사이언스 브런치 (이종필 교수의 세상 속 과학 이야기)

이종필

저자이종필은1971년부산에서태어났다.1990년서울대학교물리학과에입학해2001년동대학원에서입자물리이론으로박사학위를받았다.이후연세대학교,고등과학원,고려대학교등에서연구원으로재직했으며,현재건국대학교상허교양대학교수로재직하고있다.
지은책으로『이종필의아주특별한상대성이론강의』『이종필교수의인터스텔라』『신의입자를찾아서』『대통령을위한과학에세이』『물리학클래식』등이있고,옮긴책으로는『최종이론의꿈』『블랙홀전쟁』『시간의순환』이있다.

추천의글
서화숙언론인·헌집트러스트대표
프롤로그
가볍게브런치어때요?

MB가한방에훅가지않는이유
평행우주,무한개의우주
신의입자를발견하다
핵폭탄의원리
물리법칙과‘석궁교수’그리고박근혜
4할타자가사라진이유
올림픽체조가보여준과학의힘
맨해튼프로젝트의비밀
과학계의얼룩,데이터조작의역사
일본은왜기초과학분야에서뛰어난가
과학계의떠오르는혜성,중국
갈릴레오와종교재판
북한의수소폭탄시험,어떻게될것인가
스타워즈광선검은과학적으로가능한가
당연히외계인은존재하지않겠는가
사주팔자와고전역학
중력파의발견
미니블랙홀의위력
가상현실기술이바꾸는실제세계
세기의대결:이세돌과알파고
인공지능,너무나가까운미래
쌍둥이모순
야구는과학이다
다이아몬드행성은가능한가?
한여성화학자의비극
100년에걸친염색체지도의완성
미세먼지,과학이해결할수있을까?
새로운입자가발견될것인가
우주는생각보다더빨리팽창한다
주노,남편주피터를만나러가다
오존층이회복된다
사라진새입자
물리학자는카지노를잘할까?
소리가빠져나가지못하는인공블랙홀
중국,우주개발의미래를좌우할것인가
현실이가상현실이라면?
시간여행은가능할까?
화성,지구의미래?
슈퍼문이떴다
망원경,거대함을향해내딛는진보
공룡화석,진화의비밀을밝혀줄것인가
추진제없이날수있을까?

에필로그
브런치뒤의커피한잔

주·참고자료

대통령선거를과학으로예측한다?
북한은정말핵을가지고있는걸까
한화의김태균은왜4할대타자가못되는걸까
타임슬립은정말가능한걸까

브런치를먹으며이해하는일상속물리학이야기,
사이언스브런치!

오늘,과학이라는메뉴의브런치어때요?
대통령을뽑는데도과학적지식이필요하다?물리학자나수학자들은카지노에서더유리하다?한국프로야구에서더이상3할대타자가나오지않는이유는?이세돌이알파고에질수밖에없었던이유는?드라마가아닌현실에서타임슬립은가능할까?중력파가발견되면아인슈타인의이론은틀린걸까?한국에서노벨상이나오기어려운이유는뭘까?북한은정말핵폭탄을가지고있는걸까?4대강공사는우리에게얼마나위험한것일까?
양자역학,알파고,중력파,우라늄실험,블랙홀……명칭도생소하고책을읽어가며공부해도도무지이해하기어려운것이바로과학적지식이다.그래서대부분물리학은고등학교교과서가마지막이라고생각하곤한다.그러나기본적인과학지식이아니고서는우리세상에설명될수없는것이많다.『대통령을위한과학에세이』『상대성이론』『물리학클래식』등의저서를통해어렵다고만생각된과학을쉽게설명해온저자는이책에서도생활속에피소드를통해어려운물리학적지식에좀더쉽게접근할수있도록풀어나간다.저자는“생존에유리한(그래서익숙한)사고방식이자연의근본질서와는다르다는사실을처음알게된것이겨우100여년전”이라면서그래서현대물리학은어렵게느껴질수밖에없다고말한다.다른한편일상과뗄수없는관계가또물리학이므로그것이진정으로자연이작동하는방식이라면,엄청난지적고통이따르더라도한번쯤은알아볼만한가치가있지않겠느냐고반문한다.
이책은저자가라디오프로그램의과학코너를통해다루었던,일상에서쉽게접할수있는물리학에관해대담으로엮은것이다.당시제작진이“초등학생조차이해할수있는과학이야기”로풀어달라고주문한터라과학에문외한인사람에게적합할뿐더러,인문학과정치학·사회학을과학과접목시키고있기에과학의쓸모를고민하는모든이에게안성맞춤이다.대통령선거결과를과학적으로예측하는방법,북한의핵위협에대한과학적진실,4대강사업에대한위험성과같은정치적이슈부터타임슬립드라마가가능할것인지에대한접근과같은흥미로운이야기까지연령과성별을불문하고누구나쉽게읽을수있는,말그대로브런치를먹으며물리학에대해논의할수있는책이다.

주요내용

MB가한방에훅가지않은이유
―대통령후보에대한지지층의변화는과학적원리와관련이있다.일반지지층은후보의결점이발견되면논리적인판단을하지만적극지지층은오히려결집한다는것!무수한결점에도MB가대통령이되었던까닭을과학적으로분석했다.또한당시(2012년)박근혜의지지층도결집할것이라는예측을하기도했다.
평행우주,무한개의우주
―우리시공간은여러개겹쳐져있을가능성이있다?과거의내가다른선택을하며다른시공간에서살아갈수있다는것,그것이바로평행우주이며이는곧양자역학으로설명이가능하다.과거텔레비전프로그램에서개그맨이휘재가인생을선택했던것이과학적으로가능하다는것!
신의입자를발견하다
―신의입자라고불리는힉스입자의발견에얽힌이야기.힉스입자가신의입자인이유는소립자들의대칭관계를깨는데이입자가반드시필요하기때문이다.2012년당시힉스입자를발견했다는소식에온과학계가떠들썩했던이유와힉스입자에대해설명하고있다.
핵폭탄의과학적원리
―일본과북한에둘러싸여있는한국은언제나핵위협에시달린다.그렇다면핵폭탄의원리는무엇일까?그것은바로핵분열에있다.연쇄핵분열과정에서막대한에너지가방출되는데그것을핵폭탄이라고하는것.그렇다면우라늄이니플루토늄이니하는것들은이와또어떤관련이있는걸까?간단히말해서일본에떨어진핵폭탄은우라늄이었다.이섹션에서는국제적으로핵폭탄보유에대한치열한경쟁이있으며한국정부의대비를촉구하고있다.
물리법칙과‘석궁교수’그리고대통령후보의발언
―대한민국에헌법이있듯이자연에는물리학법칙이존재한다.이를두고실정법과자연법이라고나눌수있을것이다.법률로정해진것이실정법,그이상의인간세계를지배하는보편윤리같은것이자연법이다.그런데물리학법칙에서가장중요한건바로‘보편성’.물리학자들은인간세계에도보편적으로지켜져야할법칙이있다고생각해서이자연법을믿는사람들이많다.이러한과정을‘석궁교수’사건과관련하여분석했다.석궁교수가자신의판결을내린판사에게수학법칙을적용해서법의허점에대해논쟁한사건을분석한것.
4할타자가사라진이유
―한국프로야구에서4할타자는더이상없을까?은퇴한이종범선수가1994년3할9푼9리의타율을기록한것이4할에근접한마지막기록이되었다.시즌초반에좋은성적을유지하던김태균같은선수도시즌마지막엔어김없이3할대에멈추고마는데,그이유는바로진화론에있다.바로‘상향평준화에의한변이의감소’라는것이다.한마디로모든선수들의실력이상승하면서그만큼독보적인기록이나올확률이줄어들었다는것이다.다만역시나진화론의관점에서‘돌연변이’가등장하면4할타자도곧나올수있다는것!
올림픽체조가보여준과학의힘
―2012년국제체조연맹에서체점기준으로등재됐던‘양학선기술!’세계에서최초로‘7.4’난도로등재된이기술에도과학적법칙이존재한다.이양학선기술을분석하려면회전운동의물리학을알아야하는데한마디로양학선선수는회전의반경을최대한크게하는기술로회전반경을넓여서효과를극대화시킨것이다.이런현상은비단양학선선수의경우만은아니다.헬리콥터의날개나오토바이의뒷바퀴의경우도이러한회전운동으로설명이가능하다.
맨해튼프로젝트의비밀
―맨해튼프로젝트란1942년미국의과학자들이핵폭탄을만들기위해결성된프로젝트를일컫는다.오펜하이머가그대표적인인물.최초의핵폭탄이완성된것은1945년7월16일이다.그리고모두가알다시피‘에놀라게이’라고불렸던이‘꼬맹이’폭탄은히로시마에투하되면서엄청난사상자를내고일본의패전을확정짓는다.
과학계의얼룩,데이터조작의역사
―어느분야와다름없이자신의명성을위해업적을조작하는경우는과학계에서도많다.1923년전자의전하량을측정한실험이성공하면서노벨물리상을받은‘밀리컨’도그런경우.그는자신의실험업적을위해제자의아이디어를빼앗았다는혐의를받았다.이런경우가종종있다보니2005년황우석사태가터졌을때한국에서도그의지지자들이밀리컨의예를들며황우석을인정해달라는소동이벌어지기도했다고한다.
일본은왜기초과학분야에서뛰어난가
―데이터면에서도업적면에서도한국은기초과학분야에서일본에한참떨어진다.노벨상수상자만해도일본은2016년까지총22명이나배출한기초과학강국이다.그에비해한국은노벨상은커녕대학원에서물리학을전공하고공부하기도힘든실정이다.이러한이유는국가적지원의문제뿐아니라지도교수들의교육방식에도있다.일본의경우는일대일교육방식은물론이고제자의앞날까지책임지는상황이라고한다.정부의지원이절대적으로부족한지금의상황에서한국의노벨상수상자배출은힘들지도모르겠다고.
과학계의떠오르는혜성,중국
―그런가하면중국은정부의막대한지원을바탕으로새로운과학강국으로떠오르고있다.중국은이미기초과학으로노벨상을총5명수상한전적을가지고있다.중국에게큰업적을빼앗긴안타까운일화가하나있는데,바로2011년서울대김수봉교수가중성미자검출성공을중국의다야베이연구진에게며칠차이로빼앗긴것이다.압도적인정부의지원과인적자원활용으로짧은시간안에엄청난결과를도출할수있었던것이다.역시정부의지원이없는지금의상황이라면한국의기초과학발전은요원해보인다는설명이다.
갈릴레오와종교재판
―1822년9월11일은지동설이처음으로가톨릭교회의인정을받은날이다.1633년자택연금이확정되며지동설이전면부인된후많은시간이흐른뒤에야겨우인정을받은것이다.물론논란은계속됐다.1990년추기경라트징거,지금의교황베네딕토16세가갈릴레오에대한교회의판결이정당했다고말하면서논란은극에달한다.결국2008년이탈리아의사피엔자대학을방문했을때교황베네틱토16세는학생들의엄청난비난을받고그해12월에는갈릴레오의업적을찬양하기에이르렀다고.
북한의수소폭탄시험,어떻게될것인가
―2016년1월6일북한은소형화된수소폭탄실험에성공했다고밝혀서국제사회를충격에빠트린다.그렇다면북한이정말수소폭탄개발에성공한것으로봐야할까?핵폭탄의상용화까지는사실여러단계가필요한작업이다.정보가제한적이기는하지만정부와학계는현재2단계핵융합까지성공한것으로보고있다.그러므로아직본격적인핵폭탄의수준이라고말하기는어렵다는것이다.그러나이러한기술을보유한것으로과시한것만으로도이미핵을상대국가에대한보복이가능하다는것에서큰위협이다.
스타워즈광선검은과학적으로가능한가
―영화스타워즈에서나오는광선검은가능할까?과학적으로그것은‘불가능하다’고한다.왜냐하면광선검모양대로만들면빛을접어야가능한데그접힌부분의중력이어마어마해서아마모든것을다빨아들이게되기때문이다.물론광선검과비슷한물체를만들순있다.플라즈마라고기체에서핵과전자가분리돼이온화된상태가있는데,이플라즈마에아주높은열을가해주거나전기를흘려주면이런상태를만들수있다고한다.
당연히외계인은존재하지않겠는가
―우리은하에는구상성단이라고별이수천개에서수백만개가모여있는천체가있다.이런천체가150개나존재한다.이렇게많은별들이있는데외계인의존재란어쩌면당연한것이라고할수있다.그렇다면왜만나지못했을까?여기서는그것을두고‘페르미의역설’로설명한다.간단히말해서외계인은이미우리곁에있는데우리가인지하지못하거나그들이존재를감추고있을확률이높다는것이다.
사주팔자와고전역학
―매해보게되는토정비결과사주.그런데생각해보면생년월일시가일생을좌우한다는이야기인데과학적으로봤을때이게타당할까?그런데놀랍게도뉴턴의고전역학이이와비슷한구조다.초기조건을정확하게알면미래를정확하게예측할수있다는논리이다.이러한세계를결정론적세계관이라고하는데이런논리는생년월일시만알면한사람의미리정해진일생을정확히예측할수있다는사주와매우유사하다고할수있는것이다.
중력파의발견
―2016년2월12일전세계를놀라게했던소식,바로중력파의발견이다.중력파란한마디로시공간의출렁임을의미한다.일반상대성이론에나온것인데일반상대성이론에서는중력을시공간의뒤틀림,곡률로해석한다.그런데이것이블랙홀같은것과충돌하면시공간이뒤틀리게된다.이것이바로중력파다.그렇다면중력파가중요한건알겠는데우리와무슨상관일까?아직은초기단계라서일상깊숙하게들어오진않았다.다만앞으로우리가만약중력을제어하게되는날이온다면어떨까?사람들은그출발점을중력파의발견이라고할것이다.
미니블랙홀의위력
―블랙홀은표면중력이매우강해서모든물체를빨아들이는것을의미한다.블랙홀이에너지원으로활용될수있음을주장한사람은스티븐호킹인데1974년그가발표한것에따르면,블랙홀이빛이나다른소립자들을방출하면서에너지를낸다고한다.그렇다면미니블랙홀은뭘까?미니블랙홀은보통소립자수준의블랙홀을의미하는데,호킹에따르면이런미니블랙홀도앞으로는에너지원으로쓸수있다고한다.
가상현실기술이바꾸는실제세계
―가상현실을한마디로정의하자면컴퓨터가만든가짜현실이다.영화매트릭스를보면쉽게알수있다.우리일상에서도비행훈련시뮬레이션,3D영화같은것이바로가상현실이다,그런가하면석굴암3차원영상을가상현실로관람할수있다고한다.
세기의대결:이세돌과알파고
―세기의대결로화제를모았던이세돌과알파고의바둑대결.알파고란바둑을잘두는인공지능컴퓨터를말한다.알파는최고를뜻하는말이고go는바둑의일본어다.결국이대결에서