자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가 (현대 물리학이 밝혀낸 세계의 질서)

자연은 왜 이토록 단순하면서도 아름다운가 (현대 물리학이 밝혀낸 세계의 질서)

$35.00
Description
“우리가 사는 세계는 무엇으로 이루어져 있는가?” 이 질문에 답하기 위해 과학자들은 한 세기 넘게 탐구를 이어왔다. 이 책은 물리적 세계를 이해하려 애써온 과학자들의 여정을 한 편의 드라마로 풀어낸 과학 교양서다. 입자물리학 연구 중심에 있는 로런스 버클리 국립 연구소의 수석과학자인 로버트 칸과 페르미 국립 가속기 연구소의 명예 과학자 크리스 퀴그의 시선으로, 2012년에 발견된 ‘신의 입자’ 힉스보손을 포함해 전자, 쿼크, 뉴트리노 같은 기본입자부터 거대한 입자가속기 실험과 우주론으로 확장되는 현대 물리학의 주요 발견을 좇는다. 오랜 시간 연구자로 살아오며 물리학의 결정적 장면들을 가장 가까이에서 지켜봤다. 빛과 전기, 원자에 대한 초기 실험부터 쿼크와 힉스보손을 발견하기까지의 기발한 가설과 대담한 실험, 이에 동반되는 수많은 실패와 우여곡절, 돌파의 순간들이 인물 중심으로 서술된다. 과학의 본질은 미지未知를 탐험하는 일이다. 여기서 ‘미지’란 단순히 알지 못하는 상태가 아니라 이미 존재하고 있지만 아직 우리의 언어로 이름 붙이지 않은 세계를 가리킨다. 그 세계를 이해하려는 호기심, 답을 찾기 위해 반복되는 집요한 시도, 그 치열한 과정이 600쪽에 걸쳐 밀도 있게 펼쳐진다. 노벨 물리학상 수상자인 스티븐 추(1997)와 솔 펄머터(2011)를 비롯해 전 미국 물리학회 회장을 역임한 시카고대 김영기 석좌교수, 고등과학원 이기명, 고병원 교수의 추천사는 이 책에 권위를 더한다. 독자들은 놀랄 만큼 단순한 법칙 위에 세워진 세계에서 깊은 아름다움과 밝혀지지 않은 신비를 찾는 과학자들의 지적 모험이 얼마나 매혹적인지를 느끼게 될 것이다.
저자

로버트칸

RobertN.Cahn

로런스버클리국립연구소의수석과학자이자이론물리학자.하버드대학교에서물리학과화학을공부하고캘리포니아대학교버클리에서이론입자물리학으로박사학위를받았다.이론물리학자로서는드물게실험물리학과우주론에서도폭넓은경험과연구업적을쌓았으며,이를바탕으로힉스보손,암흑에너지를다루는교양과학서와교과서를집필했다.또한사하로프,오를로프,샤란스키등구소련시대에자유와인권을위해싸웠던물리학자들의업적을널리알리는일에적극참여하고있다.

목차

추천의글
초대의글
1장원자쪼개기:1927년
2장저항과의조우
3장원자번호매기기
4장하늘에서날아온입자
5장입자식물원
6장혁명!
7장스토리텔러
8장기능은형태를따른다!
9장새로운법칙
10장베타버전
11장닥터딥프리즈
12장엉클테드
13장약전자기이론
14장입자빔의구성성분
15장낱눈
16장모래알속의세계
17장확인(힉스보손)
18장자리바꾸기
19장도깨비불
20장세상은무엇으로이루어져있는가?
21장물질과반물질
22장가장이상적인우주?
감사의글
찾아보기

출판사 서평

“우주의비밀을밝혀온과정은단순하지도,우아하지도않지만
단숨에마음을사로잡는다.”스티븐추,노벨물리학상수상자

노벨물리학상스티븐추,솔펄머터추천
김영기시카고대석좌교수前미국물리학회회장추천
고등과학원이기명,고병원교수추천
〈네이처〉〈사이언스〉〈사이언티픽아메리칸〉
주목도서


전자,쿼크,암흑물질에서힉스보손까지한세기에걸친물리학의여정
보이지않는세계를향한과학자들의탐사
×
“입자물리학과우주론의발전사가당대를살아온과학자의시선에서생생하게펼쳐진다.”
솔펄머터(2011년노벨물리학상수상자)

오늘날과학은인공지능(AI)없이는연구가어려운수준에이르렀다.입자가속기와우주관측에서생성되는방대한데이터를분석하기위한기술은인공지능과머신러닝의발전으로이어졌다.양자컴퓨터가우주론을이끄는시대가온것이다.과학이이렇게발전하기까지는많은과학자들의시행착오가있었다.이책은그시작이라할수있는20세기초원자의구조를밝히는실험에서출발한다.원자중심에핵이존재함을알아낸어니스트러더퍼드의초기산란실험,안개상자와거품상자를통해보이지않는입자의흔적을‘선’으로포착하던순간,새로운쿼크의발견으로물리학계가발칵뒤집힌1974년11월,입자를빛의속도로충돌시켜그정체를밝혀내는오늘날의입자물리학실험까지물리학의결정적발견들이이책에담겨있다.인간의감각으로는닿을수없는세계를밝혀내기위해과학자들은기발한아이디어를내고가설을증명하기위한장비를끊임없이만들어왔으며,그과정에서물질을이루는가장근본적인구조의정체가하나둘드러나기시작했다.

발견의순간을함께한사람들
2012년7월4일,전세계과학자들의시선이스위스유럽핵입자연구소CERN로집중되었다.CERN의대형강입자충돌기LHC를통해힉스보손으로추정되는입자가발견된것이다.반세기전에그존재를예견했던프랑수아앙글레르,제럴드구럴닉,리처드헤이건,피터힉스도자리에함께했다.“마침내그것을찾았습니다.”사무총장롤프호이어의발표가끝나자발표회장은환호와박수로가득찼다.이후2013년최종적으로그존재가인정됨으로써힉스보손은세계를구성하는입자로인정받게된다.
이와같은장면은과거에도반복되었다.러더퍼드는금박에입자를쏘는실험에서일부입자가튕겨나오는현상을통해원자중심에핵이존재한다는사실을밝혀냈고,머리겔만은물질을이루는더작은구성요소를설명하기위해‘쿼크’라는개념을제시했다.1974년11월,전혀예상치못한새로운입자가발견되면서입자물리학은또한번의“혁명”을맞이한다.맵시쿼크charmquark의발견으로이론으로만존재했던쿼크의존재가증명된것이다.이어피터힉스는입자가질량을갖게되는원리를설명하는이론을제안했고,이것이바로수십년이지나서야그존재가확인된힉스보손이다.이렇듯연구의최전선에서모든발견의순간을함께한‘내부자의시선’이담겨있다는점이이책의또다른매력이다.

그리고영원히끝나지않을질문들
세계는결국몇가지기본입자와힘으로정리되는‘표준모형’의틀로모든것을설명할수있다.어떤입자나힘이표준모형으로인정받기까지는몇백년이걸리기도하고,그속에는수많은사람의노력이깃들어있다.그런데도세계는여전히물음표로가득차있다.멘델레예프가주기율표에빈칸이있음을알아차린것처럼,만물의기본단위인쿼크가발견되었어도,대형강입자충돌기와같은거대한규모의입자가속기를갖게되었어도,이를통해힉스입자를발견했어도,여전히곳곳에는미지의영역이있다.우주의대부분을차지한다고추정되는암흑물질과암흑에너지,물질과반물질의불균형같은문제는풀리지않은상태다.저자들은지금의물리학이론으로는아직우주라는거대한콘텐츠의5퍼센트밖에설명하지못한다고말한다.그렇다고절망할필요는없다.물리학자들은지금도아직답을찾지못한질문과사방에흩어진퍼즐조각들,수많은미스터리와씨름을벌이면서그행위자체를낙으로살아가고있기때문이다.노벨물리학상수상자스티븐추의말처럼,“우주의비밀을밝혀내는과정은단순하지도,우아하지도않”지만,그러나우리가사는세계는아주단순한법칙위에세워져있으며그단순한법칙속에는깊은아름다움과아직밝혀지지않은신비가숨어있다.독자들은대학캠퍼스만한공간을차지하고수십조원에달하는입자가속기가도대체왜필요한지이책을통해알게될것이다.