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김범준의 이것저것의 물리학 : 호기심 많은 물리학자의 종횡무진 세상 읽기
김범준 ㅣ 김영사
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2023년 09월 21일
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288page/136*211*22/500g
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9788934954972/8934954973
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  • 과학의 눈으로 보면 더 멋지고 아름다운 세계가 열린다! 조금 더 과학적인 눈으로 세상을 보고 싶은 이들을 위한 온갖 것들의 과학 XX, XY 말고 YY 염색체는 왜 없을까? 손가락에 침을 묻히면 책장이 잘 넘어가는 까닭은? 챗GPT는 과연 생각을 할까? 우리가 존재하게 된 과학적인 이유는? 미래는 이미 결정되어 있을까? … 세상의 온갖 것들이 궁금한 호기심 가득한 물리학자가 과학의 창으로 들여다본 경이로운 세상의 모습을 담은 책. 우리나라의 대표적인 통계물리학자이자 탁월한 과학커뮤니케이터인 성균관대학교 김범준 교수가 물리학에서 생물학, 신경과학, 인공지능까지 다양한 분야의 최신 연구를 소개하면서, 과학의 매력과 과학적 탐구의 즐거움을 보여준다. “과학은 무지개를 낱낱이 풀어 헤치는 차가운 시선이 아닙니다. 과학의 눈으로 바라보아도 무지개는 여전히 아름다워요. 아니, 과학의 눈으로 보면 무지개가 더 아름답다고 저는 생각합니다. 아름다운 무지개를 보면서, 왜 하늘은 파란지, 예쁜 저녁노을은 왜 붉은지, 그리고 위에서 바라본 맑은 물은 왜 푸른지도 모두 함께 생각해볼 수 있도록 하는 것이 과학의 눈이 가진 매력이니까요.”
  • 과학의 눈으로 보면 더 멋지고 아름다운 세계가 열린다! 조금 더 과학적인 눈으로 세상을 보고 싶은 이들을 위한 온갖 것들의 과학 XX, XY 말고 YY 염색체는 왜 없을까? 손가락에 침을 묻히면 책장이 잘 넘어가는 까닭은? 챗GPT는 과연 생각을 할까? 우리가 존재하게 된 과학적인 이유는? 미래는 이미 결정되어 있을까? … 《김범준의 이것저것의 물리학》은 세상의 온갖 것들이 궁금한 호기심 가득한 물리학자가 과학의 창으로 들여다본 경이로운 세상의 모습을 담은 책이다. 우리나라의 대표적인 통계물리학자이자 탁월한 과학커뮤니케이터인 성균관대학교 김범준 교수가 물리학에서 생물학, 신경과학, 인공지능까지 다양한 분야의 최신 연구를 소개하면서, 과학의 매력과 과학적 탐구의 즐거움을 보여준다. 세상물정에 관심 많은 물리학자가 따끈따끈한 최신 연구를 소개하며 들려주는 자연과 세상의 경이로움! 우리가 과학에 익숙해져야 하는 이유로 저자가 맨 처음 꼽는 것은 “과학이 재밌고 아름답기 때문”이란 점이다. 물론 과학은 실생활에 도움을 주고 기술 발전을 가져오는 유용한 학문이기도 하지만 그에 앞서 그 활동과 과정 자체가 재미있고 가치 있으니, 그에 주목하자는 것이다. 복잡하고 무질서해 보이는 세계에서 단순한 질서와 원리를 발견하는 것이 얼마나 흥미진진한지를 저자는 매 글마다 재미있는 사례를 통해 보여준다. 예를 들어 어린 시절 저자의 한 학급 학생 수는 60명쯤이었는데, 꼭 생일이 같은 친구들이 있었다. 어떻게 이런 우연이 있을까? 사실 이것은 통계학에서 ‘생일문제’라 불리는 것인데, 한 집단에서 생일이 같은 사람들이 한 쌍이라도 존재할 확률은, 1에서 구성원의 생일이 모두 다를 확률을 빼는 간단한 계산을 통해 확인할 수 있다. 계산해보면 60명으로 구성된 집단에서 생일이 같은 사람이 있을 확률은 99.4%나 된다. 놀라운 우연 같아 신기하기만 했던 것이 실은 필연에 가까운 일이었던 것이다.(〈우연이 필연이 되는 생일 문제〉) 책에서는 성(性)이 셋이 아니라 둘인 이유, 도마뱀이 지금과 같은 알록달록한 비늘무늬를 갖고 있는 이유, 오래된 단층에서는 상대적으로 큰 지진이 덜 일어나는 까닭 같은 자연현상의 원인을 찾아보기도 하고, 축구경기에서 수비수가 공격수를 마크하는 방식을 네트워크 과학으로 어떻게 분석하는지, 경제성장률이 왜 0으로 수렴할 수밖에 없는지를 설명하기도 한다. 인과관계와 상관관계, 중력/전자기력/마찰력 같은 물리적 힘, 신경세포의 작동, 되먹임, 대칭성 같은 중요한 과학 내용과 개념을 톺아보기도 하고, ‘나는 과연 한 개체인가?’, ‘짧은 시간을 어떻게 길게 살 수 있을까’ 같은, 모두가 관심 있어 할 만한 물음들을 살펴보기도 한다. ‘시간결정(time crystal)’, 과학에서의 ‘지형(landscape)’ 등 다른 과학교양서에서는 찾아보기 어려운 내용들, 그리고 양자컴퓨터와 챗GPT를 비롯한 최신 이슈에 관한 핵심적인 설명과 전망도 담았다. “과학은 무지개를 낱낱이 풀어 헤치는 차가운 시선이 아닙니다. 과학의 눈으로 바라보아도 무지개는 여전히 아름다워요. 아니, 과학의 눈으로 보면 무지개가 더 아름답다고 저는 생각합니다. 아름다운 무지개를 보면서, 왜 하늘은 파란지, 예쁜 저녁노을은 왜 붉은지, 그리고 위에서 바라본 맑은 물은 왜 푸른지도 모두 함께 생각해볼 수 있도록 하는 것이 과학의 눈이 가진 매력이니까요. 이 책은 한 물리학자가 바라본 재밌고 경이로운 세상의 모습을 담고 있어요.”(머리말에서) 생물학에서 신경과학, 인공지능까지, 물리학의 관점에서 살펴본 따끈따끈한 과학 연구 이야기 과학자들...
  • 머리말 1부 물리학 뜯어보기 존재의 이유 | 미래는 이미 결정되어 있을까? | 움직이는 모든 것은 운동량이 있다 | 시간의 크리스털 | 양자컴퓨터를 쓰는 법 | 양산을 쓴 얼음기둥 | 미끄러짐의 물리학 | 지진은 어떻게 발생할까? | 유리는 고체일까, 유체일까? | 중력파와 빛으로 함께 본 우주 2부 생물학 읽어보기 성이 둘이 아니라 셋이라면 | 암수 성비의 과학 | 무성생식과 유성생식 | DNA가 오른쪽으로 꼬인 이유 | 나는 한 개체일까? | 황제펭귄의 추위 대처법 | 생명은 늘 진화의 산을 오른다 | 3세대 만에 출현한 새로운 종 3부 뇌과학과 인공지능 훑어보기 짧은 시간을 길게 사는 법 | 내가 듣는 ‘내 목소리’는 왜 다를까? | 인공지능과 신경과학 | 인공지능 신경망 | 인공지능으로 이해하는 뇌 | 인공지능이 만들 인공지능 | 과학이 필요 없어지는 세계 | 인공지능이 그린 ‘하늘을 나는 물고기’ | AI 코페르니쿠스 | 챗GPT는 과연 생각을 할까? 4부 통계와 통계물리 톺아보기 우연이 필연이 되는 생일문제 | 까마귀 날자 배 떨어진다 | 현실 속 카오스 | 반딧불이의 때맞음 | 통계물리학으로 보는 뇌 | 양떼의 물리학 | 축구의 네트워크 과학 | 패턴...
  • 물질과 반물질이 정확히 같은 양만큼 만들어졌고 이들이 쌍으로 만나 모두 소멸한 완벽히 대칭적 인 세상에는, 이 과정을 이기고 살아남은 물질도, 반물질도 없다. 완벽한 우주라면, 이 글을 쓰는 필자도 독자도 없다. 지구도 태양도 없다. 빅뱅으로 시작한 우주에는 아무것도 없을 수도 있었다. 그런데 우리는 도대체 왜 존재하게 된 걸까? _16쪽 얼음판 위를 미끄러지던 돌멩이를 멈추게 하는 마찰력은 넷 중 뭘까? 용수철을 잡아당기면 물체가 원래 있던 위치로 돌아가려는 복원력은 또 넷 중 어떤 상호작용일까? 석탄을 태워 작동했던 증기기관의 원리는 이 중 어느 상호작용을 이용한 걸까? 휴대폰을 작동시키는 내부의 수많은 상호작용은 또 어떤 걸까? 이런 물음에 대한 답을 맞히는 요령이 있다. 모르겠으면 그냥 전자기 상호작용이라고 답하면 된다. 천체현상을 뺀 대부분의 자연현상에 대해 전자기 상호작용이 답이 되는 이유는 간단하다. _65쪽 환경에 아무런 변화가 없다면야 무성생식이 유리하지만, 세상의 환경은 시시각각 크고 작은 변화를 계속 이어간다. 미래에 닥칠 예측할 수 없는 환경 변화에 더 효율적으로 대비하는 것이 바로 유성생식이 제공하는 유전자의 다양성이다. 둘의 유전자를 절반씩 섞는 방식으로 더 다양한 자손을 만들어낼 수 있어서, 환경이 변해도 종 전체가 멸종하지 않고 생존을 이어갈 확률이 무성생식보다 더 크다. 유성생식의 또 다른 이점은 당장은 생존에 도움이 되지 않는 드러나지 않는 유전자라도 미래 후손을 위해 보험으로 남겨줄 수 있다는 것이다. _84쪽 두 실험 모두 갈릴레오는 자신의 맥박으로 시간을 쟀다. 진자시계는 갈릴레오의 심장이 만들었다. 요즘 우리는 시계로 맥박을 재지만, 갈릴레오는 맥박이 시계였던 셈이다. _108쪽 살아서 작동하는 신경세포는 전위 차를 음의 값으로 유지하기 위해 계속해서 이온펌프를 작동해 큰 에너지를 사용하고 있다. 신경세포의 발화로 우리 뇌가 정보를 처리한다는 것을 생각하면, 우리 뇌는 아무것도 안 하는 신경세포의 긴장 상태를 유지하기 위해 안간힘을 쓰고 있는 셈이다. 공부하나 멍 때리나, 우리 뇌가 소비하는 에너지는 실제로도 많이 다르지 않다. _118-119쪽 난, 사람이라는 생물종이 지구상 에서 거둔 놀라운 성공은 현재 가지고 있는 도구를 이용해 새로운 도구를 만든, 그 단순하지만 놀라운 딱 한 단계에서 결국 시작되었다고 생각한다. 처음의 딱 한 단계. ... 지금까지의 인공지능의 역사를 통해, 귀납법의 ‘바닥에 기초 놓기’는 이미 완성되었다. 우리는 이미 사람보다 바둑을 잘 두는 인공지능을 만들었다. 이제 귀납법에서 더 중요한 단계, 즉, 인공지능이 인공지능을 만드는 단계가 다가오려 하고 있다. 인공지능이 인공지능을 자유롭게 아무런 제약 없이 만드는 첫 단계가 이루어지는 순간, 인공지능의 무한 연쇄가 시작될 수 있다. _134쪽 AI 물리학의 발달에 대해 큰 기대를 할 수 있는 분야는 양자역학이다. 현재의 양자역학 체계는 물리학자들에게 여전히 불만이다. 만약 아무런 선입견 없이 관찰 데이터에만 기반해 양자역학을 인공지능이 처음부터 다시 구성한다면 과연 어떤 모습이 될지 나는 무척이나 궁금하다. _148쪽 오래전 정립되어 많은 과학자가 이용하고 있는 표준적인 모형이라도 자연이라는 책이 실제로 보여주는 현상과 끊임없이 비교되어야 한다는 것이 방금 소개한 논문에서 내가 얻은 교훈이다. ... 아무리 이론이 멋져도 이론에 대한 최종 판관은 자연이다. _185쪽 즉, 한 마리가 가진 정보가 무리 전체에 빠르게 전달되고 뒤를 따르는 양들은 무리를 이끄는 양이 가진...
  • 김범준 [저]
  • 서울대학교 물리학과에서 초전도 배열에 대한 이론 연구로 박사 학위를 받았으며, 이후 스웨덴의 우메오대학교와 아주대학교 교수를 거쳐 현재 성균관대학교 교수로 재직 중이다. 통계물리학, 비선형 동역학, 고체물리학, 수리신경과학을 강의하고 있다. 통계물리학 분야의 상전이, 임계현상, 비선형 동역학, 때맞음 등에 대한 연구를 진행해오고 있으며, 최근에는 복잡계 물리학의 이론 틀 안에서 사회/경제/생명 현상을 설명하려는 연구를 시도하고 있다. 2006년, 우리나라 통계물리학계의 초석을 놓은 조순탁 교수의 호를 딴, 한국물리학회에서 수여하는 용봉상을 수상한 바 있다. 용봉상은 40세 이하의 국내 통계물리학자에게 수여되는 상이다. 2015년, 『세상물정의 물리학』으로는 제56회 한국출판문화상 교양부문 저술상을 수상했다. 한국복잡계학회의 회장을 맡기도 했으며, 현재 ‘변화를 꿈꾸는 과학기술인 네트워크(ESC)’의 회원, 한국물리학회 대중화위원회의 위원으로 활동 중이다. 과학의 대중화를 넘어 대중의 과학화를 꿈꾼다. 과학은 현대를 살아가는 모든 시민의 핵심교양의 하나라고 믿기 때문이다.
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