이기진 교수의 만만한 물리학

이기진

서강대물리학과를졸업하고일본,프랑스,아르메니아공화국에서유학했다.현재는서강대물리학과교수로각종실험기구와골동품,그림과장난감으로가득한연구실에서불철주야마이크로파연구에매진하며틈틈이재미난일을꾸미고있다.그림그리는것을좋아하는낭만파물리학자로,세계여러나라에서유학생활을하는동안두딸을위해그린동화를책으로출간하고이를연극무대에올리기도했다.
2015년에는동양인최초로아르메니아과학아카데미정식회원으로위촉되었고,2015세계과학정상회의홍보대사로딸채린(가수씨엘)과함께선정되었다.지금까지100편이상의논문을발표했으며,2021년1월28일마이크로파를이용해피를뽑지않고도혈당을재는기술을개발해《네이처Nature》의자매지《사이언티픽리포트ScientificReport》에발표하고특허출원을진행중이다.
주요저서로는『박치기깍까』,『제대로노는물리법칙』,『나는자꾸만딴짓하고싶다』,『하루하루의물리학』,『뚜띠의모험』등이있다.2019년부터동아일보에과학칼럼《만만한과학》을연재했다.그내용을엮어서『이기진교수의만만한물리학』으로출간했다.

작가의말

1.과학은오늘도열일중
양자역학의시대는지금부터다
청춘을닮은양자의세계
반도체는한계극복의역사
숨을곳은없다,GPS가있는한
응답하라,외계인!오버!
체크인!우주호텔
잡음과신호사이에서가능성찾기
5G시대와아날로그출석부
설렌다,대한민국방사광가속기

2.물리학자가바라보는세상
어느물리학자의하루
예측불가능의세계,그래서매력적이다
아시나요?우주는11차원
연필과종이,커피의시간
쓸모없는과학은없다
‘양치기기상청’을위한해명
잠못이루는물리학자
“교수님,더위먹으면어쩌시려고요?”
내가공부하는이유
슬기로운신문구독생활
시간이느리게가는중국집
고양이를부탁해

3.코로나시대의과학
나노세계와의공존
금기를깬과학자들
더투명하고선명한세상으로
100년전의몽상
우주의관성으로코로나19를본다면
열린마음이이끄는새로운우주
지구에도백신접종이필요하다

4.젊은과학도들을위하여
이중적특성의물리와인생
빵점맞은학생에게
‘다른생각’이과학의시작
삼겹살도찰칵,칠판도찰칵
아인슈타인과일자리
아인슈타인에게친구가없었다면
우주를가슴에품은‘아폴로키드’의꿈
젊은레봉의슬픔과중성자

5.우주와삶의비밀
물리학자의비밀의정원
보이지않지만존재하는것들
오래된논문을읽는이유
새로운것을위해쓸데없는일을하라
끈기있게‘사과나무’를심자
달이차오른다,가자!
세상한구석의성실한모험가들
물리학의쓸모를물어본다면

양자역학에서11차원우주론까지
쥘베른의과학소설에서일론머스크의스페이스X까지
우리시대의가장뜨거운과학이슈총집합
이책은청소년을위한과학입문서로,마이크로파물리학을연구하는저자가학생들을가르치고연구하는자신의이야기속에현대과학의주요한사건들과시시각각업데이트되는새로운발견을엮어들려준다.양자역학에서시동을걸고출발하는이책은나노단위의집적회로를갖춘반도체,가도에오른인공지능과사물인터넷을거쳐머지않아실현될우주호텔,탐사선들의근황,블랙홀과웜홀에대한새로운발견,우주의차원구조에관한초끈이론과M-이론등과학계의분주한움직임을실어나른다.그속에는우리나라충주에세워질방사광가속기나무궁화위성6호에대한기대도엿보이고,기초과학에대한지원을호소하는목소리도간절하다.
독자들은가볍게책장을넘기며현대과학이라는드넓은분야에서어떤연구들이이루어져왔는지훑어볼수있다.자세한이론설명보다는그발견이지닌의미와과학사적맥락을비춰본다.예를들어우리가매운맛을느끼고땀을흘리는이유는세포의이온채널단백질에전기신호가전달되기때문이다.노벨생리의학상수상자인데이비드줄리어스교수는매운고추와덜매운고추를가지고실험하며이사실을증명해냈다.이결과는9,000회가넘게다른학자의논문에인용되며후속연구가이루어졌다.
1860년대에쥘베른은《지구에서달까지》를발표했다.이소설이품은상상은그로부터약100년후아폴로11호와국제우주정거장을거쳐,현재중국의화성탐사선톈원1이나스페이스X의크루드래곤에이르렀다.현재이루어지는우주탐사는수많은이들이상상하고탐구하며성공과실패를겪은경험의누적이다.최근댄윌킨스가X선관측으로블랙홀의경계를밝혀내기까지도무수한과학자의업적이있었다.저자는과학과기술진보의다양한사례들을망라하며그것들을우리삶과생활에연결지어풀어낸다.짧고간결한챕터들을자유롭게읽어나가다보면독자들은넘실거리는과학의물결에올라탄듯설렘과뿌듯함을함께느낄것이다.

관성과금기를깬RNA바이러스
코로나이후의세상은보다정교하고투명해질것이다
코로나바이러스로몸살을앓고있는현시대의가장큰화두는코로나이후의미래사회이다.저자는현재의코로나시국을우리사회의관성이깨진상황이라고말하며,하워드테민박사와데이비드볼티모어박사가‘금기를깬’사례에비유한다.
1970년대생물학에서는DNA에서RNA가생성되며그역과정은없다는게굳건한중심원리(센트럴도그마)였다.그러나테민과볼티모어박사는RNA바이러스의경우RNA에서DNA가생성된다며중심원리를거스르는주장을발표했다.발표당시엔아무도그들을지지하지않았지만두과학자는결국합성단백질의존재를입증해노벨생리학상을수상했고,이는바이러스연구와암연구에새로운창을열었다.
코로나바이러스는RNA바이러스의일종이다.이점을보면RNA바이러스가과학분야의금기도,우리가사는세계의관성도모두깨버린셈이다.과학은늘모두가당연하게생각하는중심원리에반기를든과학자들에의해발전을거듭해왔다.양자역학에서닐스보어가자신의스승인슈뢰딩거랄지당시절대적인존재였던아인슈타인과상보성에관해논쟁을벌인것도그러한사례이다.
코로나바이러스로급변화를겪는상황에서우린그간세상이여전히관성적으로흘러오고있었음을깨닫는다.사회적거리두기로인해개별화된사람들의좌표가3차원인터넷공간에기록되고,교수는학생들의출결과수업상황을온라인상에서실시간으로파악할수있다.이러한변화속에서저자는코로나이후의사회가보다정교하고투명해질거라고예측한다.이를위해젊은이들도주어진삶과눈앞의과제들을‘다른생각’으로바라보며,기존의가설과이론에대한발전적대안을함께찾아나가자고이야기한다.

“전파,이건아무데도쓸모가없을것같다!”라고말한헤르츠
발견한지190년이지나서야태양전지에쓰이게된광물페로브스카이트
무한한가능성을가진젊음을응원하며
이책은다양한과학주제를녹여서풀어낸세상살이에관한이야기로가득차있다.책을읽다보면문단과문단,단어와단어틈새로젊은이들에대한저자의각별한애정을느낄수있다.대학에서학생을가르치는저자는젊은이들과가까운거리에서그들의삶과현실을지켜본다.때론학생들과삼겹살을먹으며사진을찍고,때론백지로제출된시험지를보며자신의강의가부족했음을반성한다.자신의젊은시절보다더많은일을해내는에너지에감탄하는가하면,취업난때문에졸업후에도아르바이트자리로내몰리는청년들의가혹한현실을안타까워한다.저자가지하철안에서마주하는각자핸드폰만보는사람들의풍경속에는젊은이들의지친자화상도포함되어있을것이다.
저자는책전반에서기초과학에대한투자를강조한다.또한같은맥락에서젊은과학자들을지원해주길호소한다.기초과학의발견들은아무가치가없어보여도그자체로무한한가능성을가진다.헤르츠는전파를발견할당시이렇게말했다.“전파,이건아무데도쓸모가없을것같다!”여기서저자는묻는다.그가오늘날전파가이처럼광범위하게이용될줄알았을까?1839년러시아의광물학자레프페로브스키는페로브스카이트라는광물을발견했다.그광물은190여년이지난1970년대에이르러서야태양전지의소재로쓰이게되었다.저자는여기서도묻는다.페로브스키는페로브스카이트태양전지의존재를꿈이나꿀수있었을까?
어디에쓰일지예측할수없는발견들은마치젊음이지닌예측불가의에너지와도같다.빠르게움직이는전자의위치를확정할수없는것처럼젊은이의미래는늘변화의가능성위에놓여있다.기초과학은산정상에오르기위한베이스캠프와도같다.‘언제필요할지모르지만어렵고필요한’일을꾸준히하는이들이세상에반드시필요하며,미래과학의토대인젊은과학자들에대한지원을요청하는목소리가책전반에깔려있다.

슬기로운물리학자생활
이책은물리학과교수인저자의일상을통해과학자들의생활을엿보는재미도있다.그는새벽공기를마시며한적한교정에출근해커피와참치김밥으로하루를시작한다.동료교수인생명과학과이교수의실험개구리탈출소식을듣는가하면,국가사업에참여하는동료교수와점심을먹으며불만을들어주고,세상에서제일쉬운게공부라는옆방이론물리학교수에게블랙홀에관한새로운이론을듣기도한다.
시험기간이면문제출제와채점을하느라스트레스를받고,육상경기하듯논문을준비하고,연구비걱정에푸념하며,프로젝트에참여하던대학원생이그만두어실의에빠지기도한다.코로나시국으로인해학생없는학교를지키며온라인으로강의하게된건가장큰변화일것이다.연필과노트를즐겨쓰던저자가전자식노트패드로완전히바꾼것도그러한변화의일부이다.책을읽다보면코로나바이러스가일으킨새로운관성에슬기롭게적응해나가는저자의모습이그려진다.
집에서는딸들의고양이를임시로보살피고,주말에는단골중국집에서간짜장에맥주한잔으로여유를즐긴다.화상회의로친구들과술한잔을하는가하면,별일없을거라고자신했다가백신을맞고이틀간꼼짝없이집에서앓아눕기도한다.유머러스한그림만큼이나유쾌한일상사를읽다보면그가연구하는마이크로파가무엇인지궁금해진다.그는사람들이종종마이크로파와혈당에관해물어봐서난감하다고심정을토로하면서도,마지막이라며친절하게설명하는츤데레의면모를보여준다.
시간을되돌릴수있다해도20대젊은시절로돌아가고싶지않다는저자의말에서독자들은과학자로,교수로,동료와선후배로,두딸의아버지로현재의삶을충실하게살아가는그의모습을엿볼수있다.과학교양을쌓기위해이책을펼쳐든독자들은현대과학의흐름전반을훑는것은물론,이시대를살아가는멋진물리학자를한명발견하게될것이다.