다. 이 책을 통해 우리는 ‘질량’이란 것을 새로운 눈으로 바라보게 될 것이다.”
- 퍼블리셔스 위클리Publishers Weekly

“고대 그리스 원자에서 오늘날의 양자역학까지, 우리가 질량을 이해하는 과정은 어떻게 변화했을까? 촘촘하게 엮어낸 파란만장 과학사.”
- 네이처Nature

“물질은 무엇인가라는 질문에 답을 찾고 상상력을 자극하는 책.”
- 커커스 리뷰Kirkus Review

목차 TOP

프롤로그

제1부 원자와 공허
1 조용한 성채
2 물자체
3 힘의 작용
4 회의적 화학자

제2부 질량과 에너지
5 대단히 흥미로운 결론
6 비교될 수 없는
7 직물
8 어둠의 심장 안에서

제3부 파동과 입자
9 절망의 몸부림
10 파동 방정식
11 유일한 미스터리
12 맨질량과 입혀진 질량

제4부 장과 힘
13 자연의 대칭
14 이 망할 놈의 입자
15 표준 모형
16 질량 없는 질량

에필로그

용어 설명
찾아보기

본문중에서 TOP

오늘날에는 기계론자들을 ‘과학자’(또는 최소한 과학혁명의 전령)로, 근대철학자들을 ‘철학자’로 생각하는 경향이 있다. 그러나 사실 이 두 집단은 탐구의 본질과 방식에서만 약간의 차이를 보일 뿐 거의 연속적인 스펙트럼을 형성한다. ‘과학자’들 중 대다수는 철학적 (그리고 신학적) 사색에 관여했고, ‘철학자’들 대다수도 실험에 참여하거나 아니면 적어도 실험적 과학의 결론을 잘 알고 있었다. 데카르트는 기계론자이기도 했다.
(/ p.40)

이것이 과학이 작동하는 방식이다. 과학사를 자세히 살펴보면 과학자 혼자서 또는 소수의 집단이 곧장 ‘진실’로 도약하는 발견은 거의 없으며, 설사 있다 하더라도 매우 드물다. 그 대신 짙은 안개 틈으로 진실이 슬쩍 모습을 드러내면, 어느 과학자가 진실의 일부를 붙들고 같은 진실의 다른 부분을 붙든 다른 과학자와 격한 논쟁을 벌인다. 그런 와중에 어떤 질서가 잡히면서 진전이 이루어지고, 비로소 안개가 걷히게 된다.
(/ p.75)

공간, 시간, 질량, 에너지의 ‘직물’은 물리학 체계뿐만 아니라 우주 전체를 짜 넣기 위해 필요한 것이다. 따라서 다음 질문은 명백하다. 아인슈타인의 일반상대성 이론의 장방정식들은 전 ...

저자소개 TOP

짐 배것(Jim Baggott) [저]

과학사 및 과학철학에 관한 글들을 주로 쓰며 과학저술가로 활동하고 있다. 맨체스터대학교를 졸업하고 옥스퍼드대학교에서 화학물리학 박사학위를 받았다. 같은 대학교와 스탠퍼드대학교에서 박사후과정을 이수했고, 영국의 레딩대학교에서 화학과 교수로 학생들을 가르쳤다. 이후 상업적 세계에서 경험을 쌓기 위해 종신 교수직을 포기하고 쉘Shell사로 자리를 옮겨 비즈니스 컨설턴트와 교육전문가로 일했다. 1989년에는 화학물리학에 기여한 공로로 영국왕립화학회RSC에서 말로 메달MarlowAward을 받았다. [뉴 사이언티스트], [네이처] 등에 꾸준히 기고하고 있으며, 1991년에는 영국과학작가협회ABSW 과학저술상을 수상했다. 저서로 ...

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배지은 [역]

서강대학교 물리학과와 동 대학원을 졸업하고 한동안 휴대전화를 만드는 엔지니어로 일했다. 이후 이화여자대학교 통역번역대학원에서 번역학을 전공하고 소설과 과학책을 번역하는 번역가로 활동하고 있다. [입자 동물원], [일상적이지만 절대적인 양자역학지식 50], [전자부품 백과사전1, 2, 3],[수학100 1, 2], [아파트먼트], [밤의 새가 말하다 1, 2], [열흘간의 불가사의], [최후의 일격], [꼬리 많은 고양이], [퀸수사국], [범죄 캘린더], [맹인탐정 맥스 캐러도스]를 우리말로 옮겼다.
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