★대한민국과학문화상(김시준PD)!
★EBS방송대상대상!
★YMCA‘좋은방송’최우수상
★방송통신심의위‘이달의좋은프로그램’수상
“빛의여정,물리학의오디세이로당신들을초대한다.”_홍성욱서울대교수(과학사)
“교과서에서볼수없는드라마같은이야기를나는이책을통해흥미롭게접할수있었다.”_이기진서강대교수(물리학)
책소개
빛을키워드로삼아현대물리학의두축인상대성이론과양자역학을쉽게소개한다.화제의다큐프로그램EBS다큐프라임〈빛의물리학〉을단행본으로엮은책이다.갈릴레오,뉴턴,맥스웰,아인슈타인,보어,하이젠베르크,슈뢰딩거등빛의정체를파헤친과학자들의발자취를따라가면서,우주와물질이무엇이며어떤법칙으로움직이는지에대한현대물리학의답변을보여주고자한다.이책의가장큰장점은아주큰세계를탐구하는상대성이론과아주작은세계를탐구하는양자역학을공식없이대중의눈높이에맞춰살펴본다는점이다.역사상가장위대한과학자들이던졌던탁월한질문들과끈질긴탐구과정을다양한이미지와함께흥미롭게담았다.
빛이라는키워드로꿰뚫어보는물리학의역사
위대한과학자들의발상의원천은‘빛’이었다!
위대한과학자들은하나같이운명처럼빛에빠져들었다.EBS다큐프라임〈빛의물리학〉을단행본으로엮은이책은빛을실마리로삼아현대물리학의두축인상대성이론,양자역학을공식없이가장쉬운언어로풀어낸책이다.갈릴레오,뉴턴,맥스웰,아인슈타인,코펜하겐학파과학자들,현대끈이론과학자들에게이르기까지,빛이라는하나의키워드를중심으로현대물리학을관통해나간다.
그런데왜빛일까?갈릴레오는빛의속도를처음으로재려했던과학자였고,뉴턴은태양빛의정체를밝히려다시력을잃을뻔했으며,아인슈타인의상대성이론은빛에대한호기심에서출발해별빛에의해증명됐다.양자역학은빛을불연속적인형태로바라보는시각에서출발했다.
우주와물질의수수께끼에대해현대물리학이제시하고있는대답들을이해하기란쉽지않다.더욱이빛에매혹된과학자들이우리를안내하는곳은기이한세계다.절대적인시간이란존재하지않으며,우리는모두서로다른시간을살아간다.질량을가진모든물체는주위의공간을휘게만들고,빛은그휘어진공간속을나아간다.빛은입자의성질뿐아니라파동의성질도갖고있다.또빛은아주작은양의에너지덩어리인양자로움직인다!
그러나빛을좇다보면자연스럽게현대물리학을떠받치고있는상대성이론과양자역학을큰틀에서만나게된다.적어도상대성이론과양자역학이어떤질문에서부터등장하였으며,과학자들이어떤과정을통해이론을구체화시켜나갔는지를머릿속으로그릴수있게된다.가령아인슈타인이어떻게질량을가진물체는주위의공간을휘게만든다는것을깨달았는지,맥스웰은어떤과정을통해빛이전자기파라는것을알아차렸는지,보어는왜전자가원자안에서불연속적으로이동한다고생각했는지등을알수있다.
빛속에색이있는것인지탐구했던뉴턴,빛처럼빠른속도로날아가면빛이어떻게보일지궁금해했던아인슈타인,수소원자가방출하는빛의선스펙트럼이무엇을말해주는지물고늘어졌던보어등빛을추적했던물리학자들이답을찾아내가는순간들은드라마틱하게보이기까지한다.
상대성이론은가장큰세계와관련된이론이고,양자역학은가장작은세계와관련된이론이다.현대물리학의두기둥인이들이론의문턱은높기는하지만,일단이높은문턱만넘으면과학자들이우주,물질,시간에대해어떠한해답을내놓았는지대해어렴풋하게나마이해할수있다.EBS다큐프라임〈빛의물리학〉을만든제작팀의목표도하나였다.바로“이프로그램을본대한민국국민이상대성이론과양자역학을이해하는것”이었다.이책은방송프로그램의내용을충분히살리면서도,독자의이해를돕기위해시간상방송에담아내지못한세부적인부분들을보충했기때문에,방송을통해미처이해하지못한부분들을머릿속으로정리하는데도움이될것이다.
또한독자들은위대한과학자들이던졌던최초의질문에서결정적인깨달음을얻는순간까지,빛의이면을좇으며보편법칙을찾으려고했던과학자들의끈질긴실험,통찰력이깃든직관,양보없는논쟁등을다채로운이미지와함께흥미롭게읽을수있을것이다.
*EBS다큐프라임〈빛의물리학〉소개
빛을키워드삼아현대물리학을다룬6부작다큐멘터리프로그램.역사상가장위대한과학자로꼽히는갈릴레오,뉴턴,맥스웰,아인슈타인,보어,하이젠베르크의발자취를따라가면서,누구나이해할수있을만큼쉽게상대성이론과양자역학을소개하고자기획되었다.울즈소프에있는뉴턴의생가,아인슈타인이몸담았던베른의특허청,코펜하겐학파의산실인닐스보어연구소등과학의본고장을카메라에담아다큐멘터리의사실감을높였다는평가를받았다.홍성욱서울대학교교수(생명과학부,과학사및과학철학협동과정교수),데이비드J.그로스미국캘리포니아대학산타바버라카블리이론물리연구소교수(2004년노벨물리학상수상자),에드워드위튼미국프린스턴고등연구소교수등방송내용의신뢰도를높이기위해다수의국내외석학의도움을받았다.
추천사
“『빛의물리학』은빛을좇아물리학의역사를재구성한기록이다.여기에서빛의본질에대한논쟁,입자론과파동론,빛과색깔,전자기파,특수상대성이론,일반상대성이론,양자물
리학,초끈이론처럼물리학의역사를이끈혁명적인발견과이론의역사를맛볼수있을것
이다.게다가『빛의물리학』은이론이나실험만을보여주는것이아니라,이런발견들을이루어낸물리학자들의의문과함께개성이뚜렷했던과학자들의모습을생생하게되살린다.독자들은빛의신비를탐구하는물리학자들이던진질문속에서과학이진정으로인간적인탐구활동임을발견할수있을것이다.이제여러분들이빛의경이로움을새롭게발견할차례다.빛의여정,물리학의오디세이로당신들을초대한다.”-홍성욱서울대교수(과학사)
“가끔학생들에게수학을이용해물리학을가르치다보면학생들이왜자신들이이토록어려운물리학을배워야하는지호소하는경우가있다.그럴때면내가드라마작가처럼물리학자들의드라마틱한고독,경쟁,우정,갈등,신사도,고집,유머,사랑,비극,배신,환희를쉽고재미나게이야기해줄수있다면하는생각을많이했다.사실물리학의재미는수학공식속에도있지만이책에서처럼소설같은물리학,추리소설같은물리학,드라마같은물리학,단막극같은물리학,인간극장이나다큐멘터리를보는것같은물리학속에더있지않나하는생각이든다.”-이기진서강대교수(물리학)
장별주요내용
1빛과시간,특수상대성이론
열여섯살아인슈타인의머릿속은빛으로가득했다.빛의속도로달리면빛은어떻게보일까?거울을들고빛보다빨리달리면거울속나는어떻게보일까?소년의질문은10년뒤시공간에대한인류의이해를바꿀혁명적논문의초석이됐다.E=mc2을포함하는아인슈타인의특수상대성이론은우리를둘러싼세계를어떻게설명하고있을까?1장에서는아인슈타인이던졌던최초의질문에서결정적깨달음의순간까지특수상대성이론의탄생과정을추적한다.
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2빛과공간,일반상대성이론
우리는왜땅에붙어있을까?모든물체는왜바닥을향할까?뉴턴의만유인력법칙은중력을명쾌하게설명한다.하지만완벽해보이는만유인력법칙에도치명적결점이존재했다.왜만물이서로를잡아당기는지설명하지못한것이다.뉴턴은“나는가설을만들지않는다.”는말로이문제를피해갔다.아인슈타인의일반상대성이론은‘중력’에대한또다른이론이다.아인슈타인은뉴턴조차풀지못한중력의비밀을알아내는데,이때가장중요한역할을했던것은바로별빛이었다.2장에서는뉴턴과아인슈타인이라는두천재과학자의시대를뛰어넘는대결을보여주면서중력의실체에다가간다.
3빛의추적자
시대와문화권을막론하고수많은학자들은빛에매혹됐다.빛은정복해야할미지의과제였고,좋은실험도구였다.빛의탐구역사는인류의역사와함께한다.빛을처음과학의영역으로가져온사람은갈릴레오로,그는빛의속도를재려했던최초의과학자였다.뉴턴은아리스토텔레스이후수천년간지속된빛과색의논란에종지부를찍었다.미스터리한무지갯빛의정체를밝힌건프리즘을이용한간단한실험이었다.빛의실체를파악한건맥스웰이었다.기이하게도전기와자기현상이가장중요한단서였다.맥스웰의발견으로과학은마침내빛을만들어낼수있게됐다.3장에서는천상의빛을땅으로가져와직접창조해내기까지빛을탐구했던위대한과학자들을추적한다.
4빛과원자
세상은무엇으로이뤄졌을까?인류는오랫동안답을찾아왔다.1803년,과학계는마침내‘원자’라는결론에다다랐다.질문의답은끝난듯보였다.그러나그것은시작에불과했다.100년도채안돼더는쪼개지지않을것같던가장작은알갱이에서무언가가나왔다.원자의문을연사람은영국의물리학자톰슨.그가발견한것은전자였다.톰슨의발견은물리학계에새로운활력을불어넣었다.원자내부는어떻게생겼을까?원자안에는전자만있을까?전자는얼마나작을까?전자는어떻게움직일까?과학자들의직관과흥미로운실험을통해조금씩실체를드러내는가장작은세계를만나게된다.
5빛과양자
1927년10월24일,벨기에수도브뤼셀에서역사적인물리학학회가열렸다.참석자29명중17명이노벨상수상자가된‘솔베이회의’.하지만이학회가더유명한이유는다른데있었다.현대물리학을대표하는두거장의지적정면승부가솔베이회의에서이뤄졌다.상대성이론의창시자인아인슈타인과양자역학의대가인보어의싸움이었다.이때의싸움은단지물리학적대립이아닌세상을바라보는철학적관점의문제였다.1920년대물리학계를뜨겁게달군것은양자역학이었다.원자같이아주작은세계를탁월하게설명해내는유용한이론이었지만,우주가‘우연(확률)’과‘예측불가능성’이우주를지배한다는독특한시각때문에물리학자들사이에서뜨거운논쟁이일었다.5장에서는현대물리학의핵심인양자역학의주요내용과발전과정을심도있게알아본다.
6빛과끈
물리학자들은공통된꿈을갖고있다.단하나의궁극의이론을찾는것이다.뉴턴은사과가떨어지는것과달이지구를도는이유가하나임을찾아냈다.맥스웰은전자기현상과빛이본질적으로같음을밝혀냈다.아인슈타인은시간과공간을합쳤다.그러나순조로워보이던물리학의꿈은양자역학의등장과함께길을잃었다.큰세계를움직이는법칙과작은세계를움직이는법칙은좀처럼합쳐지지않았다.두이론을합치는것을가능하게한이론은바로‘끈이론’이었다.끈이론은만물의최소단위가입자가아니라작고진동하는끈이라고주장한다.정말세상모든것은끈으로이뤄졌을까?끈은실제로존재할까?과연끈이론은물리학자들의꿈을이룰수있을까?6장에서는물리학의지상과제인단하나의이론을찾아가는과정을따라가보고,물리학의현주소와남은과제들을점검한다.
