나는 물리로 세상을 읽는다 / 크리스 우드포드 (USED)

<책 소개>

롯데월드타워 기둥과 내 발목이 받는 압력이 비슷하다고?

냉장고와 에어컨은 엔트로피 법칙을 거스른다?

온종일 돌아가는 선풍기 날개에 먼지가 쌓이는 이유는?

물리를 알면 일상과 경험 너머의 세상이 보인다!

중력과 빛, 엔트로피에서 E=MC²까지

과학이 궁금한 ‘과알못’을 위한, 가장 쉬운 물리 이야기

<작가정보>

크리스 우드포드

과학 지식을 쉽고 흥미롭게 전하는 작가. 케임브리지대학교에 입학해 29명의 노벨상 수상자를 배출한 캐번디시 연구소에서 물리학을 공부했고 실험심리학이나 화학, 수학, 재료과학 등 여러 분야를 탐닉하다 자연과학으로 석사 학위를 받았다. 인지신경과학 박사과정을 준비하다 진로를 틀어 런던의 커뮤니케이션아트스쿨(The School of Communication Arts)에서 광고와 디자인을 공부했다. 이후 과학을 기반으로 자유분방하게 지식을 탐구한 경험을 자양분 삼아 과학을 다루는 글을 쓰기 시작했다.

25년 동안 베스트셀러 《쿨 스터프(COOL STUFF)》를 비롯해 어린이부터 어른까지 볼 수 있는 수많은 과학교양서를 썼다. DK출판사의 어린이 백과사전 중 《과학(Science)》을 공동집필하고 2016년 최고의 어린이 논픽션 책 《도구와 기계의 원리 NOW》의 제작을 돕는 등 컨설턴트로도 활발히 활동 중이다. IBM에서 5년 동안 근무한 이력을 바탕으로 2006년에 웹사이트 ‘Explain that Stuff’를 만들어 많은 독자에게 일상에 숨은 과학 지식을 소개하고 있다.

<목차>

들어가는 글

1. 고층빌딩이 안전한 이유 - #중력 #운동법칙

2. 살이 찔수록 왜 계단이 싫어질까? - #에너지 #전력

3. 슈퍼히어로 되는 법 - #지레 #빗면

4. 자전거와 빵 반죽의 공통점 - #바퀴 #마찰

5. 볼 수 있는 전부이자 결코 볼 수 없는 것 - #빛 #전자

6. 봉화에서 스마트폰까지 - #전자기파 #광속

7. 난방은 쉬워도 냉방은 어렵다 - #열역학 #엔트로피

8. 다이어트의 과학 - #칼로리 #연소

9. 달리는 페라리에 왜 먼지가 쌓일까? - #기류 #유체역학

<책 속으로>

우리는 건물에 매 순간 중력(지구의 막강한 힘)이 작용한다는 걸 안다. 간단히 말해서 뉴턴의 말이 맞는다면 건물은 가루가 돼 지구 내부로 쓸려 들어가서 영원히 또는 지구 핵의 용광로에서 녹아 없어질 때까지 쉬지 않고 움직여야 한다. 그런데 왜 그런 일이 일어나지 않을까? 중력이 건물을 땅속으로 잡아당길 때 땅이 정확히 같은 힘으로 건물을 위로 밀어 올리기 때문이다. 이 두 힘이 서로 상쇄해서 건물은 아무 데도 가지 않는다. 왜 건물이 땅속으로 꺼지지 않느냐고? 땅이 건물을 밀어 올리기 때문이다.

- 1장. 고층빌딩이 안전한 이유

우리는 에너지를 주로 질적으로 이해한다. 우리가 약한 건 에너지를 양적으로 이해하는 것이다. 그것이 우리가 항상 가스요금 고지서에 분노하는 이유이고, 세계가 끝없이 에너지 위기의 낭떠러지를 걷는 이유이며, 사람들이 사용하는 에너지보다 훨씬 많은 에너지를 먹어대 목숨까지 위태로운 병적 비만 상태가 되는 이유다. 에너지를 측정하는 방법을 아는 것은 에너지가 무엇이고 그것이 어떻게 세상을 움직이는지 이해하기 위한 좋은 방법이다.

- 2장. 난방은 쉬워도 냉방은 어렵다

우리 골격은 줄만 없을 뿐 꼭두각시나 다름없고 따라서 우리 몸도 단순기계처럼 작동한다. 손가락과 발가락, 손발, 팔다리, 그리고 그 밖의 모든 것. 인체의 뼈와 관절은 거의 다 지레처럼 작동한다. 인체의 움직임과 힘이 지레의 원리 하나로 설명된다. 뇌와 내장을 빼면 인간은 그저 단순기계에 지나지 않는다.

- 3장. 슈퍼히어로 되는 법

자전거에 가장 들어맞는 비유는 현수교일 것이다. 자전거의 전체 무게가 양쪽 허브를 내리누르듯 현수교 무게의 대부분이 교상(다리 상판)을 내리누른다. 자전거가 바큇살들에 걸려 있듯 교상은 수직 케이블들에 매달려 있다. 자전거 바퀴가 회전하면서 각각의 바큇살에 걸리는 인장력은 매 순간 변하지만(허브 위의 바큇살들이 허브 아래 바큇살들보다 미세하게 더 늘어난다), 전체 바큇살이 받는 인장력은 항상 균일하다.

- 4장. 자전거와 빵 반죽의 공통점

빛을 우리의 편의를 위해 우주와 세계의 어둠을 밝혀주는 거대 우주 손전등의 출력물 정도로 생각하는 것은 인간의 무식과 안이함의 소치다. 빛은 그보다 훨씬 더 근본적인 이유로 존재하며, 동물의 시각이란 진화 과정에서 거기 편승해 우연히 얻은 능력일 뿐이다.

- 5장. 볼 수 있는 전부이자 결코 볼 수 없는 것

빛은 왜 그렇게 빠를까? 아무 의미 없는 질문이다. 은하수 속 수많은 ‘자갈’ 중 하나에 바글바글 올라앉아 있는 인간 크기의 생물에게는 빛이 엄청나게 빨라 보이지만, 우주 반대편에서 이메일이 도착하기를 1,000억 년 동안 기다리는 입장이라면 빛이 그리 빨라 보이지 않는다. 열심히 생각하다 보면 이 문제는 이내 물리학에서 철학으로 바뀐다. ‘빛은 왜 그렇게 빠른가?’에서 ‘빛은 왜 존재하는가?’ 또는 ‘빛은 무엇인가?’로. 그리고 우리 중 누구도 그 미스터리에 대한 답을 내지 못할 것 같다.

- 6장. 봉화에서 스마트폰까지

한겨울에 난방을 완전히 하지 않고 두어 주 집을 비웠다가 돌아왔다 치자. 집을 다시 덥히는 데 족히 2~3일이 걸린다. 왜 그럴까? 집이 평소보다 더 냉각됐기 때문만은 아니다. 그보다는 집에 있는 모든 물체의 모든 원자와 분자가 (이론적으로) 운동에너지를 일부 잃었기 때문이다. 집을 평소의 아늑한 상태로 되돌리기 위해서는 그 안에 있는 모든 원자를 데워야 한다. 의자, 탁자, 책, 베개, 펜, 연필, 액자 등 모든 것의 모든 원자. 절대적으로 모든 것. 이것이 집을 다시 덥히는 데 오래 걸리는 이유다.

- 7장. 난방은 쉬워도 냉방은 어렵다

우리는 영양을 건강의 관점에서, 즉 생물학적 견지에서 생각하는 경향이 있다. 하지만 소화처럼 영양도 물리학의 영역이다. 우리가 입과 배에 넣는 것이 우리가 앞으로 몇 시간, 며칠, 몇 주 동안 할 수 있거나 할 수 없는 것을 정의한다. 다만 겉보기에는 명백하지 않을 수 있다. 우리 중 가장 마른 사람도 때때로 발생하는 공급 부족에 대비해 체지방을 비교적 넉넉히 보유하고 있기 때문이다. 살이 쪘다? 엄밀히 말해서 그건 너무 많이 먹어서라기보다(얼마만큼 먹는 게 너무 많이 먹는 걸까?) 몸이 먹은 만큼 에너지를 쓰지 못했기 때문이다. 이 경우 물리법칙을 만족시키려면 잉여분에 대해 뭔가 행해져야 한다.

- 8장. 다이어트의 과학

차나 커피를 저을 때 우리가 정말로 하는 거라고는 유체를 수평으로 빙빙 돌리는 것뿐이다. 그보다는 사납게 마구 젓는 게 목적 달성에 훨씬 효과적이다. 예를 들어 한 방향으로 젓다가 갑자기 반대 방향으로 젓기를 반복하는 거다. 나로 말하자면 난폭하게 젓는 게 생활화돼서 음료의 반은 늘 밖으로 쏟아진다.

- 9장. 달리는 페라리에 왜 먼지가 쌓일까?