세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 브라운 운동

세상에서 가장 쉬운 과학 수업 : 브라운 운동

$22.00
Description
새로운 시각으로 세상을 바라보는 과학자 아인슈타인이
상대성이론 외에도 어떤 위대한 업적을 과학사에 남겼는지 보여준다
〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈 여섯 번째. 이 책은 아인슈타인의 통계역학과 브라운 운동에 관한 오리지널 논문의 해설과 그 역사적 배경을 다루었다. 일반 독자들이 소화할 수 없을 정도로 난해한 부분은 강의에서 배제하면서 고등학교 수준의 수학만으로 두 논문을 이해하게 도움을 주고자 했다.
보통 아인슈타인을 얘기하면 상대성이론을 주로 떠올리지만 그의 박식함은 다양한 물리학에서 나타났다. 이 책은 아인슈타인이 상대성원리 외에도 어떤 위대한 업적을 과학사에 남겼는지를 보여준다.
아인슈타인의 브라운 운동을 이해하기 위해 두 가지 주제에 관한 역사를 먼저 소개했다. 첫 번째는 도박에서 시작된 확률 이론이다. 두 번째는 브라운 운동이 유체 속에서 벌어지는 운동이므로 유체역학의 역사를 살펴보았다.
또한 브라운 운동 연구를 위해 통계역학을 창시한 아인슈타인의 이론과 더불어 같은 시기 독립적으로 통계역학을 완성한 기브스의 이론도 다루었다. 논문 해설 뒤에는 아인슈타인에 이어 브라운 운동을 연구한 학자들과 업적을 소개했으며 말미에는 브라운 운동을 이용해 아보가드로수를 결정하고 노벨 물리학상을 수상한 페랭의 이야기도 곁들였다.
아인슈타인은 브라운 운동 논문으로 박사 학위를 받을 정도로 이 연구를 소중하게 여겼다. 브라운 운동은 최근에도 유체나 유리질 물질을 연구하는 과학자들에게 중요한 연굿거리이다. 브라운 운동을 처음 공부하는 과학도들에게 아인슈타인의 오리지널 논문은 큰 도움을 줄 것이다.

북 트레일러

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저자

정완상

저자: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.

목차


추천사
천재과학자들의오리지널논문을이해하게되길바라며
브라운운동의이론을확립한아인슈타인_파리시박사깜짝인터뷰

첫번째만남│확률의역사
확률개념의탄생_도박게임에서승률을높이려면?
이항계수와파스칼의삼각형_경우의수헤아리기
베르누이의이항분포_성공또는실패
연속확률분포_확률변수가연속적으로변하는경우
드무아브르와가우스의정규분포_특별한연속확률분포

두번째만남│유체역학의역사
아르키메데스의원리_부력의발견
파스칼의원리_한곳에서모든곳으로
다빈치의도전_사람도새처럼하늘을날수는없을까
베르누이원리_비행기가위로뜨는이유
오일러와유체의연속방정식_편미분의이해
작은입자의운동에대한기록_최초의과학시
브라운운동의발견_미세입자의불규칙적인움직임
그레이엄의법칙_기체의확산속도와분자량의관계
스토크스의법칙_공모양의입자가유체속에서받는저항력
피크의확산방정식_농도차이에의해일어나는확산
맥스웰의기체분자운동론_이상기체의운동
판트호프의삼투압이론_초대노벨화학상수상자

세번째만남│아인슈타인의통계역학
라그랑주곱수_방법은달라도답은같아!
헬름홀츠에너지_열역학의기본법칙
스털링공식_n!의근삿값구하기
분배함수_볼츠만의논문에서
역학을이용해통계역학을다룬아인슈타인_고전역학으로열현상을설명하다
기브스의통계역학_기브스엔트로피

네번째만남│브라운운동논문속으로
아인슈타인이전의연구들_열현상VS분자들의충돌현상
논문속으로Ⅰ_삼투현상과비슷하다
논문속으로Ⅱ_확산현상을이용한설명
논문속으로Ⅲ_확산방정식과의연관성

다섯번째만남│브라운운동을연구한과학자들
스몰루호프스키의랜덤워크_술취한사람의맘대로걷기
랜덤워크에서확산운동으로_결국같은결과
랑주뱅과마리퀴리_두물리학자의스캔들
미분방정식_미분이들어있는방정식
랑주뱅방정식_뉴턴의운동방정식으로설명하다
페랭의아보가드로수결정_엄청나게큰수를헤아리다

만남에덧붙여
KineticTheoryofThermalEquilibriumandoftheSecondLawofThermodynamics_아인슈타인통계논문영문본
InvestigationsontheTheoryoftheBrownianMovement_아인슈타인브라운운동논문영문본
OntheTheoryofBrownianMotion_랑주뱅논문영문본
위대한논문과의만남을마무리하며
이책을위해참고한논문들
수식에사용하는그리스문자
노벨물리학상수상자들을소개합니다

출판사 서평

★전국과학교사모임추천★일대일친절한과학수업
★이공계진학예정자필독서★노벨상수상논문영문본수록

2028대입개편안에는어떻게대비해야할까?
새시대를이끌어갈융합적사고력&문제해결력향상방법이여기에

2028대입개편확정안이발표되었다.이는2025년부터고교학점제로공부하는학생들에게적용되는수능및내신평가방식개선안이다.
이번개편안에서특별히눈에띄는단어가바로‘융합’이다.수능과학탐구영역의출제과목인‘통합과학’을예로들겠다.이과목에서는물리,화학,생물,지구과학등의분야가명확히구분되지않는다.물화생지의개념을융합하여지구사적관점에서내용을전개한다.
실제로과학사를살펴보면학자들의연구영역이명확히구분되지않고다양한측면에서연구하고과학을발전시켜왔다.우리가잘아는마리퀴리역시노벨물리학상과노벨화학상을둘다수상하지않았던가.
여기에덧붙여이책<세상에서가장쉬운과학수업브라운운동>을소개한다.1827년식물학자로버트브라운이꽃가루를관찰하면서브라운운동을발견한이래많은생물학자들이연구에뛰어들었다.그러나죽은나무의꽃가루와미세한유리조각도브라운운동을하는것이알려지자이문제는생물학자들만의주제가아닌물리학자들의연구대상이되었다.결국아인슈타인이이에대한완벽한이론을1905년에물리학으로완성한다.
학교교육과정은융합적사고를키우는방향으로나아가고있다.사회-과학,음악-수학등여러과목을연계하여수업을하기도한다.미래를이끌어갈인재는이러한융합적사고가가능한사람들이다.한쪽에치우치지않고기존의시각에서벗어나다양한방면에서사고하고새로운방식으로문제를해결하는능력이필요한시대다.이책이새시대를이끌어갈인재들에게바람직한방향을알려주는안내자의역할을하길기대한다.

논리적사고력을키우는기본중의기본,독서와대화
일대일대화를통해더넓고더깊게사고하기

새로운대입제도개편안이발표되면학부모들은학원설명회로몰려간다.변화하는입시정책에이리저리휘둘리고그틈을노려사교육업체는다시공포마케팅을펼친다.
그럼이렇게바뀐2028입시제도에는어떻게대응해야할까?
대학입학처장들이공통적으로내세우는가장중요한방안은바로‘논리력과사고력증진’이다.뜬구름잡는것처럼들릴수도있으나이번대입제도개편안의핵심또한이논리적사고력의측정이다.이러한능력은절대사교육으로키울수없다.단순지식암기위주의문제풀이기술을배우는것만으로바뀐수능과내신정책에대비할수없다는것이다.
논리적사고력을키우는가장쉬운방법이바로‘독서’다.그리고이를바탕으로한‘주제가있는대화’이다.한주제를깊이끌고가는대화를통해지적호기심이커지고지적역량도자란다.
이러한대화를부모나친구와함께할수있다면금상첨화겠지만현실적으로쉽지않다.이책≪세상에서가장쉬운과학수업브라운운동≫이그고민을말끔히씻어줄것이다.
책의내용은정교수와물리군의대화로전개된다.아인슈타인의브라운운동논문이해를돕기위해과학사적배경을소개하고논문을재미있게해설하는정교수.그리고여러가지질문을통해생각의범위를넓혀가는물리군의일대일대화를엿보면서독자또한이주제를가지고함께깊이있게대화하는간접경험을할수있다.
단편적인지식습득에서그치지않고더넓고깊게사고하는능력을키우는데이책이좋은길잡이가될것이다.

천재과학자아인슈타인의뛰어난연구
여전히과학계에큰영향을미치는현재진행형브라운운동

아인슈타인이라고하면가장먼저떠올리는것은이시리즈의첫번째책의주제‘특수상대성이론’그리고E=mc²공식이다.그러나‘천재’라는명성에걸맞게아인슈타인의업적은우리에게잘알려지지않은것들도많이있다.그중하나가바로이책에서소개하는‘브라운운동’이다.
이책을추천하신물리선생님의말씀대로전공자조차대학에서개념정도만들어봤을정도로생소하다.그런데이이론이현재각광받는빅데이터와네트워크과학의핵심인랜덤워크연구의기반이되었다는사실.
이책은식물학자브라운으로부터시작된작은발견이아인슈타인에의해물리학으로완벽하게묘사되기까지과정을상세히다룬다.이론의바탕이되는확률과유체역학의역사부터통계역학이론도다룸으로브라운운동논문이해를돕는다.더불어아인슈타인이이론을확립한후브라운운동을계속해서연구해나간많은학자들의연구도소개한다.
아인슈타인의브라운운동은백여년전에완성되어생명을다한이론이아니라현재진행형이다.지금도많은과학자가이이론을바탕으로새로운연구결과를선보이고있다.
과학도를꿈꾸는학생들,미래과학계를선도할이들에게이책은든든한디딤돌이되리라믿는다.