세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 양자혁명, 플랑크의 양자 입자에서 아인슈타인의 광전효과까지

정완상

과학에대한호기심으로서울대학교무기재료공학과에다녔고,물리를향한마음이더욱커져한국과학기술원(KAIST)에서이론물리학을전공하며석박사학위를받았다.30세에경상국립대학교물리학과교수가되어학생들에게물리사랑을전파하고있다.초심을잃지않기위해꾸준히연구하며현재까지국제학술지(SCI저널)에300여편의논문을게재했다.직접만나는학생뿐만아니라더많은학생들에게과학과수학의즐거움을알려주고자책을통해독자를만나고있다.〈과학자가들려주는과학이야기시리즈〉중《아인슈타인이들려주는상대성이론이야기》를비롯한31권과〈과학공화국법정시리즈〉50권을집필했다.최근에는중학교에서도통하는초등수학을카툰으로그린〈개념잡는수학툰시리즈〉를출간했고,노벨상오리지널논문을쉽게풀어낸〈노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는과학시리즈〉를집필중이다.우리나라의노벨과학상수상자가쏟아져나오기를바라는마음에서네이버카페〈정완상교수의노벨상-오리지널논문공부하기〉를운영하기시작했다.

추천사_008
과학을처음공부할때이런책이있었다면얼마나좋았을까
물리학적사고성장사의경험을한번에정리한책
천재과학자들의오리지널논문을이해하게되길바라며
세상을뒤바꾼역학이론의탄생_펜지어스박사깜짝인터뷰

첫번째만남│양자론의아버지,플랑크
눈에보이지않은힘을탐구한헬몬트_공기가여러가지기체라고?
의심많은화학자보일_기체의압력과부피의관계를밝히다
샤를의법칙_처음으로기구를타고하늘을날다
공기의성분을발견한과학자들_눈에보이지않는기체의발견
돌턴의원자이야기_기체분자설
분자설의주인공아보가드로_모든기체의분자의수는?

두번째만남│열역학의영웅들
기체운동론의선구자줄_신혼여행에서도이어진실험
열역학제1법칙의탄생_무더운날냉커피가점점뜨거워지는이유는?
엔트로피와열역학제2법칙_열은뜨거운곳에서차가운곳으로이동한다
열역학제1법칙과제2법칙의연결_편미분의이용
조합의수_경우의수를헤아리는4가지방법
통계역학의개척자볼츠만_엔트로피를확률과통계에서찾다
볼츠만인자의탄생_에너지가무한대로가면0이된다

세번째만남│흑체복사의영웅들
일곱개의빛_우리눈에보이는빛의원리
프라운호퍼,분광학의문을열다_스펙트럼흡수선의발견
키르히호프의법칙_빛의흡수와방출의비는일정하다
슈테판,열복사의신비를풀다_지구가뜨거워지는이유
전쟁으로탄생한빈의공식_물체의색은어떻게결정될까?
빈,보라공식을찾다_파장이짧은빛
레일리-진즈의빨강공식_실험적그래프를수식으로풀다
플랑크의양자혁명_완벽한이론으로불완전함을이기다

네번째만남│플랑크의논문속으로
팩토리얼과적분의연결_부분적분의활용
스털링근사식_매우큰N으로공식을세우다
오일러가푼제타함수와소수관계_무한급수의합에도전하다
플랑크의기묘한가설_새로운알갱이의탄생
양자시대의서막_플랑크상수를파헤치다

다섯번째만남│광자의존재를알아낸과학자들
아인슈타인,플랑크논문을완성하다_광전효과를설명하다
콤프턴효과_양자의존재를밝힌강력한한방

만남에덧붙여
OnanImprovementofWien’sEquationfortheSpectrum_플랭크1논문영문본
OntheTheoryoftheEnergyDistributionLawoftheNormalSpectrum_플랭크2논문영문본
OntheLawoftheEnergyDistributionintheNormalSpectrum_플랭크3논문영문본
AQUANTUMTHEORYOFTHESCATTERINGOFX-RAYSBYLIGHTELEMENTS_콤프턴논문영문본
위대한논문과의만남을마무리하며
이책을위해참고한논문들
수식에사용하는그리스문자
노벨물리학상수상자들을소개합니다

★전국과학교사모임추천★시민과학시대필독서
★이공계진학예정자필독서★세계최초로노벨상수상자의오리지널논문을다루는책
★일대일친절한과학수업★오리지널논문영문본수록

과학을처음공부할때이런책이있었다면얼마나좋았을까?

이제는우주개발도민간이주도하는시대가되었다.실례로미국의기업스페이스X는세계최초의상용우주선발사,민간우주비행사의국제우주정거장도킹등혁신적인업적을달성했다.이러한시대적흐름에발맞추어우리나라도최근누리호제작발사운용기술의선진화로우주산업육성에적극적으로뛰어들고있다.

왜인류는우주에가고싶어하고,정복하고싶어하는걸까?알고싶어하는호기심,개척하고자하는탐험가정신일것이다.문명의발달은과학과수학의발달로이루어졌다고해도과언이아니다.이책은어려운과학이아닌우리가일상생활에서접할수있는현상이어떻게이론으로증명되었는지물리학발전에따라알기쉽게풀어놓았다.특히위대한과학자들의오리지널논문을직접눈으로보며일대일로배우는듯한생동감은과학을더욱친숙하고재미있게배울수있게해줄것이다.

천재과학자들의오리지널논문한번읽어볼래?

일대일수업을듣는듯한친밀한과학이야기
그동안일반인이나과학을배우는학생은물론그분야에서연구하는과학자들마저교과서나이론서적으로공부하는것이일반적이었다.그러나이론의탄생이있기까지과학자들이얼마나많은창의적인생각과실험속에서새로운것을발견하였는지안다면더이상과학이암기해야할학문으로끝나지는않을것이다.

노벨상수상자들의오리지널논문으로배우는『양자혁명』은천재과학자들이직접작성한논문으로과학이론의기초부터탄생까지과학을흥미진진하게배울수있도록돕는다.특히이책의양자론첫번째논문은흑체복사실험의해석부터양자라는입자의증명까지역사적흐름을한눈에꿸수있다.물론이논문을이해하기위해서는고등학교수학이생각난다면더할나위없이좋겠지만꼭그렇지않더라도부담없이접근할수있다.과감하게도전한플랑크처럼이책을잡은여러분의과학상식도더욱확장되길바란다.

과학의역사와배경지식을대화체로재미있게쌓는다

과학만큼우리실생활과밀접한게있을까?100년전에발견한양자는반도체,레이저등으로발전하여나노의세계를인간이이해하도록열었으며120년전아인슈타인이밝힌시간과공간의원리인상대성이론은우주가어떤모습으로만들어지고앞으로어떻게진화할것인지알게해주었다.또영화‘인터스텔라’와같은SF영화는우주의신비를더욱친근하게풀어내어대중의인기를한몸에받기도했다.이렇게알고보면과학은어려운학문이아니라인류의진화와발전에밀접한관계가있으면서재미있게배울수있다.그런데아직까지우리나라에서는과학이라고하면막연히어렵게만느끼는사람들이많은거같아안타까운마음이들때가있다.

이책은과학자들의연구핵심이담긴오리지널논문을바탕으로물리군과정교수가대화하며역사적인물리이론의역사적배경과탄생까지그뒷이야기를알기쉽게설명한다.이책의위대한과학이론탄생의역사적배경과에피소드를읽다보면어느새과학에대한관심과흥미가높아져있을것이다.

시리즈로만나보는과학의즐거움

외국인들과대화하다보면놀라게되는것중에하나는그들은과학을무척재미있게배웠다는사실이다.그래서인지국민의평균과학지식도상당히높은편이고실제로노벨과학상도많이배출되었다.그러나우리나라의상황을보면아직까지그문턱은꽤높아보이는것도현실인것같다.

이책의저자는우리나라에서노벨과학상수상자가배출되지않은것에안타까움을느끼며과학이야말로우리생활과밀접하게연결되어있기때문에누구나재미있게배울수있다고말한다.특히책에실린오리지널논문을이해하면서책의내용을따라온다면앞으로도래할양자시대와우주여행시대를멋지게맞이할수있을것이라고강조한다.이책은시리즈로기획되었다.한권한권완성해나가는과정을통해과학에관심을갖고그수준도높아질수있으리라생각한다.