유상균
연구실뿐아니라생명을일구는들녘에서,그리고달리는고속버스안에서시간을많이보내는물리학자다.20세기까지는몇몇동료들과함께이론물리학의기초적인문제들을탐구하는것을최대가치로여기며대부분의시간을연구실과강의실에서보냈다.그러나대전환기인21세기에자본주의의중심부인미국에서세상의갖가지문제들을목격하면서자본주의를극복하고자연과인간이서로공생하는건강한세계를만드는데미력이나마바치기로결심했다.지금은자연에더다가갈수있는농촌에살면서물리학을디딤돌삼아삶과학문이조화를이루며자유로운개인들이공감하고협력하는대안대학공간을만드는일에전념하고있다.어렵고딱딱한물리학이사실은매우재미있는학문일뿐아니라우리의삶과밀접한관계가있으며,대안사회를만드는데매우중요한학문임을대안대학학생들과시민들에게소개하고,스스로도차가운머리뿐아니라뜨거운가슴으로세계를이해하고또변화시키는데작은힘을보태고있다.
고려대학교물리학과를졸업하고동대학원에서통계물리학으로박사학위를받은후서남대학교교수가되었지만,사직한후미국일리노이대학교(어바나-샴페인)앤소니레겟AnthonyLeggett(2003년노벨물리학상수상)그룹에서3년간방문연구원으로활동했다.귀국한후에는우리나라최초의대안대학인함양의녹색대학교에합류했다.학생들을가르치면서농사를짓고,물리학뿐아니라동양고전,철학,생태에대해공부하고있으며,전북대학교에서강의를한다.그리고2015년서울에서개교한지식순환협동조합(지순협)대안대학에참여하고있다.
녹색대학교에서는기초교양과정을담당하면서‘물질과생명’,‘천지인’,‘대안문명의탐색’등을강의했고,지순협대안대학에서는‘물질과우주’,‘엔트로피와생명’,‘지구적위기와적녹보라패러다임’등의강의를진행하고있으며,‘생명,혼돈의가장자리에서’등일반인들을대상으로여러차례대중강의를진행했다.
추천의글
◆물리학을이해하는데도움줄단단한디딤돌|장회익(서울대학교물리학과명예교수)
◆깊은생각,삶의성찰로이끄는과학책|최무영(서울대학교물리천문학부교수,《최무영교수의물리학강의》지은이)
◆문과,이과를넘어시민의교양으로|강내희(지식순환협동조합대안대학학장)
◆인문학과정통물리학의재미있는만남|박인규(서울시립대학교물리학과교수)
저자의글
여는글-과학,새로운세상을꿈꾸는시민의반려학문
왜시민인가?˙/세상을보는눈이바뀌는배움/모든곳에통하는보편성˙/상식을뒤집으며앞으로나아가는물리학˙/자연을통합해온물리학˙/대립을넘어서는물리학/밀고당기면서함께나아가는과학˙/모든기술이꼭필요한걸까?
1장드디어과학이시작되다-그리스자연철학
탈레스,과학의시작˙/변화에대해생각하는헤라클레이토스와파르메니데스˙/피타고라스는말한다,세상은모두수!˙/뭔가익숙한숫자7/그리스시대의원자론,현대과학을여는열쇠가되다/수학에서세계의본질을찾아헤맨플라톤˙/모든것에는목적이있다는아리스토텔레스의생각/물리법칙을아름답게표현한아르키메데스의시도
2장위대한거인의어깨위에우뚝선뉴턴-고전물리학의시작
지구가움직인다,코페르니쿠스˙/별과행성에관한세가지법칙,케플러/좌표계란엄청난도구,데카르트˙/최초의근대과학자,갈릴레이/뉴턴있으라1미래는결정되어있다!/뉴턴있으라2하늘과땅은똑같은세상˙/또하나의클래식,고전역학˙/뉴턴의운동법칙세번째/뉴턴법칙의확장,운동량과에너지˙/드라마틱한성공과골치아픈실패˙/남은문제들˙/커져가는뉴턴역학에대한반발˙
3장전기와자기,빛의정체를밝히다-전자기학의탄생
빛은입자인가?파동인가?˙/이중틈새에의한간섭실험이증명한‘빛은파동이다!’˙/전기력과자기력˙/패러데이가발명한전기장과자기장/전기는자기를만들고,자기는전기를만들고…˙/맥스웰,전자기학을완성하다˙/빛의정체를밝히다˙/인간은볼수없는빛/새로운물리학의징조˙/우리의19세기를돌아보며
4장상대성이론이세상을뒤집어놓다-현대물리학의시작
이것은빨간장미야˙/갈릴레이의상대성원리˙/빛은어떻게전파되는걸까?˙/빛의속력은언제나같고,시간과공간모두상대적이다/갈릴레이와무엇이다른가?˙/3차원공간에서4차원시공간으로/세상에서가장유명한공식˙/일반상대성이론을만들어낸가장즐거운상상˙/시공간은평평하지않다˙/중력이란시공간의구부러짐˙/일식이보여준드라마틱한중력˙/쪼그라드는우주는용납할수없다!˙/우주는팽창한다˙/죽음의별블랙홀˙/고독한아인슈타인˙
5장이상한나라의양자역학-현대물리학의또한축
최초의양자물리학자플랑크˙/다시시작된,빛은입자인가?파동인가?/원자가실제로존재한다!˙/믿기힘든이상한생각˙/빛만파동?입자도파동!˙/불확정성원리와고전물리학의붕괴˙/양자역학을반석위에올린또하나의방정식˙/양자역학에확률을도입한보른˙/원자속어딘가에전자가분포할확률은?˙/수소말고다른원자들은?˙/새롭게등장한스핀/물리학을둘러싼보수파와진보파˙/알쏭달쏭한상보성원리˙/양자역학과특수상대성이론의만남/원자속으로들어가다˙/대통일을위한꿈˙/EPR역설,아인슈타인의반격˙/살아있기도하고죽어있기도한슈뢰딩거의고양이/양자역학을둘러싼오해˙
6장혼돈과복잡성까지끌어안은물리학-복잡계과학의또다른혁명
혼돈의조건나비효과/비선형과토끼의운명˙/부분속의전체/수많은개별입자로이루어진세계˙/열역학과통계역학˙/열역학의세가지법칙˙/엔트로피와질서˙/시간은왜미래로만흐르는가?˙/열린시스템에서저항하는존재들˙/질서도혼돈도아닌복잡계˙/임계점을지나스스로만들어내는질서˙/대표적복잡계,생명˙/새로운과학혁명˙
닫는글-시민의,시민에의한,시민을위한과학
과학혁명그이후˙/과학자의역할˙/자본주의와과학기술˙/시민과학자,우리모두삶의혁명으로˙
주석과참고문헌
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시민과물리학의낯선조합?
이책의제목인‘시민의물리학’에서‘시민’과‘물리학’의조합이낯설지도모르겠다.하지만꼭그렇지만도않다면?우선‘시민’이란단순히‘시(市)’에사는구성원을뜻하기도하지만,보통은한도시를넘어한국가,또는국가마저넘는범위의구성원으로서정치적인권리를갖고그권리를행사하는사람을말한다.동시에가지고있는권리를제대로,적극적으로행사해야하는의무도갖고있다.‘시민정신’이나‘시민혁명’의‘시민’이이런의미의시민일것이다.그리고이부분에서물리학으로대표되는과학(물리학이원래자연을탐구하는오래된학문이므로)과시민이만난다.
깨어있는시민은세상을바꾸는동력이되어왔다.가깝게는지난2016년촛불집회를통해서도알수있다.과학역시그렇다.과학의역사는세상을바꿔온혁명의역사다.과학은한단계씩발전할때마다새로운눈으로세상을다시보게해주었고,인류의역사를바꿨다.지동설은지구를우주의중심에서몰아냈고,진화론은인간의특별한지위를박탈했으며,만유인력법칙은분리되었던하늘과땅의세계를통합시켰고,상대성이론은절대시공간의가능성을끝내버렸으며,양자역학은우주가관찰자와무관하게이미결정되어있다는뉴턴의세계관을무너뜨렸다.그리고이제현대과학은기존의관점을또한번넘어서물질과생명과인간을연결짓는또다른변화의물줄기를만들고있다.
합리적태도,비판적입장,개방적자세,보편성이과학이가진미덕이다.이러한과학의특성이없었다면과학은지금까지발전해올수가없었고,우리는여전히몇천년전조상들과그다지다를바없는삶을살고있을것이다.시민도마찬가지다.앞으로도갈길이멀기는하지만,우리시민이비판적이고합리적인자세로세상을바라보고,포용력넘치는개방성과보편성을갖추지못했다면,과연지금같은기본권을누리고세상을바꾸겠다는꿈을꾸며살아갈수있었을까?
시민이라면알아야할‘과학’갖춰야할‘과학정신’
몇년전한국을떠들썩하게만든비극이있었다.바로가습기살균제로인해몇십명이나되는사람이목숨을잃은사건이다.가습기살균제를만든회사에서는제품에들어간물질의유해성을몰랐다고주장하지만,그것과별개로가장큰문제는그물질을조사한후안전성을보증해준과학자들이다.실제로파악하지못했을수도있지만과학기술에대한무지와무관심,전문가집단에대한맹신이너무나위험함을단적으로보여준사건이었다.현대사회가과학기술로만들어진사회이기때문에이와비슷한사례는부지기수였고,앞으로도없을거라는보장이없다.보통사람이라면설명해도이해하지못할것처럼어려운과학지식,그맹점을파고들어전혀과학적이지않은주장을하며사리사욕만챙기는일부전문가집단들.이들이우리시민의생명을노리고있다는게과격하기만한주장일까?
셀수없이쏟아지는신기술,신제품의위해성을알기위해모든과학지식을다이해하면좋겠지만,불가능한일이다.하지만우리는주어진정보를토대로,합리적으로생각하고의심해볼수는있다.그리고적극적으로문제제기를하는거다.시민이라면알아야할과학은과학지식그자체일수도있지만바로‘과학한다는것’의본질인‘과학정신’이라고할수있다.
2,500년동안의물리학혁명들,세계관의혁명들
상당히거창하게시작하기는했지만,《시민의물리학》은물리학과는별로인연이없는보통사람들에게물리학의기본지식을알기쉽게설명하는게핵심목표인정통물리학책이다.다만어려운이론과법칙,복잡한수식이아니라물리학으로대표되는과학의역사를통해설명한다.더불어지금까지의물리학을세워온인류의지성들이‘당대진리’에대한비판적생각과합리적의심이없었다면,상식에반하는기상천외한발상에개방적이지않았다면지금의물리학과과학은결코없었음을생생히보여준다.물리학은2,500년전그리스자연철학에서시작해몇번의‘혁명’을거쳐현재에이르렀다.과학이혁명을거치면서세상보는눈을바꿀때마다인류는세상보는눈을변화시켰다.과학발전의역사는곧혁명의역사라고할수있다.
잠깐!다른과학분야도많은데하필물리학이냐고?물리학은본래자연의본질을탐구하는학문이다.지금은물리학분야자체도많이세분화되어있지만,근대과학에이르기까지과학은곧물리학이었다.자연을살피는학문이기때문이다.
《시민의물리학》은그리스의철학자탈레스로부터시작한다.이렇게까지멀리까지거슬러올라가는이유는이때‘과학이시작’됐기때문이다.이전에는자연에대해인간을지배하는존재,의심을품을여지도없이그냥주어진것으로생각했다.하지만탈레스를위시해고대그리스의자연철학자들은‘생각’을하기시작했다.자연을주어진그대로보기를거부했다.합리성과비판성이라는과학정신의시작이자과학의시작이다.당대많은철학자들이지금우리가보기에는얼토당토않은주장을펼쳤지만중요한건‘의심’과‘질문’이기에이들은‘과학의문을열어젖힌’사람들이맞다!(1장)
하지만그리스가로마에의해멸망하면서아주오랫동안과학은정체를겪어야했다.그럼에도그사이그리스문헌들을끊임없이번역하고연구한아랍의과학자들과실용적인수학과측정을토대로자연현상을이해하려했던실증적장인들덕분에16세기에이르러갈릴레이,케플러,데카르트등의거인의어깨위우뚝선뉴턴이등장할수있었다.만유인력법칙과뉴턴의운동법칙세가지로이전까지의세상과완전히다른세상을열어젖힌뉴턴역학의등장이다.(2장)이어서로별개의현상이라고생각했던전기와자기현상,그리고빛까지통합시킨전자기학이등장하면서우리는또다시새로운자연을발견한다.전자기학의등장은고전물리학의완성과동시에현대물리학으로넘어가는디딤돌이되어주었다.(3장)
바로‘빛’에대한호기심이아인슈타인으로하여금특수상대성이론과일반상대성이론을세우게해주었고(4장),플랑크와보어를비롯해많은젊은학자들이원자같은아주작은입자의세계에관해고민하게해주었기때문이다(5장).
그리고이제인류는또다른과학혁명을마주하려고한다.바로복잡계과학의등장이다.고전역학이든상대성이론이든양자역학이든잘선택된대상두개에대해서만완벽하게운동을기술할수있다.하지만주위를조금만둘러봐도알수있듯이이세상은두개의상호작용만으로이루어지지않았다.그런데인류는컴퓨터라는기술의발전으로두개가넘는세상에대해서도기술할있게되었다.그것이열역학과카오스이론으로대표되는복잡계과학이다.복잡계과학의혁명성중에서특히중요한것은우리의평범한일상을과학으로기술할수있는길이열렸다는점이다.도시와인구와의관계,지진이일어나는횟수와규모와의관계,지구역사에서있었던대량멸종의강도와빈도,인간이일으킨전쟁의규모와빈도의관계등그경향성을파악할수있게되면서이전에는과학의영역이아닌곳마저도과학의영역에포함되고있다(6장).
《시민의물리학》은이렇듯고대그리스에서뉴턴의고전역학을거쳐상대성이론과양자역학,최근의복잡계과학까지물리학으로대표되는과학의혁명적발전을따라가면서물리학에대해기본적으로이해할수있도록하고,물리학역사의‘혁명’적관점을짚어가면서시민인우리가과학정신을갖춰야하는이유와그럴수있도록실마리를제시한다.
농사짓는물리학자의성실한시도
《시민의물리학》의저자인유상균은경남함양에서농사를짓는농사꾼이자일주일의적지않은시간을강의를위해서울로,전주로향하는고속버스안에서시간을보내는물리학자다.처음에는평범하게강의실과연구실에서시간을보내던물리학자는자본주의의폐해를목격하면서자연속으로,사람들속으로들어가야겠다고결심한다.환경과생태에대한지대한관심으로농사를짓고,물리학을넘어여러영역의사람들과함께부단히가르치고배움으로써자본주의를극복하고인간과자연이더불어건강하게사는좋은세상을만드는것이목표다.
대학졸업후일찍자리잡아교수가되었지만,교수자리에안주하기를거부하고미국유학후에는대안대학인경남함양의녹색대학교,그리고지금은서울의지식순환협동조합대안대학에서과학을가르치면서새로운세상을만들꿈으로가득차있다.대부분이과학에공포감을갖고있는학생들이저자의강의를들으면서과학의매력에푹빠져들어‘창작의영감’을얻기도한다.이책을읽는독자들도저자유상균의쉽지만예리하고,푸근하지만묵직한설명을읽으면과학과물리학의매력에푹빠질것이다.
