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물리학이 얼마나 재미있는 학문인지 보여주겠다!

『파인만의 여섯 가지 물리 이야기』 보급판 . 흔히 아인슈타인 이후 최고의 천재로 평가되는 미국의 물리학자 파인만이 물리학의 진수를 일상적인 언어로 풀어냈다. 리처드 파인만은 원래 물리학계에 천재적인 인물로 소문이 났지만, 그의 가장 큰 장점은 무엇보다도 '어려운 내용을 쉽게 풀어내는' 흔치 않은 재능을 타고났다는 것이었다. 더군다나, 물리학의 전문가가 아닌 일반 학부생을 대상으로 하는 강연이었기 때문에, 파인만의 설명은 간결하면서도 조리있고, 유머러스하면서도 핵심을 놓치지 않는 알짜배기 강의로 소문이 났던 것이다.

이 책은 리처드 파인만이 남긴 최고의 물리 교재인 <파인만의 물리학 강의(Lecturees on Physics:1963)>에서 비교적 이해하기 쉬운 여섯 개의 장을 추려내어 골치아픈 수식을 최대한 배제한 상태인 그의 명강의를 재편집 한 것이다. 이 책을 통해 현대 물리학에 대한 개론적 이해는 물론 평이하고 일상적인 것으로부터 새로운 영감을 떠올리는 파인만식 문제 접근법을 경험할 수 있다. 단지 물리학을 꼭 공부해야 하는 이과 학생들뿐만 아니라, 과학에 관심이 있는 문과 학생들, 그리고 물리학이나 과학 일반에 관심은 있지만 어디서부터 시작해야 할 지 몰라 머뭇거리는 일반인을 포함한 모든 독자들에게 희망의 메시지가 되어줄 것이다.

※ 승산 북카페 "이 책의 포럼" ☞ sixeasy.seungsan.com

■ 파인만씨, 분통을 터뜨리다!
물리학자 리처드 파인만은 1960년대 초 미국 캘리포니아주 교육청의 의뢰를 받아 공립학교용 교과서를 선정하는 위원회에서 일하고 있었다. 미국 내의 각 출판사에서 만들어 제출한 과학 및 수학 교과서를 검토한 후에, 어떤 점이 좋고 나쁜지 위원회에 조언해주는 것이 그의 임무였다. 그가 교과서 검토 위원으로 위촉되자마자 여러 교과서 출판사에서 갖가지 로비용 전화가 걸려왔다. 하지만, 파인만은 모든 일을 원칙에 따라 직접 해야만 직성이 풀리는 성격이었기 때문에, 모든 요청을 묵살하고 집 지하실에 쌓아둔 교과서 견본을 하나씩 꼼꼼히 읽어 나갔다. 하지만, 파인만은 결코 이 일을 재미있게 즐길 수 없었다. 왜냐하면, 때때로 그는 너무 조잡하게 쓰여진 과학 교과서를 읽으며 '화산이 폭발하는 듯한' 강한 분노를 느꼈기 때문이다. 파인만은 이 당시의 일을 다음과 같이 말하고 있다:

"도대체 자기가 무슨 말을 하는지도 모르고 떠드는 인간들이 쓴 교과서였기 때문에, 모든 책의 내용이 최소한 하나씩은 다 틀려 있었다! 도대체 이런 책을 가지고 어떻게 제대로 된 교육을 할 수 있단 말인가? 난 도무지 이해할 수 없었다. 내가 읽은 교과서들은 하나같이 조잡하기 짝이 없었다."

리처드 파인만이 이렇게 화를 벌컥 냈던 데는 이유가 있었다. 왜냐하면, 이미 그 자신이 매우 유능한 선생이었고, 어느 누구보다도 더 뛰어난 물리학 강사였기 때문이다. 그는 양자전기역학으로 20세기 초반의 물리학을 한 단계 진보시킨 뛰어난 물리학자로도 유명하지만, 실제로 그의 진가가 유감없이 발휘된 곳은 다름아닌 그가 평생 몸담았던 칼텍(캘리포니아 공과대학)의 강단이었다. 그리고, 마침 리처드 파인만이 엉터리 교과서를 보며 벌컥 화를 냈던 그 당시에, 그는 칼텍의 1, 2학년 학부생을 상대로 훗날 "물리학계의 전설"로 통하게 될 역사상 가장 유명한 물리학 강의를 펼치고 있었다.

■ 기획 의도
"물리학은 모든 과학 분야 중에서 가장 기본적인 분야이며, 과학의 발전에 가장 지대한 영향을 끼치는 학문이다... 다른 여러 학과의 학생들도 의무적으로 물리학 강의를 듣게 되어 있는데, 이는 물리학이 자연현상을 설명하는데 필수적으로 요구되는 기초 학문이기 때문이다." - 본문 중에서

이 책의 번역자는 이 대목을 옮기며 "자연과학이 철저하게 외면당하고 있는 우리나라의 현실에서 더욱 가슴에 남는 말이었다"고 적고 있다. 실제로, 우리 나라 학생들의 이공계 기피 현상은 어제 오늘의 이야기가 아니다. 특히, 자연계의 우수한 학생들이 점점 더 기초 과학 분야를 외면하는 대신, 법학과나 의예과 등의 속칭 '잘 나가는 학과'로 빠져나간다는 사실은 우리 나라의 이공계 기피 현상이 얼마나 심각한지 잘 보여주고 있다.

학생들이 이공계를 외면하는 이유는 이른바 '장래가 보장되어 있지 않기 때문'이다. 한때 '이공계 학과의 꽃'이라고 불리던 물리학과를 지원하는 학생은 이제 극소수에 불과하다. 그나마, 학부를 졸업하고 대학원에 진학하더라도 끝까지 공부를 다 마치는 학생은 더 드물다. 유학을 마치고 돌아와서도 학교에 자리를 얻기 힘들 뿐더러, 노력하는 것에 비해서는 돌아오는 것이 훨씬 적다고 생각하기 때문에 중도에 포기하고 다른 길을 찾아나서는 것이다.

리처드 파인만의 강의록을 번역 출간하면서 우리는 이렇듯 심각한 이공계 기피 현상을 타개할 한 가지 희망의 불빛을 파인만의 책에서 찾아볼 수 있었다. 학부생을 상대로는 강의를 하지 않기로 소문난 리처드 파인만 교수가 굳이 칼텍의 1, 2학년생을 위한 기초물리학 강의를 시작한 데는 나름대로의 이유가 있었다. 즉, 대학에 오기 전까지만 해도 똑똑하기로 소문났던 학생들이, 정작 대학에 들어와 재미없고 딱딱한 물리학 수업을 받다 보면 어느새 "바보"가 되고 마는 것이었다. 이에 리처드 파인만은 학교 측의 요청을 받고 "학생들을 구제하기 위해" 팔을 걷어부치고 전설적인 물리학 강의를 시작하게 된 것이다. 즉, 문제는 "어떻게 해서 학생들의 관심을 물리학으로 끌어모으느냐"는 것이었고, 리처드 파인만이 택한 해결책은 "물리학이 얼마나 재미있는지 보여주겠다!"는 것이었다.

리처드 파인만은 언제나 "내가 제대로 이해한 내용이라면, 다른 사람이 알기 쉽게 설명할 수 있어야 한다"고 주장했다. 따라서, 리처드 파인만은 자기가 이미 도달해 있던 물리학의 심오한 경지를 가능한 한 쉽게 학생들 앞에 설명해 보이려고 했다. 그리고, 그 과정에서 어느 물리학자나 어느 교수도 쉽게 따라할 수 없는 "파인만식"의 물리학 강의가 펼쳐졌던 것이다.

우리 나라 학생들이 가장 싫어하고 재미없어 하는 과목이라면 단연 '수학'과 '물리학'을 들 수 있을 것이다. 하지만, 사실 수학과 물리학은 정말 "재미있는" 학문이다. 문제는 지금까지 학생들이 배운 교과서가 너무 딱딱하게 쓰여졌거나, 또는 선생님의 설명 방법이 너무 지루했다는 점이다. 수학과 물리학도 설명하기에 따라서는 어지간한 소설이나 영화 못지 않게 "재미있다"는 사실을 보여주는 것이야말로, 과학을 싫어하고 어려워하는 학생들에게 자신감을 심어주고, 나아가 더욱 우수한 이공계 학생들이 흔들리지 않고 자신의 길을 나아갈 수 있는 도전 의식 또한 심어주는 길이라고 믿기 때문이다. 그 생생한 예로, 우리는 여기 리처드 파인만의 책을 내놓는다. 파인만이야말로 "나는 재미있기 때문에 과학을 공부한다"고 말한 사람이었으니 말이다.

이 책은 단지 물리학을 꼭 공부해야 하는 이과 학생들뿐만 아니라, 과학에 관심이 있는 문과 학생들, 그리고 물리학이나 과학 일반에 관심은 있지만 어디서부터 시작해야 할 지 몰라 머뭇거리는 일반인을 포함한 모든 독자들을 위한 것이다. 또한, 한때 "제물포(쟤 땜에 물리 포기했어!)"라는 말로 물리 선생님을 탓하고, 아무리 공부해도 이해하지 못하는 자신의 머리가 나쁘다고 탓하던 불행한 과거(?)를 지닌 모든 사람들을 위한 책이기도 하다!

도서출판 승산은 리처드 파인만의 저서, 그 중에서도[파인만의 물리학 강의]를 번역 출간하기 위해 설립된 회사라고 해도 과언이 아닐 만큼, 리처드 파인만의 저서를 소개하는 일에 큰 긍지와 자부심을 갖고 있다. 따라서, 이번에 출간하는 [파인만의 여섯 가지 물리 이야기]는 리처드 파인만 매니아와 과학을 사랑하는 독자들을 위해 소장 가치가 높은 "양장본"과 일반 독자를 위한 "보급판" 두 가지를 펴내게 되었다. 앞으로도 이 책의 속편인[파인만의 또 다른 물리 이야기], 그리고 파인만의 물리학 강의 115편을 모두 수록한[파인만의 물리학 강의]1, 2, 3권, 일반 대중을 상대로 한 파인만의 강연문 세 편을 묶은[과학이란 무엇인가?], 그리고[카오스]와 [빨리 빨리]의 저자인 유명한 과학 저널리스트 제임스 글릭이 쓴 파인만의 전기[리처드 파인만: 어느 천재의 일생]을 계속해서 펴낼 예정이다.

■ 작품 소개
1999년 랜덤하우스 선정 20세기 최고 논픽션 100권에 물리학 관련 서적으로는 유일하게 선정된 책!!!

[파인만의 여섯 가지 물리 이야기](원제: Six Easy Pieces) 는 1965년 노벨 물리학상을 수상한 미국의 물리학자 리처드 파인만이 교수로 재직하던 칼텍(캘리포니아 공과대학)의 1, 2학년 학생들을 대상으로 실시한 기초물리학 강의 가운데 일반인도 이해할 수 있도록 가장 재미있고 흥미로운 여섯 편을 골라 엮은 책이다.

1960년대 초, MIT와 함께 미국을 대표하는 명문 공과대학 칼텍에 입학한 신입생은 2학년 때까지 필수 과목인 기초물리학을 수강해야 했다. 그런데, 그 내용이 다소 어려웠기 때문에 많은 학생이 점점 이 과목에 대해 흥미를 잃고 있었다. 그래서, 학교 측에서는 분위기를 쇄신하는 차원에서 아직 40대의 '팔팔한' 젊은 교수인 리처드 파인만에게 신입생들을 위한 기초물리학 강의를 부탁했다. 본래 리처드 파인만은 칼텍에 교수로 재직하는 동안 대학원생을 위한 강의만 해 왔는데, 유독 이때만은 그가 흔쾌히 학부생을 위한 강의를 하기로 동의했다고 한다.

1961년부터 1963년까지 계속된 이 강의의 내용은 훗날 [파인만의 물리학 강의](원제: Feynman Lectures on Physics) 라는 제목을 달고 세 권의 두툼한 책으로 출간되었다. 처음에는 칼텍의 1, 2학년생이 주로 강의를 들었지만, 시간이 지나면서 점점 난이도가 높은 내용을 다루게 되자 슬그머니 하나 둘씩 자리를 뜨기 시작했다고 한다. 그러나, 강의실은 늘상 "만원"이었기 때문에, 정작 파인만 자신은 학생이 줄어든다는 사실을 깨닫지 못했다고 한다. 왜냐하면, 진도를 따라가지 못하는 학생들이 떠나간 자리를 대학원생과 동료 교수들이 몰려와 채우는 기현상이 벌어졌기 때문이었다.

리처드 파인만은 원래 물리학계에 천재적인 인물로 소문이 났지만, 그의 가장 큰 장점은 무엇보다도 "어려운 내용을 쉽게 풀어내는" 흔치 않은 재능을 타고났다는 것이었다. 더군다나, 물리학의 전문가가 아닌 일반 학부생을 대상으로 하는 강연이었기 때문에, 파인만의 설명은 간결하면서도 조리있고, 유머러스하면서도 핵심을 놓치지 않는 알짜배기 강의로 소문이 났던 것이다. 그의 재능을 잘 알고 있던 대학원생은 물론 동료 교수들까지도 도대체 그가 어떤 방법으로 "어려운 물리를 쉽게 풀어내는지" 구경하기 위해 온 것이다.

그래서인지, 학부생을 상대로 한 강의를 하면서 파인만은 "내 강의는 학부생들에게 큰 도움이 되진 않는 것 같다"고 생각했다. 실제로도, 그 강의로 인해 가장 큰 도움을 받은 쪽은 학부생이 아니라 오히려 앞으로 물리학을 계속 공부해야 할 대학원생과 칼텍의 동료 교수들이었던 것이다. 그들은 자기가 익히 알고 있던 물리학의 기본 개념에 대한 놀라울 정도로 단순 명쾌한 "파인만식 해석"을 들으며 새로운 아이디어와 영감을 떠올리곤 했다. 강의에 뒤이어 출간된[파인만의 물리학 강의]가 무려 반세기 가까이 지난 지금까지도 전 세계 물리학도의 필독서가 된 까닭도 바로 그 때문이다.

리처드 파인만의 독특한 강의 스타일은 "이론 물리학자와 서커스 광대, 현란한 몸짓과 음향 효과의 절묘한 결합"(뉴욕타임즈)이란 평가를 받으며 큰 인기를 끌었다. 빠르고 날카로운 말투와 유머 감각을 무기로 물리학의 이 분야에서 저 분야로 종횡무진 움직이며 펼쳐 보인 파인만의 정열적이고 환상적인 강의는 단 한 번 본 사람에게도 평생 잊지 못할 깊은 인상을 주었다고 한다.

이번에 출간되는[파인만의 여섯 가지 물리 이야기]는 원래 세 권으로 나온 강의록의 제 1권에 수록된 52개의 강의 가운데서, 일반인도 즐길 수 있을 만큼 가장 재미있고 뛰어난 여섯 편의 강의를 묶은 것이다. 이 책에서는 원자의 운동, 물리학의 기초 개념, 물리학과 다른 과학의 관계, 에너지, 중력, 그리고 양자역학에 대한 내용이 수록되어 있다. 얼핏 보기만 해도 과학을 잘 모르는 사람은 "확 얼어버릴 것 같은" 만만찮은 내용이지만, 마치 파인만의 육성을 듣는 듯한 기분으로 한 문장 한 문장 읽어가다 보면 어느새 물리가 얼마나 재미있는 학문인지 깨닫고 놀라게 된다.

아마도 이 책에서 가장 흥미로운 대목은 파인만이 강연 중에 때때로 "과학의 한계"에 대해 솔직하게 언급하는 부분일 것이다. 파인만은 첫 번째 강의를 시작하면서 "최첨단의 물리학은 한 마디로 무식의 전당이다"라고 일침을 가한다. 즉, 우리가 자연에 대해 더 많이 알면 알수록, 풀어야 할 수수께끼 또한 점점 더 많아진다는 것이다. 그런가 하면, 물리학과 다른 과학 사이의 관계를 설명하는 세 번째 강의에서는 "과학이 아니면서도 우리에게 좋은 것은 많다. 사랑이 과학이라고 말할 수 있겠는가?"라고 말하기도 한다. 리처드 파인만은 평생 문학이나 철학과는 담을 쌓고 살았으며, 독서도 그렇게 많이 하지 않았다고 한다. 하지만, 그는 결코 과학만이 모든 가치의 척도이고 그 외의 것은 전혀 소용없다는 식으로 말하는 과학 지상주의자가 아니었다. 세 번째 강의를 마치며 파인만은 오히려 "와인 한 잔 속에 함축되어 있는 우주의 현상"을 예찬하며, 학생들에게 "이 얼마나 향기로운 와인인가? 한 잔 마시고 모든 것을 잊자!"고 외칠 수 있을 만큼 멋진 인생의 스승이기도 했다.

[파인만의 여섯 가지 물리 이야기]는 1995년 미국에서 초판이 발행된 이후, 지금까지 꾸준히 쇄를 거듭하며 판매되고 있는 교양 과학서 분야의 스테디셀러이다. 또한, 1999년에는 미국 랜덤하우스의 편집자들이 선정한 "20세기 최고의 책 100선"에서 물리학 책으로는 유일하게 비소설 분야에 선정되어 그 진가를 인정받기도 했다. 그 인기를 몰아 1997년에는 이보다는 약간 수준이 높은 여섯 편의 또 다른 강의를 묶은 [파인만의 또 다른 물리이야기](원제: Six Not-So-Easy Pieces)가 출간되어 인기를 얻기도 했다.

"사람들은 흔히 '과학적이지 않은 것'에 대하여 불신하는 경향이 있는데, 그것은 잘못이다. 과학이 아니면서도 우리에게 좋은 것은 얼마든지 있다. 사랑이 과학이라고 말할 수 있겠는가? 어떤 것이 과학의 범주에 속하지 않는다고 해서 잘못되었다고는 말할 수 없다. 그것은 단지 과학이 아닌 '다른 무엇'일 뿐이다." - 본문 중에서

1강 움직이는 원자...37
2강 기초 물리학...69
3강 물리학과 다른 과학과의 관계...105
4강 에너지의 보존...137
5강 중력...165
6강 양자적 행동...203