흐름: 불규칙한 조화가 이루는 변화

필립볼

저자필립볼은과학저술가.1983년에옥스퍼드대학교화학과를수석으로졸업하고1988년에는브리스톨대학교에서물리학박사학위를받았다.20여년동안《네이처》의물리?화학분야편집자,편집고문으로일했다.『화학의시대(DesigningtheMolecularWorld)』,『H₂O(Life'sMatrix)』,『브라이트어스(BrightEarth)』,『물리학으로보는사회(CriticalMass)』(2005년아벤티스과학도서상수상)』,『음악본능(TheMusicInstinct)』등대중독자를대상으로한다양한분야의과학책을저술했다.미국항공우주국(NASA),영국의빅토리아앤드앨버트미술관,런던정치경제대학(LSE)등에서다양한과학강연을하고있으며,《네이처》,《뉴사이언티스트》,《가디언》,《뉴욕타임스》등여러잡지와신문에기고하며과학문화확산을위해노력하고있다.

목차
서문과감사의말
1장흐름을사랑한남자:레오나르도다빈치의유산
2장소용돌이의패턴들:흐르는질서
3장빙글빙글:대류가세상을만든다
4장모래언덕의수수께끼:알갱이들이모여만드는질서
5장네이웃을따르라:떼,무리,그리고군중
6장대혼란의소용돌이:난류의문제
부록1베나르대류
부록2막세세포의알갱이성층
후주/참고문헌/옮긴이의글/도판저작권/찾아보기

출판사서평
당신의세계관을뒤흔들형태학이야기
강물에서도로위자동차들까지흐름들이만드는우주들
모든것이변하는흐름속에는어떤형태가존재할까?
불규칙한흐름속에서붙잡은변화의자연법칙?들
이책을읽은뒤에여러분이보는세상은그이전의세상과는전혀다를것이다.복잡한세상에대한과학의설명력은물론,과학이열어주는아름다움을느끼고싶은독자들에게이책을추천한다.―홍성욱(서울대학교생명과학부교수)
필립볼의형태학3부작은비단과학도들뿐아니라,언어와문화,현상의패턴에관심있...
당신의세계관을뒤흔들형태학이야기
강물에서도로위자동차들까지흐름들이만드는우주들
모든것이변하는흐름속에는어떤형태가존재할까?
불규칙한흐름속에서붙잡은변화의자연법칙들
이책을읽은뒤에여러분이보는세상은그이전의세상과는전혀다를것이다.복잡한세상에대한과학의설명력은물론,과학이열어주는아름다움을느끼고싶은독자들에게이책을추천한다.―홍성욱(서울대학교생명과학부교수)
필립볼의형태학3부작은비단과학도들뿐아니라,언어와문화,현상의패턴에관심있는인문사회학도들에게도반드시추천하고싶은책이다.―조지은(옥스퍼드대학교한국학?언어학교수)
최근국가와기업을막론하고가장두려워하는단어중하나는단연‘유동성위기(liquiditycrisis)’이다.국내대기업은물론여러국가의어려운경제상황을전하는기사에서도이단어를종종볼수있다.최근에는러시아와대립중인우크라이나의실태를다루는기사에서이단어가쓰이고있다.유동성위기는기업이나국가가일시적으로현금또는현금화할수있는자산이부족하거나금융기관의대출이어려운상황에놓일때쓰인다.따라서이것때문에영업수익과자산보유와상관없이부도위기까지몰릴수있다.유동성위기는장부상의숫자로표기되는현금에흐름의형태를부여했다.급변하는기업과국가의현금보유상황과,수시로형태가변하는까닭에예측이어려운‘흐름’의공통점을포착한것이다.
형태학(morphology)의시대가돌아오고있다.이번에(주)사이언스북스에서펴낸‘필립볼형태학3부작’중두번째권인『흐름(Flow):불규칙한조화가이루는변화』는형태의역동성을대표하는특징인‘흐름’을주제로다양한형태들이변화하는방식과그것을예측하려는과학적시도들을다룬책이다.이책에서저자인필립볼은미술에서시작하여,생물학,물리학,기상학부터유체역학과천문학,경제학에이르기까지자연과학의다양한학문들을다루었다.저자는이러한여러분야를종합해서오랫동안일관성없는각각의현상으로간주했던다양한흐름들의이면에자리한변화의근본적인원리를보여준다.이책은경제학에서도증권시장의주가와같은가격의상호관계가유체의난류와유사성을보여줄지모른다는주장이있음을소개하면서,그것이사실이라면‘시장난류’도단지은유일수는없다고지적하고있다.자연스럽게변화하는물의흐름을다룬스케치부터바람을타고오랫동안서서히이동하는사막의모래언덕,성지인메카를순례하는이슬람신도들의거대한인파가혼란에빠져드는흐름,아득히먼별주위의성간기체와그림사이에서드러난난류패턴의유사함까지다양한흐름들을관통하는변화의원리가펼쳐진다.
이책에서우리는15세기의만능인이었던레오나르도다빈치에서20세기의대표적인물리학자인베르너하이젠베르크에이르기까지흐름의형태에관심을가진인류와과학의오랜역사를만날수있다.변화의양상과원리를파악하기어려운흐름을다른무작위적인패턴과구별해서파악하려는오랜과학적노력이있었다.그리고이런노력이주식시장,도로교통등사회곳곳의변화요소가급증한현대사회에서어떤역할을할지생각하는기회도될것이다.20여년동안과학학술지인《네이처(Nature)》에서편집자,편집고문으로활동했던필립볼은현대자연과학의다양한연구성과들과인문학적통찰을융합시켜서,서로다른형태들을스스로발생시킨근본적인원리를다채롭게서술했다.
위대한과학자들중다수는난류유체흐름의문제를에워싼단단한벽에주먹질을해대느라피를보았다.우리가이문제를이해하는데에큰역할을한물리학자인데이비드피에르루엘은난류를‘이론의무덤’이라고불렀다.―본문에서
하늘과바다를아름답게장식하는것외에대류는천천히형성되는고체지구의바위를조형한다.우리행성은꼭대기보다바닥이더뜨거운유체로채워진거대한대류용기다.그렇다,그것은실제로유체다.―본문에서
미켈란젤로는물의흐름속에서무엇을보았을까?
멈추지않는변화의패턴에매혹된인간과과학의역사
저자는‘만능인’의대명사레오나르도다빈치로이책을시작한다.그는형태학의선구자였던에른스트하인리히필리프아우구스트헤켈과다시웬트워스톰프슨보다도앞서서,서로무관해보이는상황에서발견되는자연속여러형태와패턴들의유사성을꿰뚫어보았다.그리고그밑에놓인형태들과구조들까지파악하려시도한인물이었다.과학과예술을비롯한인문학이분리되지않았던시대의인물인레오나르도다빈치의특성은물의유체흐름을그린스케치와여성의머리카락을세밀하게그린스케치사이의유사성에서선명하게드러난다.그에게변화하는물의형태에서얻은통찰과여성의초상화를더욱아름답게그려내려는노력은떨어질수없었다.이러한레오나르도다빈치의특성은최근에재부상하는형태학이자연의변화패턴에서얻은지식과능력을인간사회의다양한변화에적용하는데도시사점을제공한다.
2장에서는본격적으로유체흐름의특성을밝히기시작한다.여러광고에서접했던평평한액체표면에물방울이떨어지자왕관모양으로튀어오르는액체의방울들부터마개를뽑은욕조의구멍속으로빨려드는소용돌이,목성에서지속되는대적반이라는거대한회오리까지곳곳에서볼수있는흐름들이등장한다.그러한사례들과함께그실제원인과그것을규명하려는시도들,그리고그에대한우리들의오해를아울러서술했다.특히저자는지구의자전때문에북반구와남반구에서욕조의소용돌이가각각시계방향과반시계방향으로일어난다는널리알려진주장을반박했다.하루동안욕조의물을가만히두어모든회전움직임을소멸시킨후에욕조마개를빼자남반구에서도시계반대방향의소용돌이를볼수있었던사례를제시한다.이에대한논란이종결되지는않았지만통념과는달리욕조속의소용돌이는지구어디서든어떤방향으로도회전할수있다는것이다.
레오나르도다빈치가소용돌이치고,굽이치고,회전하는파도같은패턴들을사용한것은자연의율동적인움직임들을탐사하는방법이다.―본문에서
적절한정도의난류가있는흐름의표면에서보듯,물이라는그넓고깊고높은덩어리에는셀수없는움직임의변종들이넘쳐난다.―본문에서
땅속을가르는맨틀은얼마나오랫동안변화하는것일까?
바람에날리는모래언덕이어디로흘러갈지어떻게알수있을까?
지구곳곳의흐름들속에숨어있는변화의법칙을만난다
3장에서는지구에존재하는거대한흐름들을다룬다.온도차이에따라대류순환을하는대기와,마찬가지로열대지방을지나며데워지고극지방에서식는바다의흐름,그리고지구깊은곳을흐르며지각을조형하는맨틀의흐름이그것이다.각각그것이존재하는위치나,영향을미치는요인에따라분류되었던이패턴들을‘흐름’이라는그운동방식으로포괄한것이다.이중에서맨틀의흐름에는어떤질서잡힌패턴이없고오랜지질학적인기간에걸쳐변화하며지구의형태를만들어간다.이러한맨틀의유동성과그것이변화하는패턴은앞으로지구물리학과형태학이함께탐구해야할과제이다.
4장의주제는사막이다.저자는사막의모래언덕이이동해가는패턴을알갱이의흐름을보여주는중요한사례로제시한다.