미술관에간물리학자 : 명화에서 찾은 물리학의 발견

미술관에 간 물리학자 : 명화에서 찾은 물리학의 발견 - 미술관에 간 지식인 6

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Description
명화를 통해 만물의 이치를 탐구하다!
물리학은 만물의 이치를 탐구하는 학문이다. 구름은 어떻게 생성되는지, 사물의 형태나 색을 어떻게 인지하는지, 소리는 어떻게 전달되는지, 자전하는 지구에서 어떻게 떨어지지 않고 버틸 수 있는지……. 물리학자는 자연과 우주의 본질을 탐구하는 사람들이다. 만물의 본질을 각자의 언어로 궁구(窮究) 한다는 차원에서 과학자의 일과 예술가의 일은 다르지 않다.

이 책은 명화에서 물리학의 핵심 개념과 원리를 찾아 소개한다. 샤갈의 성 슈테판 교회 스테인드글라스에는 퀀텀닷과 나노입자의 과학, 다빈치의 〈모나리자〉에는 ‘꿈의 전자파’라 불리는 테라헤르츠파의 과학, 마그리트의 〈이미지의 배신〉에는 현대물리학의 큰 축인 양자역학, 몬드리안의 〈빨강, 파랑, 노랑의 구성〉에는 그래핀 같은 낮은 차원의 물질세계를 설명하는 과학이 담겨 있다. 그림에서 찾아낸 물리 법칙은 수식으로 설명하는 것보다 훨씬 쉬울 뿐만 아니라 아름답다. 이 책은 ‘프리즘’처럼 좀처럼 알아채기 힘든 물리학의 아름다움을 보여준다.

저자

서민아

이화여자대학교물리학과를졸업하고,서울대학교물리천문학부에서‘빛과물질의상호작용’에관한연구로박사학위를받았다.미국로스앨러모스국립연구소연구원을거쳐,현재한국과학기술연구원(KIST)책임연구원및고려대학교융합대학원교수로재직중이다.주요연구주제는테라헤르츠광학과나노과학이다.

전세계미술관을누비고수많은명화를만나며르네상스이후‘물리학’으로부터영감을받은화가들이라는주제로쓴『미술관에간물리학자』가2020년과학창의재단우수과학도서및세종도서로선정된바있다.이후전통회화기법을벗어난인상주의화가들의등장과현대물리학발전의기폭제가모두‘빛’이었다는사실에주목해,과학에서의빛과미술에서의빛을함께탐구해나가는『빛이매혹이될때』를펴냈다.

수림문화재단과한국과학기술연구원이공동으로주최하고,최신과학연구성과를작가들과함께예술작품으로전달하는기획전시의<사용된미래展,2019>,<재난감각展,2020>,<데이터정원展,2022>에참여했다.여러대학과연구소등에서‘과학과예술의융합’을주제로강연을하고있다.

목차

머리말_물리학은예술가들에게가장큰영감을선사한뮤즈였다!

Chapter1.빛으로그리고물리로색칠한그림
그때태양에무슨일이있었던걸까?
:피테르브뢰헬,<새덫이있는겨울풍경>|소빙하기
흔들리는건물결이었을까,그들의마음이었을까?
:오귀스트르누아르,<라그르누예르>·클로드모네,<라그르누예르>|파동과간섭
오키프를다시태어나게한산타페의푸른하늘
:조지아오키프,<흰구름과페더널산의붉은언덕>|레일리산란과미산란
신을그리던빛,인류의미래를그리다
:마르크샤갈,성슈테판교회스테인드글라스|퀀텀닷과나노입자의과학
원자와함께왈츠를!“셸위댄스?”
:오귀스트르누아르,<물랭드라갈레트의무도회>|포논과포톤의물리학
하늘표정을그리고싶었던화가
:존컨스터블,<건초마차>|구름생성원리와구름상자
아무것도아닌나를그리기까지
:렘브란트반레인,<웃고있는렘브란트>|빛의방향에따른광선
서양화에는있고동양화에는없는것
:신윤복,<단오풍정>|빛과그림자
평면의캔버스에서느껴지는공간감의비밀
:요하네스베르메르,<우유따르는여인>|원근법과카메라옵스큐라

Chapter2.‘과학’이라는뮤즈를그린그림
얼마나멀리서보아야가장아름답게보일까?
:조르주쇠라,<그랑드자트섬의일요일오후>|빛의본질과본다는행위의과학
화폭에담긴불멸의찰나
:클로드모네,<건초더미,지베르니의여름끝자락>|프레넬법칙
사랑의빛깔
:마르크샤갈,<나와마을>|영-헬름홀츠의삼색설
볼수없는것을그리다
:바실리칸딘스키,<노랑빨강파랑>|음파와중력파
작은우주를유영하는생명들
:구스타브클림트,<아델레블로흐바우어Ⅰ>|빛의파장한계와브라운운동
반발하는만큼더견고하게응집하는색
:빈센트반고흐,<노란집>|보색대비
불안을키우는미술
:빅토르바자렐리,<얼룩말>|프랙털기하학과카오스
‘일요일화가’의꿈
:앙리루소,<잠자는집시>|전자기유도현상

Chapter3.슈뢰딩거의고양이가그린그림
무질서로가득한우주속고요
:잭슨폴록,<가을리듬(No.30)>|엔트로피와열역학제3법칙
흐르는시간을멈출수있다면
:살바도르달리,<폭발하는라파엘의머리>|핵물리학
상상이과학을만났을때
:르네마그리트,<데칼코마니>|메타물질
불가사의한우주의한단면
:파블로피카소,<아비뇽의처녀들>|양자역학과양자체셔고양이
태어나려는자는한세계를파괴해야한다
:블라디미르쿠쉬,<해돋이해변>|불확정성의원리와슈뢰딩거의고양이
춤추는원자들
:앙리마티스,<춤Ⅱ>|원자모형,음의높낮이와파동
낮은차원의세계
:피에트몬드리안,<빨강,파랑,노랑의구성>|낮은차원의물질과탄소동소체

Chapter4.물리학으로되돌린그림의시간
<모나리자>를다알고있다고자신할수있는가?
:레오나르도다빈치,<모나리자>|빛의파장과침투깊이
나치까지속인희대의위작스캔들
:요하네스베르메르,<편지를읽는여인>|테라헤르츠파분석
빛을비추자나타난그림속에숨겨진여인
:빈센트반고흐,<카페에서,르탱부랭의아고스티나세가토리>|다양한빛을이용한비파괴검사
명작이탄생하는순간,그곳에과학이있었다
:얀반에이크,<아르놀피니부부의초상>|유화의탄생과발전
그림속미스터리를풀다
:빈센트반고흐,<해바라기>|첨단과학기술을이용한그림분석
그림의시간을되돌리는자
:레오나르도다빈치,<최후의만찬>|미술품복원

출판사 서평

◎명화를통해만물의이치를탐구하다!
물리학은만물의이치를탐구하는학문이다.구름은어떻게생성되는지,사물의형태나색을어떻게인지하는지,소리는어떻게전달되는지,자전하는지구에서어떻게떨어지지않고버틸수있는지…….물리학자는자연과우주의본질을탐구하는사람들이다.만물의본질을각자의언어로궁구(窮究)한다는차원에서과학자의일과예술가의일은다르지않다.
이책은명화에서물리학의핵심개념과원리를찾아소개한다.샤갈의성슈테판교회스테인드글라스에는퀀텀닷과나노입자의과학(57쪽),다빈치의<모나리자>에는‘꿈의전자파’라불리는테라헤르츠파의과학(334쪽),마그리트의<이미지의배신>에는현대물리학의큰축인양자역학(309쪽),몬드리안의<빨강,파랑,노랑의구성>에는그래핀같은낮은차원의물질세계를설명하는과학(320쪽)이담겨있다.그림에서찾아낸물리법칙은수식으로설명하는것보다훨씬쉬울뿐만아니라아름답다.이책은‘프리즘’처럼좀처럼알아채기힘든물리학의아름다움을보여준다.

◎물리학은예술가들에게가장큰영감을선사한뮤즈였다!
뮤즈(muse)는창작자들에게영감을주는존재다.르네상스시대예술가들의뮤즈는‘인문학’이었다.문학,역사,철학,신학등인문학을기반삼아다빈치,미켈란젤로,라파엘로같은거장들은불멸의작품을내놓았다.르네상스시대이후예술가들의뮤즈는‘물리학’이었다.17세기를기점으로미술과물리학의궤적은데칼코마니같다.
‘상대성이론’과‘양자역학’은현대물리학의두축이다.“태어나려는자는하나의세계를파괴해야한다”는헤세의말을증명하듯이,20세기초에등장한현대물리학은고전물리학체계를송두리째흔들었다.현대물리학은‘빛이입자인가,파동인가?’라는질문을계기로태동했다.빛에관한과학적연구는17세기에본격적으로시작되었다.네덜란드물리학자호이겐스는빛이‘파동’이라주장했고,영국물리학자뉴턴은빛을작은‘입자’의흐름이라고주장했다.빛의정체에대한과학자들의논쟁은몇세기에걸쳐진행되었으며,20세기양자역학에이르러빛은파동이며동시에입자라고결론지었다(300쪽).
현대물리학이태동하고빛의정체에대한열띤토론과논쟁을거치는동안,미술계에서도빛에대한해석과빛을표현하는방식을두고다양한사조들이쏟아졌다.우연이었을까?미술에서빛을탐구하는작업은호이겐스가물리학에서빛에관한논쟁을점화한17세기네덜란드에서시작되었다.렘브란트(98쪽)와베르메르(127쪽)는그림에서조명에불과하던빛을그림안으로적극적으로끌어안았다.두화가가즐겨사용한빛표현은,캔버스에그들의정체성으로각인되었다.
광학의도움을받은인상주의화가들은물체의색은물체가반사하거나물체를투과한‘빛’이라는사실을알게됐다.인상주의화가들은캔버스를들고밖으로나가빛에의해시시각각달라지는자연을묘사하기시작했다.곧이어신인상주의,입체주의,야수파,초현실주의,옵아트등짧은시간다양한사조가등장하며미술계가요동쳤다.19세기말에서20세기초반미술계는,빛의정체를분석하고이를뒷받침할새로운이론이끊임없이등장해증명과반박을거듭하며이루어낸현대물리학의발전과그맥을같이한다(306쪽).

◎이성과감성의융합으로맺은꽃,캔버스에서피어나다!
“누군가는내그림에서시(詩)를보았다고하지만,나는오직과학만보았다.”
점묘법을개발한신인상주의화가쇠라가한말이다.쇠라는그림은선으로그려야한다는미술사의오랜고정관념을과감하게깬화가이자,직접수많은실험과시행착오를통해자신의이론을스스로증명하고자했던실험가였다.그는광학과물리학을집요하게탐구했다.<그랑드자트섬의일요일오후>단한점을완성하기위해2년간40여점의스케치와20여점의소묘를그렸다.캔버스를가득채운작은점들은물리학을바탕으로치밀히계산한결과들이다(159쪽).
잭슨폴록은커다란캔버스에물감을흘리고,끼얹고,튀기고,쏟아부으며온몸으로그림을그렸다.물감이퍼져나가는방향과속도는예측할수없다.우연의중첩효과에기반을둔폴록의페인팅기법은양자역학을이해하는핵심개념인‘불확정성의원리’와맞닿아있다.불확정성의원리는양자역학의세계에서입자의속도와위치를정확히아는것은불가능하며,초기조건을알더라도결코미래상태를정확히예측할수없다는것이다.무질서한정도를뜻하는엔트로피는자연계에서항상증가하는방향으로나타난다.아무것도재현하지않은듯보이는폴록의무질서한그림이자연을가장잘재현하고있다(254쪽).
고흐는생전에단한점의그림밖에팔지못했다.숨쉬듯그림을그렸으나,작품을팔지못한화가는궁핍할수밖에없었다.종이살돈도부족해그림뒷면에그림을그렸고,모델살돈이없어자신을모델삼아거울을보고자화상을그렸다.고흐의연인세가토리는모델이되어가난한고흐앞에섰다.그렇게탄생한그림이<카페에서,르탱부랭의아고스티나세가토리>다.광학기술이발전해엑스선,적외선,테라헤르츠파등다양한파장대의빛이미술품분석에활용되고있다.반고흐미술관이이그림을엑스선으로촬영했더니,놀랍게도밑그림에서다른여인의얼굴이나타났다!가난한고흐는캔버스를재사용했다.빛은화가의가난때문에영원히세상에나오지못할뻔했던그림을보여줬다(360쪽).
빛의본질을탐구하던물리학에서출발한‘파동’이화가에이르러사람들의마음을요동치게만드는예술이되었다.이책은물리학과미술의상호작용으로잉태된작품을통해현대물리학을쉽게풀어낸다.물리학자의시선에서그림을감상한다면새로운감동을느낄수있을것이다.

?4세기경제작된로마시대컵안에퀀텀닷TV의핵심기술이들어있다?(65쪽)
?달리가<비키니섬의세스핑크스>에아인슈타인의얼굴을숨겨놓은까닭은?(272쪽)
?고흐가연인을모델로그린<카페에서,르탱부랭의아고스티나세가토리>에엑스선을비추자떠오른다른여인의정체는?(358쪽)
?캔버스에물감을흘리고,끼얹고,튀기고,쏟아부으며그린잭슨폴록의<가을리듬(No.33)>은자연을가장정확히묘사한풍경화다?(254쪽)
?피카소의<아비뇽의여인들>에‘양자체셔고양이’의핵심개념이담겨있다?(289쪽)
?위조화가가경찰의삼엄한감시를받으며3개월간집에갇혀그림을그린까닭은?(345쪽)
?마그리트의<데칼코마니>는메타물질을예견한그림이다?(279쪽)