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이토록 풍부하고 단순한 세계 : 실재에 이르는 10가지 근본
프랭크 윌첵, 김희봉 ㅣ 김영사 ㅣ Fundamentals
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2022년 04월 25일
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360page/131*197*26/521g
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9788934961741/8934961740
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  • 우주에는 무엇이 있으며, 어떤 법칙을 따라 그렇게 존재하는가? 시공간의 성질부터 물질과 에너지, 복잡성, 상보성, 그리고 최전선에서 탐구 중인 미스터리까지, 생각보다 크고 풍부하고 이상한 세계에 관한 10가지 심오한 통찰 ★ 2004년 노벨 물리학상 수상 ★ 14개 언어 계약 ★ 아마존 베스트셀러 이 시대 가장 뛰어난 물리학자 중 한 명이, 세계가 무엇이며 어떻게 작동하는지에 관하여 우리가 반드시 알아야 할 필수적인 개념들을 소개한다. 기본적인 질문과 사실, 눈부신 사색을 종합하여, 우주에 대한 우리의 이해를 형성하는 아이디어들, 즉 시간, 공간, 물질, 에너지, 복잡성, 상보성 등을 탐구한다. 과학의 역사를 되짚으면서 우리가 무엇을 알고 있으며 이를 어떻게 알게 되었는지 살펴보는 한편, 현대과학의 한계선까지 찾아가 우리가 곧 발견하게 될 것들을 살짝 보여주기도 한다. 대가다운 명징한 이해, 개념 전반을 높은 곳에서 조망하는 폭넓은 시야, 그런 눈에 포착된 원리들에 관한 독창적인 설명, 그리고 전염성이 있는 기쁨까지, 윌첵의 목소리를 따라가는 동안 독자는 그간 알던 것보다 세계가 훨씬 크고, 풍부하고, 이상하다는 점을 알게 되며, 동시에 이런 우주를 이해하는 인간의 지성과 상상력에도 경탄하게 된다. 세계와 마음을 확장시켜주는 이 여행을 마치고 나면, 이후 바라보게 되는 세계는 전과 같지 않을 것이다.
  • 우주에는 무엇이 있으며, 어떤 법칙을 따라 그렇게 존재하는가? 시공간의 성질부터 물질과 에너지, 복잡성, 상보성, 그리고 최전선에서 탐구 중인 미스터리까지, 생각보다 크고 풍부하고 이상한 세계에 관한 10가지 심오한 통찰 ★ 2004년 노벨 물리학상 수상 ★ 14개 언어 계약 ★ 아마존 베스트셀러 이 시대 가장 뛰어난 물리학자 중 한 명인 프랭크 윌첵이, 이 세계가 무엇이며 어떻게 작동하는지에 관하여 우리가 반드시 알아야 할 필수적인 개념들을 소개한다. 기본적인 질문과 사실, 사색을 종합하여 우주에 대한 우리의 이해를 형성하는 아이디어들, 즉 시간, 공간, 물질, 에너지, 복잡성, 상보성 등을 탐구한다. 과학의 역사를 되짚으면서 우리가 무엇을 알고 있으며 이를 어떻게 알게 되었는지 살펴보는 한편, 현대과학의 한계선까지 찾아가 우리가 곧 발견하게 될 것들을 살짝 보여주기도 한다. 대가다운 명징한 이해, 개념 전반을 높은 곳에서 조망하는 폭넓은 시야, 그런 눈에 포착된 원리들에 관한 독창적인 설명, 그리고 전염성이 있는 기쁨까지, 윌첵의 목소리를 따라가는 동안 독자는 그간 알던 것보다 세계가 훨씬 크고, 풍부하고, 이상하다는 점을 알게 되며, 동시에 이런 우주를 이해하는 인간의 지성과 상상력에도 경탄하게 된다. 세계와 마음을 확장시켜주는 이 여행을 마치고 나면, 이후 바라보게 되는 세계는 전과 같지 않을 것이다. 살아 있는 최고의 물리학자의 물리적 우주관 강의 프랭크 윌첵은 박사과정 시절의 연구로 데이비드 그로스, 데이비드 폴리처와 함께 2004년에 노벨 물리학상을 받았다. 멀어질수록 서로 간의 힘이 증가하고 극히 가까워지면 서로를 느끼지 못하는 쿼크들의 기이한 거동을 설명하는 새로운 이론적 접근을 시도한 “원자핵의 강력 이론에서 점근적 자유성을 발견한 공로” 때문이었다. 20대 초반의 연구로 노벨상을 수상했으니 대단한 행운아라고 할 수 있지만, 거기서 머물지 않고 이후로도 중요하고도 창의적인 아이디어를 다수 제시하며 물리학계를 풍성하게 만들었다. 1977년에 그가 이름을 붙인 입자 ‘액시온’은 유력한 암흑물질 후보로 현재 세계 여러 연구팀이 추적하고 있으며, 2012년에 제안한 ‘시간결정(Time Crystal)’은 이후 복수의 연구팀에 의해 실제로 관찰되어 그 존재가 확인되기도 했다. 그가 도입한 메모리를 지닌 준입자 ‘애니온’은 마이크로소프트사의 양자컴퓨터 개발에 활용되고 있다. 물리학 분야의 이런 성취 외에도 철학, 예술, 미래기술 등 다양한 분야에 대한 관심을 반영해 글쓰기에도 열의를 보이고 있는데, 〈월스트리트저널〉에 매월 “윌첵의 우주”를 연재하고 있고, 〈피직스투데이〉 〈노바〉 〈콴타매거진〉에도 많은 글을 기고했다. 노벨물리학상 수상자가 직접 쓴 흔치 않은 대중서인 이 책에는 이처럼 일급 물리학자이자 긴 시간 다방면에 관심을 갖고 글을 써온 저술가로서 윌첵의 매력이 잘 드러나 있다. 전문 분야인 이론물리학뿐 아니라 천문학과 우주론, 생물학, 기술의 미래, 예술, 인간의 도덕성까지, 전형적인 학문과 분야의 경계를 끊임없이 넘어서며 이야기의 실타래를 풀어가는데, 이를 통해 독자는 현대과학이 알아낸 물리적 사실들에 대한 수준 높은 이해를 경험함은 물론, 우주와 인간 존재에 대한 사색에도 동참하게 된다. 현대 물리학은 무엇을, 어떻게 아는가? 곧 발견하게 될 것들은? 서문에서 밝힌 대로 이 책은 그가 만난 수많은 사람들, 즉 “물리적 세계를 궁금해하고 현대 물리학이 알려주는 것을 배우고 싶어 하는 ... 지성이 있지만 지식은 없는” 대중의 요구에 부응해 “현대 물리학의 중심적인 메시지를 최대한...
  • 서문: 다시 태어남 들어가는 글 I. 존재하는 것들 1. 공간이 풍부하다 2. 시간이 풍부하다 3. 성분은 아주 적다 4. 법칙은 아주 적다 5. 물질과 에너지가 풍부하다 II. 시작과 끝 6. 우주의 역사는 펼쳐진 책이다 7. 복잡성이 창발한다 8. 더 봐야 할 것이 많다 9. 미스터리는 남아 있다 10. 상보성은 마음을 확장한다 나가는 글: 집으로의 긴 여행 감사의 글 부록 옮긴이의 글 찾아보기
  • 을 사용해서 상을 얻는 현미경은 그 거리 이하에서는 흐릿하게 번져 보인다. _61쪽 다음과 같은 답은 아인슈타인의 말이라고 잘못 알려져 있지만, 과학소설 작가 레이 커밍스가 처음 한 말이다. “시간은 모든 일이 한꺼번에 일어나지 않도록 해주는 것이다.” 또 다른 의미심장한 대답은 얼핏 보기에는 전혀 진지해 보이지 않는다. “시간은 시계가 재는 것이다.” 그러나 나는 이것이 올바른 답의 씨앗이라고 생각한다. 우리는 여기에서부터 출발해야 한다. _78-79쪽 중력자는 결코 개별 입자로 관찰된 적이 없다. 중력자는 보통의 물질과 너무나 약하게 상호작용하므로 관찰하는 것이 현실적으로 거의 불가능하기 때문이다. 관찰되는 것은 중력의 힘이고, 최근에는 중력파도 관찰되었다. 이론적으로 이러한 관찰 가능한 효과는 많은 개별 입자들의 누적적인 작용으로 일어난다. _132쪽 내가 처음 물리학자로 일을 시작했을 때는 전통적인 의미의 기본 입자를 집중적으로 연구했다. 그러나 그보다 오래 전에 학생 시절에 견학 갔던 벨 연구소에서 어떤 과학자의 강연을 들은 적이 있었다. 그는 자기가 하는 연구를 우리에게 설명하면서, 포논phonon이 진동의 양자라고 말했다. 나는 그의 말을 이해하지 못했지만, 그때까지 들어본 것 중에서 가장 멋진 말이라고 생각했다. 포논과 진동과 양자라는 이상한 세 가지 개념들이 서로 공명하고, 어떤 의미에서 하나로 뭉쳐져 있는 것이었다. _136쪽 물질을 준입자의 집으로 생각한다면, 심오한 질문이 곧바로 다가온다. ‘빈 공간’ 자체가 물질이고, 그 준입자가 우리의 ‘기본 입자’가 아닐까? 그렇게 볼 수 있고, 그렇게 보아야 한다. 이것은 매우 생산적인 사고의 방향이며, 뒤에서 더 자세히 살펴보겠다. _138-139쪽 약한 핵력은 쿼크가 있는 곳이면 어디에서든 작용한다. 또한 약한 핵력은 중성자가 고립되어 있을 때뿐만 아니라 원자핵 속에 있을 때도 중성자를 양성자로 바꿀 수 있다. 이런 일이 일어난 다음에는, 새로운 핵에 양성자가 하나 많아지고 중성자가 하나 줄어든다(전자와 반중성미자가 빠져나간다). 원자핵 속의 양성자 수가 그 원자의 전기적 성질을 결정하고, 그리하여 화학적 성질도 결정하므로, 약한 핵력이 개입하는 과정에서 원자가 화학적으로 다른 원자로 바뀐다. 이것은 연금술사들이 열망했으나 현대 화학의 선구자들은 불가능하다고 말했던 것이다. 약한 핵력은 자연의 연금술을 행한다. _177쪽 약간의 비교를 통해 우주적 에너지의 크기를 사람의 규모로 알아보자. 성인의 전형적인 영양 섭취량은 매일 2,000칼로리이다. 이것은 대략 100와트 전구를 켤 수 있는 에너지이다. 1년 동안 이 에너지를 계속 사용하면 30억 줄에 해당한다. ... 1년 동안 사람에게 필요한 에너지인 이 양을 1어휴먼AHUMAN(물론, 발음은 ‘a human’이다)이라고 하자. 이 에너지 중에서 대략 20퍼센트가 뇌 활동에 사용된다. 2020년의 세계 에너지 소비량은 약 1,900억 어휴먼이다. 2020년의 세계 인구는 약 75억이므로, 대략 1인당 25어휴먼의 에너지를 사용한 셈이다. ... 미국인들은 대략 1인당 95어휴먼을 사용한다. 태양에서 나오는 연간 에너지 출력은 1인당 대략 500조 어휴먼을 공급하기에 충분하다. ... 더 겸손하게, 지구로 오는 태양 에너지만 고려해도, 현재 에너지 소비량의 ‘겨우’ 10,000배까지 수확할 수 있다. 이 값이 태양 에너지의 경제적 잠재력을 평가하는 더 현실적인 숫자이다. 분명, 다이슨 구가 없어도 성장을 위한 여유는 풍부하다. _188-189쪽 우주에서 복잡성이 나타나는 가장 중요한 이유인 중력 불안정성은 일종의 마태 효과이다. 우주에서 ...
  • 프랭크 윌첵 [저]
  • 조너선 그로스, 데이비드 폴리처와 함께 원자핵의 강력이론에서 점근적 자유성을 발견한 공로로 2004년 노벨물리학상을 받았다. 윌첵이 1989년에 발표한 《조화를 향한 갈망(Longing for the Harmonies)》은 그해 〈뉴욕타임스〉에서 ‘가장 주목받은 책’으로 선정되었다. 미래의 과학도에게 영감을 주기 위해 ASC(아시안 사이언스 캠프) 등 다양한 분야에서 멘토로 활약하고 있는 그는 현재 매사추세츠 공과대학(MIT) 물리학과의 허먼 페쉬바흐(Herman Feshbach) 석좌교수로 재직 중이다.
  • 김희봉 [저]
  • 연세대학교 물리학과를 졸업하고 동 대학원에서 물리학을 전공했다. 과학서 전문 번역가로 활동하고 있다.
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