가볍게 꺼내 읽는 뉴턴 : 우리가 미처 몰랐던 물리학

가볍게 꺼내 읽는 뉴턴 : 우리가 미처 몰랐던 물리학

$15.00
Description
수학과 물리학을 아우른 위대한 천재 뉴턴
-미적분을 사용해 물리학 문제 해결
-만유인력의 법칙 확립
-행성들이 태양 주위를 타원형 궤도로 돌고 있다는 사실 입증
우리가 대자연의 실체를 막연하게나마 설명할 수 있게 된 데는 뉴턴의 공이 가장 크다. 뉴턴의 주요 저서들은 200년이 넘는 시간 동안 과학계에서 일어난 모든 논쟁의 발단이 되었다. 뉴턴은 고전 물리학의 뼈대를 세워 후대 물리학자들이 현대 과학으로 나아갈 발판을 마련해주었다.
뉴턴은 진공 상태에서의 먼 거리 상호작용이라는 개념을 도입했고, 현대 물리학의 필수불가결한 요소인 미적분학의 기초를 만들었으며, 만유인력의 법칙을 통해 세상에 대한 보편적 진리를 찾아냈다. 또한 백색광의 구성 요소와 조석 현상의 발생 원인, 무지개의 생성 원리를 밝혀내고, 행성의 움직임을 수학적으로 풀어낸 최초의 인물이다. 한때 연금술이라는 일종의 외도를 하기도 했지만, 그마저 ‘다른 원자나 화합물과 결합하는 경향’을 가진 대상을 새로운 시각으로 바라보는 데 기여해, 19세기에 등장한 ‘화학 친화도’ 이론의 기틀을 마련했다. 한마디로, 뉴턴은 빛과 열, 중력과 천문학을 모두 섭렵한 다방면의 천재였다.
이 책은 뉴턴의 생애와 업적을 따라가면서 오늘날 물리학의 굵직한 화두들을 살펴본다. 이 책을 읽다 보면 에너지부터 만유인력의 법칙까지 각각의 개념들을 이해하고, 빛의 신비를 경험하면서 어느새 우주 끝에 다다를 것이다. 그리고 이 모든 단계를 거치고 나면 뉴턴의 통찰력에 감탄할 것이다. 그 과정에서 만날 물리학 법칙들은 우리가 새로운 현상들을 맞닥뜨릴 때마다 마치 하나의 생명체처럼 잘 적응해 우주를 가장 완벽하고 정확하게 이해하도록 도와줄 것이다.

저자

얀맘브리니

저자:얀맘브리니(YannMambrini)

프랑스국립과학연구소(CNRS)소속책임연구원이자이론물리학자(파리-사클레대학교)이다.프랑스물리학회가수여하는상을받았고CNRS의우수과학자상을세차례수상하였다.파리고등사범학교와에콜폴리테크닉대학원에서학생들을가르치고있다.늘과학에대한자신의열정을대중과공유하고자노력하고있다.



역자:김옥진

이화여자대학교통번역대학원한불과를졸업하고,르꼬르동블루-숙명아카데미에서한불통역사로근무하며전문번역가로도활동중이다.옮긴책으로는『가볍게꺼내읽는찰스다윈』,『그녀를버릴수가없었다』,『이방인』,『어린이로마인이야기』,『파티스리의기본』,『프랑스미식과요리의역사』(공역)등이있다.



감수:박기성

한국교원대학교교육대학원화학교육과석사학위를취득하고,세종과학고등학교등에서교사로근무하였다.서울특별시교육청융합과학교육원교육연구사,서울특별시교육청장학사를지냈다.현재서울과학고등학교에서교감선생님으로재직중이다.『고급화학』,『융합과학』,『화학1』등교과서집필에도참여하였다.

목차

프롤로그:물리학과법칙5

1장에너지의특성9
2장뉴턴의운동법칙29
3장빛이있으라69
4장중력이야기107
5장오늘날의뉴턴147

에필로그:사과에서별까지181
연대표185
주193
참고문헌197
찾아보기199

출판사 서평

뉴턴의가장위대한업적‘만유인력의법칙’

뉴턴은한명의천재가수학이라는언어를통해자연의법칙을이해하고표현할수있음을보여준좋은선례를남겼다.선인들의업적을토대로중력의법칙과만유인력의법칙(사과의낙하에서부터행성운동까지모두적용되는)이라는역작으로미적분계산법의기반을닦고,백색광의구성요소를파악했으며,에너지와힘의개념을적용해광학현상들을풀어내기도했다.그는일생을바쳐세상의비밀을파헤쳤고,맥스웰에서아인슈타인에이르는후학들을위해견고한과학의기틀을마련했다.

만유인력의법칙이뉴턴이이룩한업적중가장중요하다는것은그누구도부정하지않을것이다.만유인력이란‘질량을가진물체사이에는서로끌어당기는힘이존재한다’는이론이다.
지구가사과를잡아당기는힘은지구중심에서사과까지거리의제곱에반비례하고,지구가달을잡아당기는인력또한역제곱의법을따른다.여기서인력은지구상에서나태양계에서나마찬가지방법으로우주에존재하는모든것에적용된다.사실상지구가사과를끌어당기는만큼사과도지구를끌어당긴다는뜻이다.
m과M이라는질량을각각가지고,r만큼서로떨어져있는두물체가서로를잡아끄는힘은다음과같이표현된다(G는중력상수).

사과를땅에떨어뜨리는그힘이행성의움직임을관장하는힘과동일하다는사실을보여줌으로써,뉴턴은우주에존재하는네가지힘(중력,전자기력,강한핵력,약한핵력)가운데첫번째를발견했다.인류는뉴턴의법칙을통해새로운행성을발견하고,조석현상과같이육지에서관찰되는자연현상들의원인을파악할수있게되었다.그러나그가후대에남긴유물은더위대했다.바로은하운동의특이점을발견하고우주물질의90%이상을차지하는보이지않는암흑물질의존재를가설로제시했다.오늘날과학자들이제논,LZ,판다엑스를통해암흑물질을검출하기위해바람직한경쟁을하고있는것도모두뉴턴의덕분이다.

뉴턴의세가지운동법칙

1687년에발표한『자연철학의수학적원리』(일명『프린피키아』)에서뉴턴은낙하하는사과에서부터행성의운동까지모든역학적현상을지배하는세가지운동법칙을소개한다.

운동제1법칙(관성의법칙)은모든물체는외부에서힘이작용하지않는한정지해있거나직선상의등속운동을유지한다.운동제2법칙(가속도의법칙)은관성좌표계에서힘을받은물체는주어진힘에비례하고질량에반비례하는가속도를갖는다[힘(F)=질량(m)×가속도(a)].운동제3법칙(작용-반작용의법칙)은한물체가다른물체에힘을가하면그물체역시반대방향에서똑같은크기의힘을가한다.

뉴턴의세가지운동법칙만있으면지구상에서관찰되는거의모든움직임과거기에작용하는힘에대해설명할수있다.뉴턴은이세가지운동법칙과미적분법적계산을통해갈릴레이의경험론적법칙을공식화하는데성공했다.그덕분에우리는물체의이동경로를계산하고,발사체의탄착점을예상하며,측정도구도없이간단한계산만으로속도를알수있게되었다.