상대성이론은 처음이지? - 과학이 꼭 어려운 건 아니야 1

상대성이론은 처음이지? - 과학이 꼭 어려운 건 아니야 1

$14.04
Description
물리학이나 수학적 계산에 대한 두려움을 이겨 내고
상대성이론의 세계로 여행을 떠나 보자!
상대성이론을 이해하는 가장 좋은 방법!
상대성이론이 등장하는 과정을
한 발짝 한 발짝 따라가 보는 것!
어느새 성취감을 느낄 수 있게 될 것이다

중·고등학교 과학 교과서를 비롯 어린이와 청소년, 성인에 이르기까지 다양한 독자들을 위한 수십 권의 과학 교양서를 집필·번역하고, 과학관에서 대중 강연을 하는 등 과학 대중화에 힘써온 수원대 물리학과 곽영직 명예 교수의 기초 물리학 입문서가 출간되었다.
『상대성 이론은 처음이지?』는 여러 가지 실험적 검증을 거쳐 이제 물리학의 기초로 자리 잡은 상대성이론이 만들어지는 과정을 물리학의 역사와 함께 쉽고 흥미롭게 풀어냈다. 과학과 물리는 무조건 어렵다고 생각하는 사람들의 상식을 깨 주는 책이다.
과학에 조금이라도 흥미를 가지고 접근하는 사람들의 의지를 한번에 꺾어 놓는 것이 이른 바 세기의 천재라 불리는 아인슈타인의 상대성이론이다. 상대성이론은 과학 역사상 최고의 이론 중 하나로 불리니 상식으로라도 알아야 하는데, 시중에 나와 있는 상대성이론 책들은 여지없지 기대를 무너뜨린다. 절대 속도에 익숙한 우리에게 혼란스런 상대 속도를 들이대니 도통 이해할 수 없는 딴 나라 이야기처럼 들릴 뿐이다.
이유가 무엇일까? 코끼리 코를 이해하기 위해서는 코끼리를 제대로 알아야 한다. 상대성이론도 마찬가지다. 상대성이론은 마치 뚝 떼어 놓은 하나의 이론이 아니라 지구 중심설에서 시작돼 우주의 작동 원리로까지 이어지는 하나의 거대한 과학사슬에 얽혀 있는 이론이다. 따라서 크고 넓은 전체적 시각 속에서 공부할 때 비로소 상대성이론을 쉽게 이해할 수 있다.
책은 상대성이론과 연결된 과학 역사를 기초로 한 총 9개의 장으로 이루어져 있으며, 각각의 장은 세 부분으로 구성되어 있다.
저자

곽영직

서울대학교물리학과를졸업하고미국켄터키대학교대학원에서박사학위를받았다.1985년부터수원대학교물리학과교수로재직하면서자연대학장,대학원장등을역임했으며,2018년정년퇴직후집필과연구활동에전념하고있다.저서로는2020년세종도서우수학술도서로선정된『인류문명과함께보는과학의역사』를비롯해『이제라도!전기문명』,『자연과학의역사』,『양자역학으로이해하는원자의세계』,...

목차

작가의말4

1장빠르게달리고있는지구와상대성원리
『천체회전에관하여』의이상한서문12
우주중심에정지해있는지구17빠르게달리고있는지구19
『두우주체계에대한대화』22상대성원리25
상대성이론세상산책:차멀미는왜나는것일까?32

2장중력법칙과운동법칙
『자연철학의수학적원리』36
관성의법칙39가속도의법칙43작용과반작용45
빛보다더빠르게달리는것도가능하다46
중력법칙48
무거운물체와가벼운물체는어느것이더빨리떨어질까?50
운동량과에너지52
물리량과상대속력53
상대성이론세상산책:위대한발명가이기도했던뉴턴57

3장빛과전자기파
맥스웰과전자기파62
17세기의빛에대한연구6619세기의빛에대한연구71
전자기파의발견74마이컬슨과몰리의실험76물리학에나타난불협화음81
상대성이론세상산책:아인슈타인이전에상대성이론에다가갔던사람들84

4장아인슈타인의생애
아인슈타인의기적의해88
고등학교를중퇴한아인슈타인92아라우고등학교94
스위스연방공과대학96아인슈타인의기적의해이후97
다시독일로돌아온아인슈타인100통일장이론104
상대성이론세상산책:나의흔적을남기지마라105

5장특수상대성이론
누구의측정값이옳은것일까?108
상대성원리와광속불변의원리111
로렌츠변환식115
로렌츠변환식의의미119
상대성이론세상산책:빛의속력이느린세상에서는어떤일이일어날까?123

6장시간지연과길이의수축
어떤폭발이먼저일어났는가?126
속력더하기129동시성과시간지연132길이의수축137
상대성이론세상산책:작은차고에큰자동차가들어갈수있을까?140

7장질량과에너지
빛보다빠른속력으로달려라144
질량의증가147질량과에너지152E=mc2이바꾸어놓은세상156
상대성이론세상산책:실라르드와아인슈타인,그리고원자폭탄159

8장일반상대성이론
계속되고있는피사의사탑실험164
등가원리168중력이작용하는경우의관성계171
중력에의한시간의지연173쌍둥이역설176휘어진공간177
일반상대성이론과우주181
상대성이론세상산책:우리생활속의상대성이론184

9장일반상대성이론의증명
수성의이상한행동188
일식실험192중력에의한시간지연실험195
그래비티?B위성의측정200
중력파의관측201
상대성이론세상산책:웜홀을통한시간여행이가능할까?206

출판사 서평

책은상대성이론과연결된과학역사를기초로한총9개의장으로이루어져있으며,각각의장은세부분으로구성되어있다.

-호기심을돋우는과학자또는핵심적문제를제기하는도입
코페르니쿠스가지구중심설에이의를제기하며『천체에관하여』라는책을내면서도기성과학의권위에짓눌려머뭇거리는장면,새로운과학시대를연뉴턴이야기,특히행성의크기를측정하는한석박사의공상과학소설이야기는상대성이론을이해하기위해기존의우리상식을깨야함을알려준다는점에서압권이다.(5장)이어지는6장의도입에서도공상과학소설기법을인용하여빛보다빠르게달리는것이왜불가능한지알려줌으로써우리의상식을깨는데큰도움을준다.도입말미에서는‘누구의주장을받아들여야할까?(110쪽)’‘과연특수상대성이론에의하면빠른속력에서는질량이어떻게변할까?(146쪽)’와같은질문으로호기심을증폭시킨다.

-과학적문제제기이후전개되는과학개념과실험적증명을소개하는본문
본문에서는도입에서제기되었던과학적문제들을풀기위한과학개념과실험적증명들이소개된다.예를들어5장특수상대성이론의도입에서제기되었던행성의크기측정문제에대해기존의뉴턴역학을깨야하는이유가제기된다.기존의과학자들은뉴턴역학의범주에서행성의크기를측정하려했기에답을찾을수없었다.하지만자유로운영혼이었던아인슈타인은기존의뉴턴역학에얽매이지않았기에특수상대성이론을완성할수있었다.8~9장의일반상대성이론에서아인슈타인은빛처럼빠른속력에서의가속도운동문제를제기한다.기존뉴턴역학에서는생각조차하지못했던부분이다.아인슈타인이제기한특수상대성이론과일반상대성이론이여러과학개념과수식에의해증명되는과정이의외로쉽게전개되고,다른과학자들에의해증명되어나가는과정도흥미롭게진행된다.

-상대성이론을우리삶에접목시키는‘상대성이론세상산책’
과학이아무리중요해도실제우리삶과관련없으면사람들은흥미를가지지못한다.이에이책의각장말미에는‘상대성이론세상산책’이란코너가마련돼있다.상대성이론이우리삶과무슨관련이있을까,하겠지만‘차멀미는왜나는것일까?’(1장),‘특수상대성이론과원자폭탄이관련된이야기(7장)’,‘우리생활속의상대성이론(8장)’등을통하여상대성이론을우리생활과접목시키고있다.뿐만아니라‘상대성이론세상산책’에서는상대성이론과관련하여우리의사고영역을넓히는주제도마련돼있다.‘위대한발명가이기도했던뉴턴(2장)’,‘아인슈타인이전에상대성이론에다가갔던사람들(3장)’,‘빛의속력이느린세상에서는어떤일이일어날까?(5장)’,‘작은차고에큰자동차가들어갈수있을까?(6장)’,‘웜홀을통한시간여행이가능할까?(9장)’등이그것이다.