세계를 바꾼 17가지 방정식

위대한 방정식에 담긴 영감과 통찰

이언 스튜어트 지음 | 김지선 옮김

사이언스북스 2021년 11월 26일 출간 종이책 : 2016년 02월 15일 출간

작품소개

책소개

수학 방정식이 들려주는 위대한 영감과 통찰!

『세계를 바꾼 17가지 방정식』은 기술의 발전과 패러다임의 도약을 이끌며 인류 역사의 경로를 바꾼 17개의 수학 방정식을 엄선하여 소개하는 흥미진진한 수학책이다. 저자인 이언 스튜어트가 간결한 개념 정리와 풍성한 이야기로 각 수학 방정식의 정수를 모아 한 권의 책에 담아냈다.

방정식의 역사, 관련 수학자들의 일화, 실제 생활에서의 쓰임새뿐만 아니라 방정식을 이해하는 데 꼭 필요한 개념과 원리도 빠뜨리지 않고 설명한다. 각 장의 첫 페이지에는 그 장에서 핵심이 되는 수학 방정식과 더불어 그 의미와 중요성, 실생활에서의 쓰임새가 깔끔하게 정리했다. 이 이정표를 염두에 두고 책을 읽다 보면, 수학 기초가 부족하더라도 핵심 내용을 놓치지 않으면서 전체 내용을 조망할 수 있다.

목차

추천의 말: 흥미진진한 방정식의 세계 7
머리말: 왜 방정식인가? 11
1 우주를 측량하다: 피타고라스 정리 19
2 곱셈을 덧셈으로 바꾸는 마법: 로그 49
3 현대 과학의 나사돌리개: 미적분 71
4 태양계의 숨겨진 구조: 뉴턴의 중력 법칙 99
5 오일러의 아름다운 선물: -1의 제곱근 129
6 세상의 모든 매듭: 오일러의 다면체 공식 153
7 우연에도 패턴이 있다: 정규 분포 181
8 조화로운 진동: 파동 방정식 217
9 디지털 시대의 주역: 푸리에 변환 245
10 하늘을 지배하는 공식: 나비에-스토크스 방정식 269
11 빛은 전자기파다: 맥스웰 방정식 289
12 무질서는 증가한다: 열역학 제2법칙 311
13 우주의 탄생과 진화: 상대성 이론 345
14 괴상한 양자 세계: 슈뢰딩거 방정식 387
15 통신 혁명: 정보 이론 419
16 자연은 균형 상태라는 환상: 카오스 이론 449
17 황금의 손: 블랙-숄스 방정식 467
맺음말: 다음은 어디로? 499

출판사 서평

姸ㅍ캔湧?오늘날의 세계를 만드는 데 핵심적인 역할을 해 왔음을 명확히 알려 주고 싶다. 지도 제작에서 위성 항법까지, 음악에서 텔레비전까지, 아메리카 대륙을 발견하는 일에서 목성의 달들을 탐험하는 일까지 말이다. ― 본문에서

수학 방정식은 자연과 우주를 이해하는 우리의 세계관을 혁신적으로 바꾸기도 했다. 갈릴레오 갈릴레이가 “자연은 수학의 언어로 쓰여 있다.”라고 말한 것처럼, 쉽게 눈으로 보거나 상상할 수 없는 자연의 법칙과 원리가 수학 방정식을 통해 명쾌하게 이해된다. 예를 들어 피타고라스 정리를 활용하면 우리는 우주 밖으로 나가지 않고도 지구가 둥글다는 것을 추론해 낼 수 있다. 또한 뉴턴의 중력 법칙을 활용해 중력이 만드는 태양계의 지형도를 그려 볼 수도 있다.
수학 방정식은 문제 해결의 돌파구를 제공하며 수학과 과학의 영역을 확장시켰다. 엄청나게 큰 수를 정량적으로 다룰 수 있는 로그나 끊임없이 변하는 자연을 분석할 수 있게 해 주는 미적분은 과학 혁명을 이끈 중요한 개념적 도구들이었다. 허수를 도입하자 복잡하고 어려운 수학 문제들이 마법처럼 풀렸다. 또한 오일러의 다면체 공식은 신비로운 위상 수학의 시작을 알렸다.

우주가 지닌 비밀스러운 패턴, 즉 자연법칙을 밝혔을 뿐만 아니라 그 법칙들을 정확히 나타내고 결과를 추론할 수 있는 수학적 도구까지 내놓았다. 세계의 시스템은 수학적이었다. ― 본문에서

뿐만 아니라, 수학 방정식은 사고의 지평을 넓히며 인류를 새로운 세계로 이끌었다. 우주의 엔트로피는 증가한다는 열역학 제2법칙은 열기관의 효율성 같은 실용적 차원을 넘어서, 타임머신과 시간 여행 같은 상상력을 자극하며 신비로운 철학적 난제를 열어젖혔다. 카오스 이론은 단순한 원인이 복잡한 결과를 낳을 수 있으며 복잡한 결과가 반드시 복잡한 원인을 가지는 것이 아니라는 사실을 보여 주며 과학계에 큰 반향을 일으켰다.
물론 오늘날의 세계를 만드는 데에는 훨씬 더 많은 것들이 필요했겠지만, 이 책에 등장하는 17가지 방정식들이 중추적인 역할을 했음은 분명하다. 때로는 순수한 호기심에서, 때로는 실질적 필요에 의해서, 때로는 의도치 않은 우연에 의해서 만들어진 수학 방정식들이 과학 기술의 발전과 패러다임의 변화를 이끌며 세계를 혁신적으로 바꾸었다.

일부 방정식은 보편적으로 유효하다. 일부는 세계를 무척 정확히

작가정보

저자(글) 이언 스튜어트

저자 : 이언 스튜어트
저자 이언 스튜어트 Ian Stewart는 영국 수학자이자 대중 과학 저술가. 급변(Catastrophe) 이론의 개척자로 이름을 높인 그는 케임브리지 대학교에서 수학을 전공하고 워릭 대학교에서 박사 학위를 받았다. 1995년 영국왕립학회에서 대중 과학에 기여한 이에게 수여하는 마이클 페러데이 상을 받았고, 2002년 미국과학진흥회가 수여하는 과학 대중화 공로상을 받았다. 현재 워릭 대학교 수학과 교수이자 왕립 학회 특별 회원으로 있으며 모든 사람들이 자신처럼 수학을 즐길 날을 꿈꾸고 있다. 지은 책으로는 『미래의 수학자에게』, 『자연의 패턴』, 『눈송이는 어떤 모양이지?』, 『자연의 수학적 본성』, 『생명의 수학』, 『미로 속의 암소』 등 다수가 있다.

역자 : 김지선
역자 김지선은 서울에서 태어나 대학 영문학과를 졸업하고 출판사 편집자로 근무했다. 현재 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 『나는 자연에 투자한다』, 『수학의 파노라마』, 『필립 볼의 형태학 3부작: 흐름』, 『희망의 자연』, 『기사도에서 테러리즘까지: 전쟁과 남성성의 변화』, 『오만과 편견』, 『반대자의 초상』, 『엠마』 등이 있다.

번역 김지선