아인슈타인과파인먼의영웅!
관습에얽매이지않은자유로운정신으로물리학에새로운지평을연
빅토리아시대의유쾌한신사맥스웰과그의악마에관한이야기
★19세기의프로메테우스,현대물리학의아버지로불리는제임스클러크맥스웰의국내유일단독평전
★케임브리지에서물리학을공부한과학분야베스트셀러작가브라이언클레그집필
★뉴턴의『프린키피아』를번역한과학전문번역가배지은번역
“맥스웰,그와더불어과학의한시대가끝나고또한시대가시작되었다”
_알베르트아인슈타인
“19세기의가장의미있는사건은맥스웰의전기역학법칙발견일것이다.이것과비교하면같은세기에일어난미국남북전쟁은단지지역적으로일어난하찮은사건에불과하다.”
_리처드파인먼
“맥스웰이없었다면아인슈타인은좌초했을것이고,수학모형에전적으로의존하는양자물리학은절대탄생하지못했을것이다.”_본문에서
커피맥스웰은알아도과학자맥스웰을아는사람은많지않다.하지만21세기가시작될무렵100명의저명한물리학자들에게역사상가장중요한업적을남긴물리학자가누구인지물었을때,아인슈타인과뉴턴에이은확연한3위가바로제임스클러크맥스웰이었다.
맥스웰은전기와자기의작용을서술하는방정식을만들었으며,이를통해빛이다름아닌전기와자기로이루어진파동(전자기파)임을밝혔다.아인슈타인의특수상대성이론에서부터무선통신과전자공학에이르기까지,현대물리학과현대문명의토대를마련한것이다.이밖에도맥스웰은우리가색을지각하는방식을알아냈고,기체분자의움직임을설명해열역학과통계물리확립에기여했다.자동제어원리를구현한속도조절기연구는사이버네틱스(인공두뇌학)를창시한노버트위너에게로이어진다.
그과정에서맥스웰은물리학을하는방식자체를바꾸어놓았다.그는기계적모형에서수학모형으로나아갔으며,모형을통해실험으로검증할만한예측을내놓았다.이것은오늘날이론물리학자들이하는일이다.맥스웰은현대적의미에서최초의이론물리학자였다!
이책은뉴턴이나아인슈타인에비견할만한업적을남겼음에도일반인들에게잘알려지지않은과학자제임스클러크맥스웰의삶과과학을친근하고흥미롭게소개한다.맥스웰이남긴시,편지,강연,함께했던이들의증언등적극적으로인용된말과글은140년의시간을뛰어넘어빅토리아시대의이유쾌하고유머넘치는신사곁으로우리를데려간다.맥스웰이고안한열역학사고실험의주인공‘악마’는제2의화자로서과학적배경을설명하고자신의운명을포함해서여러‘뒷담화’를전하는조연의역할을톡톡히해낸다.
[먼저읽은아마존독자들의추천]
“지금까지읽은전기중가장창의적으로서술된책이다.맥스웰의일대기외에도패러데이가맥스웰에게남긴심오한영향과맥스웰이후대의학자들,즉아인슈타인과파인먼에게남긴영향도아우르고있다.유익한독서였다.”_JohnSuykerbuyk
“맥스웰이어떻게이론을발전시켰는지그과정뿐아니라이론자체에대한소개도좋았다.”_AmazonKunde
“맥스웰의생애와그가이룬과학적혁신이잘어우러져있다.맥스웰이비교적이른나이에죽지않았다면또어떤업적을남겼을지궁금해진다.천재성에매료된모든이들에게이책을강력추천한다.위대한과학자에대한잘쓰인철저한초상화!_DouglasWhite
“나는뉴턴의어깨가아니라,클러크맥스웰의어깨위에서있다.”
현대의우리도그렇다
1922년아인슈타인이영국케임브리지대학을방문했을때초청자가‘아인슈타인이위대한업적을이룬것은뉴턴이라는거인의어깨위에있었기때문’이라고말하자,아인슈타인은정정했다.“아닙니다.저는맥스웰이라는거인의어깨위에있습니다.”
아인슈타인이연구실에걸어두었던세명의과학자초상화중하나도맥스웰이었다(나머지둘은뉴턴과패러데이).리처드파인먼은맥스웰의전기역학법칙발견을19세기에일어난가장중요한사건으로꼽았다.19세기의프로메테우스,현대물리학의아버지로불리는맥스웰은이처럼아인슈타인과파인먼을비롯한물리학자들의영웅이었다.
하지만과학자가아닌일반인중에맥스웰을아는사람은많지않다.현재서점에서판매하는책중에한국어로된맥스웰단독평전이없다는사실도의아한일이다.우리가누리고있는현대문명대부분이맥스웰의업적에기대고있다는점을생각하면더욱이해하기어렵다.게다가맥스웰이뿌린씨앗은지금도인공지능과로보틱스라는이름으로무럭무럭자라고있다.현재와미래의과학과기술을알고싶다면맥스웰부터시작해야한다.
색삼각형에서방정식의모나리자맥스웰방정식까지,
종횡무진위대한성과를낳은맥스웰의과학적직관과통찰속으로
뉴턴의운동방정식F=ma가고전역학을대변한다면,4개의식으로정리된맥스웰방정식은전자기역학을대변한다.전기와자기의모든작용을나타내면서동시에빛의본질을담고있는맥스웰방정식은‘방정식의모나리자’로불릴만큼아름다운식으로손꼽힌다.이식은어떻게탄생했을까?
책에는이아름다운방정식이완성되기까지의과정이상세히담겨있다.맥스웰은뛰어난직관력으로패러데이의힘선개념의중요성을누구보다먼저알아차리고,전기와자기의상호작용을나타내는기계적모형을고안했다.기계모형을수학적으로서술하는방법을모색하면서벡터를공부하고말장난을하며연산자의이름을고민하는모습은비범하면서도유쾌한맥스웰의성품을잘보여준다.저자는,전자기의기초를제공한에든버러의교육과교육과정은전통에머물러있었지만수학을강조한케임브리지의교육,빅토리아시대의공학한스푼과칸트의철학,그리고이모든것을아우른맥스웰의과학적직관과통찰이맥스웰방정식을탄생시켰다고말하는것같다.
맥스웰은이밖에도색지각의원리와빛의삼원색을알아냈고,토성의고리와복사압을설명했으며,광학,열역학,통계역학의발전에크게기여했다.또한최초의캐번디시교수이자캐번디시연구소의첫소장으로서연구소건립을관리감독하고연구소의기틀을마련했는데,캐번디시연구소는전자발견,양성자발견,DNA구조규명등과학사의획을긋는연구로현재까지28명의노벨상수상자를배출했다.48년이라는짧은생애동안한사람이이룬것이라고는믿기힘든성과다.
맥스웰은19세기스코틀랜드에서영주의아들로태어났지만,목가적인환경의글렌레어영지에서성장하며농장아이들과자유롭게어울렸고평생소박한생활을유지했다.맥스웰의가족은빅토리아시대의엄격한사회분위기와는달리형식과격식에얽매이지않는유연한사고방식을지녔으며집안에는늘유머가넘쳤다.자연에대한호기심과관습에얽매이지않은자유로운사고는맥스웰의가장큰자산이었을테다.
“나는악마다!이제부터나의창조자를만나보기로하자”
흥미로운구성과유머가득한문장,삶과과학을잘엮어짠탄탄한전기를읽는재미
책은본문과부록에해당하는‘악마의막간’으로이루어져있다.
본문은탄생에서죽음까지,맥스웰의행적을따라간다.특히평생의친구이자맥스웰의첫전기작가이기도한고전문학교수루이스캠벨,역시평생의친구로때론교수자리를두고맥스웰과경쟁하기도했던물리학자피터테이트,맥스웰보다7살연상이지만친구처럼우정을유지했던당대의셀럽물리학자윌리엄톰슨(켈빈경),이세명의친구와주고받은격의없는편지는유쾌하고‘너드미’넘치는맥스웰의모습을있는그대로생생하게느끼게해준다.한편으론자잘한일상에서부터깊이있는학문적고민까지함께나누는친구들의우정이부럽기도하고,건강한청춘들의모습을보는것만으로도기분이좋아진다.저자의말처럼“그런사람과친구가된다면대단히기뻤을것”같다.
악마의막간에서는맥스웰의악마가화자로활약하며맥스웰의과학을이해할수있는기초지식과흥미로운‘뒷담화’를제공한다.‘악마’는열역학제2법칙이통계적법칙임을보이기위해맥스웰이고안한사고실험의주인공이다.악마의막간에서악마는자신(악마)의탄생에서부터2016년빛펄스를이용한실험에이르기까지,악마의좌절과도전도그려낸다.그과정에서맥스웰이탄생시킨열역학적악마가어떻게정보이론,양자역학과결합해정보악마,양자악마로재탄생했는지살펴볼수있다.
