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진짜 물리학은 우리 주변 어디에든 스며들어 있다!

상식을 뒤집는 14가지 물리학『물리학 시트콤』. 읽을수록 뒷이야기가 궁금해지는 스토리텔링 물리학을 담은 책이다. 일상의 곳곳에 스며들어 있는 물리학을 끄집어내 고전 물리학과 현대 물리학을 넘나들며 허를 찌르는 유머와 반전이 넘쳐나는 실감나는 이야기로 들려준다. 뉴턴 역학과 유체 역학, 양자 역학, 상대성 이론, 비선형동역학 등 물리학에서 꼭 알아야 하는 것들을 뽑아 실생활과 연계하여 물리학에 대해 쉽게 이해할 수 있도록 했다. 클로즈업 물리학 Q를 통해 과학적 사고력의 지평을 넓히는데 도움을 주고, 이야기의 극적인 상황을 생생하게 보여주는 이우일 작가의 일러스트를 수록해 더욱 쉽게 물리학에 접근할 수 있도록 이끌어준다.

★독일에 수학 신드롬을 일으킨 《수학 시트콤》의 저자, 최고의 과학 재담꾼 크리스토프 드뢰서가 더 강력한 이야기로 돌아왔다!
★어디서도 들어본 적 없는
광범위하고 스릴이 넘치는 물리학 이야기

“나는 최고의 물리학자는 최고의 이야기꾼이라고 생각한다. 크리스토프 드뢰서는 최고의 ‘말재주꾼’이다. 어디서 그런 물리학적 소재를 찾아내는지 모르지만 그가 이야기하면 귀가 쫑긋해진다. 이 책의 다양한 물리학 이야기들은 재미있고, 어디서도 들어본 적 없는 신선함으로 가득하다. 이 새롭고 흥미진진한 ‘스토리텔링 물리학’을 경험한다면 분명 사고의 폭이 넓어지고, 세상을 물리학 틀에서 바라보는 통찰력이 생길 것이다. 이야기 같은 이 책의 최고의 매력이다.”­이기진(서강대학교 물리학과 교수, 《맛있는 물리》의 저자)

“자연의 힘들이 항상 엄숙하게 작용해야만 하는 것은 아니다. 물리학 공부는 재미있을 수 있다. 특히 물리학을 일상에 적용하고 직관적으로 이해하기 쉽게 전달하면 그렇다. 이 일을 크리스토프 드뢰서는 《물리학 시트콤》에서 놀이하듯이 해낸다.”­독일 일간지 <베르너 차이퉁>

유머와 반전을 즐길 수 있는
기상천외한 스토리텔링 물리학

·왜 뚱뚱한 사람이 더 빨리 미끄러져 내려갈까?
·비엔나소시지의 옆구리가 항상 세로로 터지는 이유는?
·키가 20미터인 여자의 진짜 모습은?
·우주여행을 하고 돌아오면 더 젊어지는 이유는?
·50퍼센트의 확률로 총에 맞는데도 결코 죽지 않는 이유는?

키가 20미터인 여주인공의 치마가 바람에 들춰진다면 마릴린 먼로처럼 매혹적일까? 물리학자는 고개를 절레절레 젓는다. 키가 10배 커지면 몸무게는 10배가 아니라 1000배나 커지고, 그 무게를 떠받치려면 허벅지 지름이 6미터 이상은 되어야 한다! 목욕탕에서 넘치는 물을 보고 ‘유레카’를 외친 아르키메데스는 과연 금관의 진실을 밝힐 수 있을까? 같은 무게의 금덩이와 가짜 금관의 흘러넘친 물의 양의 차이는 겨우 0.09밀리미터에 불과한데도? 아르키메데스는 자신의 성급함을 책망하며, ‘빌어먹을 유레카’라고 내뱉었을지도 모른다. 독일 최고의 과학 칼럼니스트 크리스토프 드뢰서의 신작 《물리학 시트콤(원제 : Der Physikverf?hrer)》은 읽으면 읽을수록 뒷이야기가 궁금해지는 스토리텔링 물리학 책이다. 허를 찌르는 유머와 드라마에서나 볼 법한 반전이 넘쳐난다. 전작 《수학 시트콤》을 뛰어넘는 독창적인 이야기가 자연스럽게 중요한 물리학 개념으로 우리를 이끈다. 생생한 묘사, 개성적인 인물, 흡인력 있는 사건이 흥미롭게 뒤섞여 물리학 책을 손에서 놓지 못하게 하는 것이다. 욕조의 소용돌이에서부터 외계생명체 탐사를 떠난 쌍둥이 누나의 회춘이나 양자 기계를 이용해 벌어지는 살인사건까지 상상력을 자극하는 물리학 이야기가 한가득하다. 심지어 옆구리 터진 소시지도 등장한다. 이 책을 탐독하다 보면 독자들은 우리 주변이 아주 재미있는 곳일뿐더러 고귀한 진리가 스며들어 있는 곳임을 깨닫게 될 것이다.

고전 물리학과 현대 물리학을 종횡무진 넘나들며,
곳곳에 스며들어 있는 물리학을 끄집어내는 유쾌 발랄 일상의 물리학

진짜 물리학은 엄청난 돈을 들여 지하 깊숙이 건설한 거대한 입자 가속기에만 있는 것이 아니라 우리 주변의 온갖 하찮고 누추한 것들에도 스며들어 있다. 우리 주변, 우리 동네가 우리의 삶을 지탱하는 것이 옳듯이, 지금 여기의 누추한 것들이 우리 각자의 물리학을 지탱하는 것이 옳다. 힉스 입자에 관한 물리학보다 옆구리 터진 소시지에 관한 물리학을 더 중시하는 사람이 많아져야 한다. 그래야 삶도 물리학도 건강해진다.­‘옮긴이의 말’ 중에서

이 책은 다르다. 이 책은 최신 물리학 이론이나 빅뱅 우주와 같은 거창한 주제가 아니더라도 힘, 가속도, 에너지 등 물리학의 기초가 되는 핵심 개념만 가지고도 얼마든지 신선하고 흥미진진한 스토리텔링형 물리학이 가능하다는 것을 보여준다. 물리학의 기본은 멀리 있는 것이 아니라 바로 여기, 우리 주변에서 찾을 수 있다. 물리학이 어디에나 있다는 것을 알게 되면, 기본적인 수학 공식과 모형을 가지고 일상을 자유자재로 기술하는 지적 쾌락을 즐길 수 있을 것이다.
이 책은 뉴턴 역학과 유체 역학 등 고전 물리학에서부터 양자 역학, 상대성 이론, 비선형 동역학 등 현대 물리학에 이르기까지 물리학에서 꼭 알아야 하는 알짜배기만 뽑아내 한 편 한 편의 실감나는 이야기로 재구성하였다. 일상에서 쉽게 찾을 수 있는 소재로 실생활과 연계한 이야기도 있지만, 공상과학영화보다 더 공상적인 이야기도 있다. 그러나 이 이야기들이 허구에만 그치지 않는 까닭은 탄탄한 이론과 법칙, 다양한 데이터로 과학적 사실성을 부여하기 때문이다. 또 각 일화의 뒷부분에 저자가 연습문제처럼 내놓은 ‘클로즈업 물리학 Q’는 무릎을 탁 치게 만드는 신선한 충격을 줄 뿐 아니라 그 자체로 또 하나의 이야기를 구성할 만큼 흥미진진한 소재여서 과학적 사고력의 지평을 넓히는 데 도움이 될 것이다. 더욱이 이야기의 극적인 상황을 개성적인 그림체로 표현한 이우일 작가의 일러스트는 물리학에 울렁증을 느끼는 독자들이 쉽게 물리학에 접근할 수 있도록 도울 것이다.

상식을 뒤집는 14가지 물리학 이야기

첫 번째 이야기. 욕조에 첨벙 뛰어든 아르키메데스는 자신의 몸무게만큼 물이 흘러넘친 것을 보고 ‘유레카’를 외쳤다. 누구나 한 번쯤은 들어봤음직한 이 이야기는 진실일까? 부피가 큰 물체를 물에 담그면 그만큼 많은 물이 넘친다는 아주 간단한 사실로부터 진짜 금관과 가짜 금관을 구별할 수 있을까? 아르키메데스의 원리는 따로 있다!

두 번째 이야기. 무거운 물체와 가벼운 물체를 떨어뜨리면 동시에 떨어질까? 물리학 교사인 아버지는 스키 시합에서 십 대 아들을 이기기 위해 비장의 카드를 제시한다. 움직이지 않고 위에서 아래로 쭉 미끄러져 내려가 먼저 결승점에 도착하기. 몸집이 좀 더 큰 아버지와 아들 중 누가 더 빨리 결승점에 도달할까?

세 번째 이야기. 청바지의 대명사 리바이스의 대표적 도안, 말 두 마리가 양쪽에서 청바지를 잡아당기는 그림의 사연은? 교통사고가 발생했을 때, 벽과 부딪히는 것과 마주 오는 차와 부딪히는 것 중 어느 쪽이 피해를 덜 입을까? 이 모든 상황을 관통하는 것은 작용과 반작용의 법칙이다.

네 번째 이야기. 소시지 요리에도 물리학이 숨어 있다. 우선 맛있는 소시지 요리를 위해선 삼투 현상으로 소시지의 맛이 물에 우러나는 것을 막아야 한다. 또 주의할 점은 소시지를 넣고 물을 팔팔 끓이면 안 된다는 것! 소시지의 옆구리가 세로로 터지기 때문이다. 여기엔 장력의 비밀이 숨어 있다.

다섯 번째 이야기. <20미터 우먼>이라는 영화가 대성공을 거두게 될지도 모르겠다. 여주인공은 외계인을 만나고 나서 원래보다 10배로 확대된 거인이 된다. 마릴린 먼로처럼 지하철역 환풍기 위에서 치맛자락을 휘날리기도 하고, <킹콩>에서처럼 빌딩을 기어오르기도 한다. 환호하는 관객을 상상하는 프로듀서와 대본작가에게 물리학자는 찬물을 끼얹는다. 10배로 확대된 여자의 몸무게는 1000배 무거워지고, 다리의 굵기는 자그마치 6미터 이상이 되어야 한다!

여섯 번째 이야기. 액체를 빨아올릴 수 있는 높이에 한계가 있다는 사실 역시 우리의 상식과 정면충돌한다. 우리가 충분히 강한 힘을 발휘한다면 우리는 액체를 얼마든지 높이 빨아올릴 수 있다고 생각한다. 그러나 실제로 액체는 우리가 빠는 힘 때문이 아니라 주위의 공기가 미는 힘 때문에 상승한다. 공기가 미는 힘에는 한계가 있다.

일곱 번째 이야기. 만약 당신이 다음과 같은 (미래의) 자녀의 질문에 머뭇거린다면 이 책의 제7화를 꼭 사수하라. “왜 여름은 겨울보다 더울까요?”, “왜 우주정거장에선 우주인들이 둥둥 떠다닐까요?”, “왜 공기보다 훨씬 무거운 비행기는 떨어지지 않고 날아다닐까요?” 계절 변화의 원인, 무중력의 참된 의미, 베르누이의 원리 정도는 정확하게 알아둘 필요가 있다.

여덟 번째 이야기. 전 세계인이 그토록 염원하던 외계생명체과의 만남을 목전에 둔 상황. 인류는 지구에서 가장 가까운 별 알파 센타우리 B에서 외계 신호를 포착하고, 인류대표를 선발해 직접 그곳으로 보내기로 한다. 선발된 인류대표는 금발의 미녀 앨리스. 그녀는 쌍둥이 남동생과 마지막이 될지도 모르는 작별 인사를 나눈 뒤, 우주선에 오르는데……. 실감나는 공상과학소설 같은 이야기 속에서 상대성 이론, 쌍둥이 역설 등의 물리학이 펼쳐진다.

아홉 번째 이야기. 아무리 거대하고 튼튼한 장벽을 세워도 외부의 소음을 완벽히 차단할 수는 없다. 소리는 일종의 파동이다. 산란, 굴절, 회절 등의 파동 현상이 소리에서도 나타난다! 음원에서 소리 광선들이 곧장 뻗어나간다는 순박한 상상을 하는 당신에겐 지금 소리의 과학이 필요하다.

열 번째 이야기. 머리에 총알이 박힌 젊은 남녀 다섯 구의 시체! 목 졸린 흔적도, 폭행을 당한 흔적도 없다. 집단자살로 추정되지만, 모두 고학력자이고 앞날이 탄탄대로인 그들에겐 자살 동기도, 어떤 공통점도 찾을 수 없다. 이상한 기계에 연결된 권총만 달랑 놓여 있고, 사건은 미궁 속으로 빠져들 뻔하지만, 결정적 단서가 발견된다. 과연 평행우주는 존재할까?

열한 번째 이야기. 에너지를 투입하지 않아도 영원히 운동하는 기계를 만들어낼 수 있을까? 사람들은 오래전부터 영구 기관 발명을 꿈꿨다. 영구 기관이 발명된다면 에너지 문제도 해결할 수 있다. 여기에 두 사람이 그럴듯한 영구 기관 설계도를 가지고 특허청을 찾는다. 이 두 사람이 놓치고 있는 것은 열역학 법칙이다.

열두 번째 이야기. 적도 북쪽에서 세면대의 물을 빼면 물이 항상 시계 방향으로 돌고, 반대로 적도 남쪽에서 세면대의 물을 빼면 물이 항상 시계 반대 방향으로 도는 것을 보여주는 쇼가 진행된다. 이것을 코리올리 힘으로 설명하고, 실제로 구현해낸 사기꾼에게 관객은 아낌없이 지갑을 연다. 코리올리 힘이란 과연 무엇일까?

열세 번째 이야기. 피에르 바지외는 수학자이며 룰렛 이론가이다. 그가 만든 전자장치를 착용하고 룰렛 구슬의 초기 운동값을 그 컴퓨터에 입력하면 구슬이 어느 칸에 떨어질지 거의 정확하게 예측할 수 있다. 그렇다면 100퍼센트의 확률로 룰렛 게임의 승자가 될 수 있을까? 초기 조건의 값에 따라 변화무쌍해지는 카오스의 세계!

열네 번째 이야기. 때론 농부가 술에 취해 포도밭 농사를 망각할 때, 우리는 맛좋은 포도주를 마실 수 있다. 포도나무를 기르는 농부에게 가장 큰 골칫덩어리는 꽃피는 3월에 때때로 찾아오는 한파다. 술이 너무 취한 나머지 스프링클러 잠그는 것을 깜박한 농부의 포도나무 꽃들만 온전한, 믿기 어려운 일이 벌어진다.

추천의 말｜5
머리말｜7

1부 거의 모든 것의 물리
제1화 성급한 축배 : 빌어먹을 ‘유레카!’｜17
제2화 마지막 활강 : 왜 뚱뚱한 사람이 더 빨리 미끄러져 내려갈까?｜33
제3화 말 두 마리의 힘 : 청바지 찢기 실험｜56
제4화 소시지의 물리학 : 비엔나소시지의 옆구리는 왜 항상 세로로 터질까?｜70
제5화 20미터 우먼 : 크기의 중요성｜85
제6화 그들만의 잔치 : 빨대 이야기｜107
제7화 아들의 방에서 : 어설픈 앎은 해롭다｜124

2부 상상 그 이상의 물리
제8화 쌍둥이 누나의 회춘 : 역설적인 시간여행｜149
제9화 벽 : 바람에 실려오는 소리｜172
제10화 양자 컬트 : 과학을 위한 자살｜191
제11화 특허청에서 : 공짜로 에너지를 얻는 방법｜212
제12화 적도에서 : 소용돌이 쇼｜240
제13화 모두 다 우연? : 컴퓨터 구두를 신고 카지노에 가다｜255
제14화 술 취한 포도밭 농부 : 얼음으로 냉기를 막다｜276

부록1 클로즈업 물리학 Q 문제풀이｜285
부록2 가장 중요한 물리학 공식 12가지｜290
옮긴이의 말｜297
찾아보기｜300