[Review]. #2. 대중과 소통할 수 있는 책을 집필하고 싶은 예비 과학도의 독서록 (feat. 모든 순간의 물리학)

 

대중과 소통할 수 있는 책을 집필하고 싶은

예비 과학도의 독서록

 

   나는 어릴 적부터 물체에 어떠한 힘들이 작용하여 움직이는지, 그리고 이 힘들이 어떠한 순서로 작용하여 움직이게 될지에 대해 예측하고, 과거에는 어떻게 운동 했었는지 추적하여 알 수  있다는 부분이 매력적으로 느껴졌다. 자연스럽게 물리에 관심을 가지게 되었고, 어떻게 운동할지 미래를 예측하고, 과거에는 어떻게 운동 했었는지 확인할 때 마다 내가, 셜록 홈즈가되어 몇 가지 단서들만 가지고 무슨 일이 벌어졌었는지 정확히 짚어내는 스릴을 느끼게 된다. 물리에 관한 책들을 읽다가 물리 법칙들로 우주 저 멀리에 있는 별들의 움직임과 복잡해 보이는 컴퓨터의 작동 원리도 설명할 수 있다는 사실이 공부를 하기 전에는 이 분야에 관한 책들을 가장 많이 읽도록 했던 동기였던 것 같다. 그러던 중에 ‘인터스텔라’ 라는 영화를 보고 천체 물리학에 대해 자세하게 알고 싶은 마음에 학교 ‘천상 바라기들’ 동아리에도 들어가고, 수학 분과를 다니던 영재원도 올해는 물리 천문 분과로 전환하여 공부를 하고 있다. 조금 길었지만 이러한 이유 때문에 ‘모든 순간의 물리학’은 제목부터 나의 시선을 빼앗아 단숨에 읽어 버렸다.

   달은 왜 내가 차를 타고 빨리 가는데도 시야에 계속 있을까? (내가 이동한 거리는 전체로 치면 너무 짧은 거리라서), 왜 별들도 태양과 같이 매일 매일 나왔다가 들어가지 않고 한 계절이 지나서야 바뀔까? (별들은 지구 공전궤도의 중심에 있지 않으니까), 왜 영화 같은데 보면 저 멀리 블랙홀 같은 곳으로 갔다 온 사람들은 폭삭 늙어서 돌아올까? (상대성 이론에 의함) 같이 지구에서 우리의 눈으로 관찰한 사실만으로는 알 수 없는 사실들에 대한 궁금증을 어릴 때 가졌었다. 이 책은 총 7개의 강의를 통해서 양자역학, 상대성이론 그리고 우리 인간의 존재에 대해서 쉽게 설명하여 다양한 질문들에 대한 궁금증들을 해결해 주고 있다.

   먼저, 상대성이론은 아인슈타인이 이룬 업적 가운데 가장 위대한 업적으로 손꼽히는 이론 중 하나이다. 특수 상대성이론의 핵심은 등속의 세계에서 각각의 물체 별로 고유의 좌표계가 존재해 시간은 절대적이지 않다 라는 것이다. 그래서 빠른 속도로 이동하는 사람의 시간과 느린 속도로 이동하는 사람의 시간이 다르게 흘러간다는 것이다. 일반 상대성이론에는 ‘중력장’이라는 요소가 추가되는데, 아인슈타인은 중력장이 그 자체가 공간이라는 발상을 해내고 공간이 곡선으로 되어(행성의 중력이 영향을 미침) 위성이 공전을 하기도 한다는 것이다. (아인슈타인은 태양이 빛을 굴절시킨다고 예측했고, 1919년에 애딩턴의 관측으로 옳음이 밝혀졌다.) 더 놀라운 것은 시간 역시 곡선이 되어 중력이 약한 곳에서는 시간이 빠르게 흐르고, 블랙홀 같이 어마어마하게 큰 질량을 가지고 있는 것 주위에는 시간이 어마어마하게 느리게 흘러간다는 것이다. 우리는 아인슈타인의 이 이론으로 무려 137억년전의 우주의 빅뱅부터 현재까지의 역사를 복원할 수 있었다.

   양자역학은 ‘미시 세계’, 즉 입자 수준으로 작은 물체들에 대해 연구하는 학문이다. 미시 세계는 거시 세계와 다른 환경에 있기 때문에 기이한 특성을 보이기도 한다. 예를 들어 양자는 아주 먼 거리도 통과 하며 다닐 수 있다. 이것은 우리가 전기 회로에서 스위치를 닫았을 때 전류가 흐르는 것을 통해 관찰 가능하다. 양자 입장에서는 우리가 누른 스위치 사이의 거리가 매우 크기 때문이다. 또, 양자역학에서 매우 유명한 정리가 있는데, 이것은 바로 하이젠베르크의 ‘불확정성의 원리’이다. 이 정리는 말 그대로 양자는 너무 작아 관찰하면 값이 바뀌어 우리는 양자가 어느 위치에 존재할 확률만 알고 정확한 위치는 알 수 없다는 것이다. 다만 우리는 한 물리계가 다른 물리계에 어떻게 인지 되는지 만 알 수 있다. 이 분야는 지금도 많은 연구자 분들이 연구하며 발전시키고 있는 분야이다. 그래서 가끔씩 힉스 입자와 표준모형 등 양자 역학과 관련된 기사를 접한다. 그래서 그런지 이론 과학이 오래되고 보수적이라는 느낌을 바꿔놓는 분야인 것 같다.

   인류의 무한한 호기심은 큰 원동력이 된다. 호기심은 머나먼 옛 조상들이 아프리카 밖의 세상을 탐험하게 만들었고, 과학자들이 끊임없이 우주에 대해 연구하게 하고 있으며, 양자역학을 탄생시켜 우리의 일상생활을 변화하게 만들었기 때문이다. 또 호기심을 해소시키려는 연구 과정에서 새로운 사실을 발견 하면 기뻐한다. 이러한 노력은 과학 이외의 분야에서도 계속되고 있다. 나도 그렇다. 비록 내가 지금 알아가고 있는 지식들은 이미 세상에 알려진 것들이지만 내가 모르는 것을 꾸준히 알아가고 있다. 단편적인 예시로 나는 학교 과학 시간에서도 수많은 이론들을 공부하고 있으며 천상 바라기들 에서 2년째 별을 관측하면서 내가 책으로 읽었었던 사실들을 눈으로 직접 확인해 보고, 영재원에서도 교수님들의 강의를 통해 새로운 지식을 배워가고 있다

   이렇게 지식을 쌓아서 나중에는 내가 새로운 이론을 발표해 인류의 지식을 한 뼘 늘리는, 그런 사람이 되고 싶다. 특히, 물리학 분야에서 아인슈타인 같은 존재가 되고 싶다. 그는 일상생활에서 무뎌진 시선을 훨씬 더 날카로운 시선으로 현실을 바라보았다. 이로 인해 상대성이론을 발표하여 갑자기 유명한 과학자가 되었지만 뉴턴의 중력과 논리적으로 충돌한다는 사실을 알고 긴 세월을 실패와 혼란을 겪으면서도 포기하지 않고 오류를 발견하여 아인슈타인의 최대 업적인 ‘일반상대성이론’을 완성했다. 나는 그의 열정과 끈기를 본받아 물리학 분야에서 업적을 남기는 연구자를 꿈꾸고 있다. 우주에서는 물리 현상들이 벌어지고 있고 앞으로도 그럴 것이며, 우리는 그것을 알아내기 위해 힘쓸 것 이다. 그리고 ‘모든 순간의 물리학’과 같이 대중과 소통할 수 있는 책을 집필하여 나와 같은 꿈을 꾸는 다음 세대와 소통을 하고 싶다.

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◆ 이 글을 작성한 학생의 꿈이 이루어 지기를 힘차게 응원합니다!  ◆

아울러 서울시립과학관&아시아태평양이론물리센터에서 주최하는

독후감 대회 포스터도 함께 첨부해 봅니다.