신사와 그의 악마 (제임스 클러크 맥스웰의 삶과 현대 물리학의 시작)

신사와 그의 악마 (제임스 클러크 맥스웰의 삶과 현대 물리학의 시작)

$23.50
Description
아인슈타인과 파인먼의 영웅!
관습에 얽매이지 않은 자유로운 정신으로 물리학에 새로운 지평을 연
빅토리아 시대의 유쾌한 신사 맥스웰과 그의 악마에 관한 이야기
커피 맥스웰은 알아도 과학자 맥스웰을 아는 사람은 많지 않다. 하지만 21세기가 시작될 무렵 100명의 저명한 물리학자들에게 역사상 가장 중요한 업적을 남긴 물리학자가 누구인지 물었을 때, 아인슈타인과 뉴턴에 이은 확연한 3위가 바로 제임스 클러크 맥스웰이었다.
맥스웰은 전기와 자기의 작용을 서술하는 방정식을 만들었으며, 이를 통해 빛이 다름 아닌 전기와 자기로 이루어진 파동(전자기파)임을 밝혔다. 아인슈타인의 특수상대성이론에서부터 무선통신과 전자공학에 이르기까지, 현대 물리학과 현대 문명의 토대를 마련한 것이다. 이 밖에도 맥스웰은 우리가 색을 지각하는 방식을 알아냈고, 기체 분자의 움직임을 설명해 열역학과 통계물리 확립에 기여했다. 자동 제어 원리를 구현한 속도 조절기 연구는 사이버네틱스(인공두뇌학)를 창시한 노버트 위너에게로 이어진다.
그 과정에서 맥스웰은 물리학을 하는 방식 자체를 바꾸어 놓았다. 그는 기계적 모형에서 수학 모형으로 나아갔으며, 모형을 통해 실험으로 검증할 만한 예측을 내놓았다. 이것은 오늘날 이론물리학자들이 하는 일이다. 맥스웰은 현대적 의미에서 최초의 이론물리학자였다!
이 책은 뉴턴이나 아인슈타인에 비견할 만한 업적을 남겼음에도 일반인들에게 잘 알려지지 않은 과학자 제임스 클러크 맥스웰의 삶과 과학을 친근하고 흥미롭게 소개한다. 맥스웰이 남긴 시, 편지, 강연, 함께했던 이들의 증언 등 적극적으로 인용된 말과 글은 140년의 시간을 뛰어넘어 빅토리아 시대의 이 유쾌하고 유머 넘치는 신사 곁으로 우리를 데려간다. 맥스웰이 고안한 열역학 사고실험의 주인공 ‘악마’는 제2의 화자로서 과학적 배경을 설명하고 자신의 운명을 포함해서 여러 ‘뒷담화’를 전하는 조연의 역할을 톡톡히 해낸다.
저자

브라이언클레그

(BrianClegg)
영국랭커셔로치데일에서태어났다.케임브리지대학교에서실험물리학을전공했으며,현재는www.popularscience.co.uk의편집자로일하고있다.과학분야의베스트셀러작가이자대중연설가로서《옵서버》,《네이처》,《월스트리트저널》을비롯한여러잡지와신문에칼럼과리뷰를썼고,40권이넘는과학책을집필했다.그의책은독일어,스페인어,포르투갈어,중국어,일본어,폴란드어,노르웨이어,인도네시아어등여러언어로번역되었다.국내에는『그림으로보는모든순간의과학』,『산만한건설탕을먹어서그래』,『세상을보는방식을획기적으로바꾼10명의물리학자』,『한권으로이해하는양자물리의세계』등10여종의책이소개되었다.현재그는아내와쌍둥이아이들과함께윌트셔에살고있다.글을쓰지않을때는음악에시간을쏟고있으며,특히튜더왕조와엘리자베스시대교회음악연주에애정을품고있다.

목차

추천의글6
[악마의막간I]악마,소환되다15
1장.태도는조금투박할지몰라도19
에든버러와글렌레어ㆍ아카데미ㆍ젊은수학자ㆍ성직자와시골지주ㆍ
대학생활ㆍ특별한빛ㆍ케임브리지로가는길
[악마의막간II]전기가자기를만날때51
2장.가장독창적인젊은이75
트리니티에다가가다ㆍ사도가되다ㆍ고양이와운율ㆍ랭글러ㆍ
색각ㆍ진짜원색ㆍ특이한무능력ㆍ패러데이의장을수량화하다ㆍ
노동자들의권익을위해ㆍ새로운목적지
[악마의막간III]원자는실재하고열은움직인다115
3장.젊은교수125
분열된도시ㆍ그분강의는끔찍했어요ㆍ고리의제왕ㆍ애버딘에서의생활ㆍ
에푸르시무오베ㆍ통계가우리를구원하리라ㆍ새로운가족ㆍ
‘영국당나귀’를들이다ㆍ애버딘을떠나며
[악마의막간IV]악마,도전장을던지다167
4장.런던대모험179
킹스의과학ㆍ연구소에색을입히다ㆍ전자기가역학으로ㆍ맥스웰의
전자기공ㆍ소용돌이와유동바퀴ㆍ비유의힘
[악마의막간V]악마,스타가되다205
5장.빛을바라보며213
유연한셀의힘ㆍ에테르안의파동ㆍ빛을바라보며ㆍ한사람이짊어지기엔
너무무거워ㆍ런던대박람회
6장.수에의한과학231
점성엔진ㆍ입체경과관ㆍ저항의표준ㆍ전기저항의속도ㆍ시각적지원
없는전자기의홀로서기ㆍ수학적종탑안에서ㆍ새로운물리학ㆍ
아름다운방정식ㆍ모든것에서벗어나
[악마의막간Ⅵ]악마,좌절하다267
7장.영지에서273
글렌레어에서의삶ㆍ점성으로돌아가다ㆍ와인상인의배터리ㆍ조절기를
만나다ㆍ4차원을생각하다ㆍ학자의삶
8장.케임브리지가부른다293
캐번디시커넥션ㆍ좀다른교수ㆍ마지막집ㆍ새로운실험실과현대물리학ㆍ
느린출발ㆍ실험실의여성들
[악마의막간VII]악마의기억이도전을받다319
9장.마지막연구325
책그리고빛의힘ㆍ캐번디시의논문들ㆍ지나가는공상ㆍ갑작스러운종말
[악마의막간VIII]악마,또다른날의싸움을위해살아가다337
10장.맥스웰의유산343

옮긴이의글351
미주355
연표372
찾아보기374

출판사 서평

★19세기의프로메테우스,현대물리학의아버지로불리는제임스클러크맥스웰의국내유일단독평전
★케임브리지에서물리학을공부한과학분야베스트셀러작가브라이언클레그집필
★뉴턴의『프린키피아』를번역한과학전문번역가배지은번역

“맥스웰,그와더불어과학의한시대가끝나고또한시대가시작되었다”
_알베르트아인슈타인

“19세기의가장의미있는사건은맥스웰의전기역학법칙발견일것이다.이것과비교하면같은세기에일어난미국남북전쟁은단지지역적으로일어난하찮은사건에불과하다.”
_리처드파인먼

“맥스웰이없었다면아인슈타인은좌초했을것이고,수학모형에전적으로의존하는양자물리학은절대탄생하지못했을것이다.”_본문에서


“나는뉴턴의어깨가아니라,클러크맥스웰의어깨위에서있다.”
현대의우리도그렇다
1922년아인슈타인이영국케임브리지대학을방문했을때초청자가‘아인슈타인이위대한업적을이룬것은뉴턴이라는거인의어깨위에있었기때문’이라고말하자,아인슈타인은정정했다.“아닙니다.저는맥스웰이라는거인의어깨위에있습니다.”
아인슈타인이연구실에걸어두었던세명의과학자초상화중하나도맥스웰이었다(나머지둘은뉴턴과패러데이).리처드파인먼은맥스웰의전기역학법칙발견을19세기에일어난가장중요한사건으로꼽았다.19세기의프로메테우스,현대물리학의아버지로불리는맥스웰은이처럼아인슈타인과파인먼을비롯한물리학자들의영웅이었다.
하지만과학자가아닌일반인중에맥스웰을아는사람은많지않다.현재서점에서판매하는책중에한국어로된맥스웰단독평전이없다는사실도의아한일이다.우리가누리고있는현대문명대부분이맥스웰의업적에기대고있다는점을생각하면더욱이해하기어렵다.게다가맥스웰이뿌린씨앗은지금도인공지능과로보틱스라는이름으로무럭무럭자라고있다.현재와미래의과학과기술을알고싶다면맥스웰부터시작해야한다.

색삼각형에서방정식의모나리자맥스웰방정식까지,
종횡무진위대한성과를낳은맥스웰의과학적직관과통찰속으로
뉴턴의운동방정식F=ma가고전역학을대변한다면,4개의식으로정리된맥스웰방정식은전자기역학을대변한다.전기와자기의모든작용을나타내면서동시에빛의본질을담고있는맥스웰방정식은‘방정식의모나리자’로불릴만큼아름다운식으로손꼽힌다.이식은어떻게탄생했을까?
책에는이아름다운방정식이완성되기까지의과정이상세히담겨있다.맥스웰은뛰어난직관력으로패러데이의힘선개념의중요성을누구보다먼저알아차리고,전기와자기의상호작용을나타내는기계적모형을고안했다.기계모형을수학적으로서술하는방법을모색하면서벡터를공부하고말장난을하며연산자의이름을고민하는모습은비범하면서도유쾌한맥스웰의성품을잘보여준다.저자는,전자기의기초를제공한에든버러의교육과교육과정은전통에머물러있었지만수학을강조한케임브리지의교육,빅토리아시대의공학한스푼과칸트의철학,그리고이모든것을아우른맥스웰의과학적직관과통찰이맥스웰방정식을탄생시켰다고말하는것같다.
맥스웰은이밖에도색지각의원리와빛의삼원색을알아냈고,토성의고리와복사압을설명했으며,광학,열역학,통계역학의발전에크게기여했다.또한최초의캐번디시교수이자캐번디시연구소의첫소장으로서연구소건립을관리감독하고연구소의기틀을마련했는데,캐번디시연구소는전자발견,양성자발견,DNA구조규명등과학사의획을긋는연구로현재까지28명의노벨상수상자를배출했다.48년이라는짧은생애동안한사람이이룬것이라고는믿기힘든성과다.
맥스웰은19세기스코틀랜드에서영주의아들로태어났지만,목가적인환경의글렌레어영지에서성장하며농장아이들과자유롭게어울렸고평생소박한생활을유지했다.맥스웰의가족은빅토리아시대의엄격한사회분위기와는달리형식과격식에얽매이지않는유연한사고방식을지녔으며집안에는늘유머가넘쳤다.자연에대한호기심과관습에얽매이지않은자유로운사고는맥스웰의가장큰자산이었을테다.

“나는악마다!이제부터나의창조자를만나보기로하자”
흥미로운구성과유머가득한문장,삶과과학을잘엮어짠탄탄한전기를읽는재미
책은본문과부록에해당하는‘악마의막간’으로이루어져있다.
본문은탄생에서죽음까지,맥스웰의행적을따라간다.특히평생의친구이자맥스웰의첫전기작가이기도한고전문학교수루이스캠벨,역시평생의친구로때론교수자리를두고맥스웰과경쟁하기도했던물리학자피터테이트,맥스웰보다7살연상이지만친구처럼우정을유지했던당대의셀럽물리학자윌리엄톰슨(켈빈경),이세명의친구와주고받은격의없는편지는유쾌하고‘너드미’넘치는맥스웰의모습을있는그대로생생하게느끼게해준다.한편으론자잘한일상에서부터깊이있는학문적고민까지함께나누는친구들의우정이부럽기도하고,건강한청춘들의모습을보는것만으로도기분이좋아진다.저자의말처럼“그런사람과친구가된다면대단히기뻤을것”같다.
악마의막간에서는맥스웰의악마가화자로활약하며맥스웰의과학을이해할수있는기초지식과흥미로운‘뒷담화’를제공한다.‘악마’는열역학제2법칙이통계적법칙임을보이기위해맥스웰이고안한사고실험의주인공이다.악마의막간에서악마는자신(악마)의탄생에서부터2016년빛펄스를이용한실험에이르기까지,악마의좌절과도전도그려낸다.그과정에서맥스웰이탄생시킨열역학적악마가어떻게정보이론,양자역학과결합해정보악마,양자악마로재탄생했는지살펴볼수있다.

[옮긴이의말]
방정식이나상수의이름앞에형용사로만남은과학자를이땅위에살았던같은인간으로서만나보는건언제나흥미로운일이다.이책이그려낸맥스웰은사진이나초상화속‘엄격·근엄·진지’한표정의고리타분한신사가아닌,호기심많고유머러스하며새로운현상에눈을반짝이던유쾌하고젊은신사다.…반가웠던건맥스웰뿐만이아니다.지난100여년동안말없이문만여닫던맥스웰의악마는드디어이책에서목소리를얻고내레이터로서의역할을톡톡히해낸다.게다가속절없이사라진줄만알았던악마는맥스웰의아이디어를실현해보려는사람들의노력과통찰에의해여전히명맥을이어가고있었다.악마의끈질긴생명력과존재감도놀라웠지만,언뜻단순해보이는아이디어하나가이렇게확장되어물리학의근본을파고드는것을지켜보는것도흥미진진했다.그런의미에서보자면우리인류에겐맥스웰의악마도그의방정식만큼이나소중한유산일지도모르겠다.(게다가그까칠한성격은어쩌면그리도매력적인지!)

[먼저읽은아마존독자들의추천]
“지금까지읽은전기중가장창의적으로서술된책이다.맥스웰의일대기외에도패러데이가맥스웰에게남긴심오한영향과맥스웰이후대의학자들,즉아인슈타인과파인먼에게남긴영향도아우르고있다.유익한독서였다.”_JohnSuykerbuyk

“맥스웰이어떻게이론을발전시켰는지그과정뿐아니라이론자체에대한소개도좋았다.”_AmazonKunde

“맥스웰의생애와그가이룬과학적혁신이잘어우러져있다.맥스웰이비교적이른나이에죽지않았다면또어떤업적을남겼을지궁금해진다.천재성에매료된모든이들에게이책을강력추천한다.위대한과학자에대한잘쓰인철저한초상화!_DouglasWhite