과학이 우주를 만났을 때

제임스호프우드진스

(JamesHopwoodJeans1877~1946)

영국의물리학자,천문학자,수학자.우주의기원으로연속창조설을처음으로제안했으며,태양계의기원으로는조석설을주장했다.
1896년케임브리지의트리니티칼리지에입학했다.1901년부터응용수학,물리학및천문학의다양한주제에대한연구출판작업을매우활발하게진행했다.첫번째주요저서인〈기체의동역학이론〉은그의물리적직관,수학적능력그리고무엇보다도매우명료하게글을쓰는능력등다방면에걸친전문성을보여주었다.
1904년부터1912년까지케임브리지와프린스턴대학의응용수학교수로재직했다.이기간동안두번째주요저서인〈이론역학〉(1906)을출간했으며,1907년에는왕립학회펠로우로선출되었다.1923년에는캘리포니아주에있는윌슨산천문대의연구원이되어1944년까지재직했다.
1914년에는방사선과양자이론에대한훌륭한보고서를물리학회에제출해영국과학계에서양자이론과보어원자가설을받아들이는데큰영향을미쳤다.1917년‘우주론과항성역학의문제’라는제목의논문으로케임브리지대학에서아담스상을수상했다.
1928년에는기사작위를받았으며,1929년이후로는과학연구대신대중적인글쓰기에전념하며모두아홉권의책을출간했다.그중〈우리주변의우주〉(1929)〈과학이우주를만났을때〉(1930),〈과학의새로운배경〉(1933),〈공간과시간을통해〉(1934),〈과학과음악〉(1938),〈물리와철학〉(1943)등은경이로운판매량을기록했다.

서문·16

제1장죽어가는태양
태양계의탄생·12/생명체의탄생·15/생명체는평범한원자로구성되어있다·19/우연한결과일뿐·21/우주에는단한가지최후만있다·26

제2장현대물리학의새로운세상
인과율의등장·30/우주는기계다·32/방사선과양자이론·35/자연붕괴가설·38/결정론이무너지다·44/확정성이라는환상·47/빛의입자설과파동설·52/빛은입자이면서파동이다·59/파동역학의탄생·64

제3장물질과방사선
세가지보존법칙·70/원자를분해하다·76/방사선의이해·81/별들의수명을계산하다·84/구부러진우주·88/팽창하는우주·91/팽창우주를검증하다·96/새로운입자·100/방사선의기원·104/물질은방사선일까·107

제4장상대성과에테르
에테르를의심하다·110/에테르를검증하다·113/피츠제럴드와로렌츠의수축가설·119/상대성원리·121/절대정지를자유롭게정의하다·123/에테르가설의모순·125/동일한결과에는동일한원인이있어야한다·127/오컴의면도날과새로운지도원리·131/기적의해1905년·133/시간이라는차원·134/4차원연속체·137/상대성이론과에테르·140/에테르는추상개념이다·141/수학적추상개념으로인정하다·144/시간과공간은구분되지않는다·148/4차원연속체의곡률·150

제5장심연속으로
우주를새롭게해석하다·154/파동역학과확률·160/과학은여전히동굴속에서그림자를연구한다·164/자연은순수수학자가아닐까·171/파란안경을쓴사람은파란세상만본다·174/모든것이수학적이다·175/우주는수학적으로설계되어있다·179/정신과물질의관계·184/자연의법칙은보편적인사고법칙이다·189/우주는순수한사유의세계다·193/순환우주라는반론·196/기계적해석에대한편견·199/우주는위대한생각이다·202

과학커뮤니케이터의시대를열다

1905년에발표된아인슈타인의상대성이론과1920년대에등장한양자역학은공간과시간그리고물질에대한기존의개념을완전히바꾸어놓았다.뉴턴의역학을바탕으로200년넘게이어져온근대과학은막이내리고전혀새로운현대과학의시대가열리게되었다.

동시에과학은법학이나의학과같은전문직업화과정을거치면서일반적인교양수준에서는이해하기어려운학문이되었다.그래서대중들이과학을쉽게이해할수있도록강연과책을통한과학대중화의흐름이나타나게되었다.특히영국에서는1920년대와1930년대에새로운물리학을일반인들에게설명하는과학대중서들이속속등장하게되었으며엄청난인기를얻었다.그런책들중에서1930년에출판된제임스진스의〈과학이우주를만났을때(TheMysteriousUniverse)〉만큼성공적인책은없었다.

제임스진스는1904~1912년까지케임브리지와프린스턴대학교에서응용수학을가르쳤다.1914년부터원자와분자에서별과우주에이르기까지아주작은것에서아주큰것으로연구의초점을옮겼으며,1919년에출간한논문〈우주론과별의역학문제〉로케임브리지대학교의아담스상을수상했다.1913년부터1928년까지35편이상의천문학논문을발표했으며,1929년이후로과학연구를떠나과학대중화에전념하기시작했다.

제임스진스가처음으로쓴대중과학서는케임브리지대학출판부의권유로1929년에출간한〈우리주변의우주〉였다.이책은출간즉시베스트셀러가되어처음몇달동안에만11,000부이상판매되었다.1930년케임브리지대학은권위있는연례대중연설인리드강연에진스를초청했다.〈우리주변의우주〉의성공에고무된진스는이강연의내용을확장한〈과학이우주를만났을때〉를출간했다.

이책의출간직후BBC는제임스진스가진행하는6개의주간강연을방송했으며,첫번째강의는BBC의주간지표지에홍보되었다.이러한언론의관심은판매를촉진했고,1930년말까지영국에서만7만부가판매되었다.판매량은1931년에도계속늘어나그해말까지두번째개정판과함께8번이나증쇄되었다.

과학은우주와우리자신을
이해할열쇠를쥐고있다

책의구성은일목요연하고서술방식은꼼꼼하고친절하다.태양계의기원과생명체의구성요소들을설명하는첫번째장에서부터물질과정신의본질을다루는마지막장까지우주와인간에대한이해라는일관된주제가촘촘하게전개된다.저자는일반대중의눈높이에서천문학,생물학,물리학,수학이논의해온다양한가설과실험결과그리고확립되었거나논쟁중인이론들을한눈에파악할수있도록정리하고있다.그중심에는공간과시간을결합하는상대성이론과인과의법칙을명확하게부정하는양자역학이있다.까다롭고난해해서당혹스럽게만드는새로운이론들을시종일관적절한비유와예시를통해간명하게소개하는저자의글솜씨가돋보인다.

저자는비록인류가멸망할수밖에없는우주에서죽어가는태양옆에있는‘모래알갱이의극히작은파편’위에살고있지만,물리학은우주와우리자신을이해하는열쇠를쥐고있다고강조한다.우리는‘플라톤의동굴우화’에나오는동굴거주자들과비슷해서,현실자체가아니라현실의그림자를보고연구하고있지만,물리학및수학을통해우주와인간의실재적진실을엿볼수있다고말한다.하지만과학이가야할길은여전히멀고불명확하다.

“우리는기껏해야아주희미한빛이상을식별했다고주장할수는없다.아마그것은전적으로환상이었을것이다.따라서우리의주된주장은오늘날의과학이어떤선언을해야한다는것이아니라,오히려과학이선언을하지말아야한다는것이어야할것이다.지식의강은너무자주스스로를되돌려놓았다.”(205쪽)