과학, 재미가 먼저다

장인수 지음

포르체 2023년 04월 05일 출간 종이책 : 2023년 03월 08일 출간

작품소개

책소개

통해 흥미를 유발하는 과학 에세이다. 12년 동안 EBS 물리 강의를 해온 현직 고등학교 과학 선생님인 저자는 연합학력평가 출제 위원과 인천시교육청 영재학급 물리 교사로도 활동하며 언제나 학생들에게 과학을 쉽고 재미있게 가르치기 위해 노력한다. 학생들이 과학을 편하게 접하기를 바라는 저자는 이 책을 통해 어렵고 딱딱하게 느껴지는 ‘과학’을 만만하게 접할 수 있도록 재미있게 이야기를 풀어나간다. 누구나 무지개가 왜 생겼는지, 번개가 어떻게 치는지 궁금해한 적이 있을 것이다. 궁금했지만 그냥 넘어갔던, 당연한 것이라고 생각하고 살았던 자연 현상을 이해하는 과정을 통해 과학 교양 지식을 내 것으로 만들 수 있다. 또, 마티스의 그림에서 다채로운 색깔과 빛에 대한 과학 이론을, 국보 〈천상열차분야지도〉에 얽힌 이야기로 천문학에 대해 알아가며 과학과 친해지는 경험을 할 수 있다. 우리 주변에서 일어나는 일에 대해 궁금증을 가진 적이 있는 사람, 과학 교양을 쌓고 싶은 사람, 과학이 어렵게만 느껴졌던 사람들에게 이 책을 추천한다.

목차

1장 인체의 과학
신비로운 빛과 색깔
우리 눈을 속이는 빛의 굴절
진동이 만드는 아름다운 음악
음악과 소음을 결정하는 한 끗
질병과 약의 역사

2장 일상 속의 과학
둥둥 뜨는 밀도의 비밀
작은 힘으로 들어 올리는 온 세상
뜨겁고 차가움을 결정하는 온도와 에너지

3장 길 위의 과학
눈에 보이지 않는 에너지, 전자기파
현대 과학의 도약점, 반도체
선명한 화면을 만드는 빛, LED

4장 우주의 과학
작지만 크게 보는 기하 광학
우주를 수놓은 별
아인슈타인이 발견한 시간의 비밀

책 속으로

태양이 떠 있는 낮에는 지열에 의해 지표면의 온도가 가장 높고 위로 올라갈수록 온도가 낮아진다. 만일 공기의 온도가 똑같다면 구급차에서 나온 소리는 꺾이지 않고 직진할 것이다. 하지만 실제로는 지표면에서 고도가 높아질수록 온도가 낮아지므로 소리의 속력은 위로 가면서 점점 느려지게 된다. 이렇게 느려진 소리는 온도가 변할 때마다 굴절하기 때문에 위로 휘어진다. 낮에는 소리가 위로 휘기 때문에 낮말은 새가 듣는다는 속담은 과학적 근거를 가진다고 할 수 있다. 우리 선조들은 이런 것들을 어떻게 아셨을까?
- p.36, 온도와 굴절

절도 있고 통일된 동작이 생명인 군인들에게 알려진 격언이 있다. “다리를 건널 때는 발을 맞춰 걷지마라.” 실제로 1831년 영국의 브로스턴 다리에서 발맞춰 걷던 군인들의 걸음 진동수가 브로스턴 다리의 진동수와 거의 일치해 공명 현상에 의해 다리가 무너진 적이 있었고 1940년 11월 7일 미국 워싱턴에 있는 타코마 다리에 분 바람이 다리의 고유 진동수와 공명하는 탓에 다리가 무너지기도 했다.
- p.49, 진동수와 공명

각종 소음을 듣기 좋은 소리로 녹음하고 조합해서 사람들의 기분을 즐겁게 하는 연출 기법을 ‘사운드스케이프(Soundscape)’라고 한다. 사운드스케이프는 소리(Sound)와 풍경(Landscape)의 합성어로, 1970년대 캐나다의 음악가인 머레이 쉐퍼가 처음 개발했다. 사운드스케이프는 현재 작곡, 전시회, 건축, 도시계획 등에 널리 사용되고 있다. 화장실에서 들리는 감미로운 클래식 음악, 아스팔트에 홈을 낸 도로를 자동차가 달릴 때 특정 노래가 연주되게 하는 것, 도심에 작은 물길을 만들어 사람들이 자연스럽게 물소리를 들을 수 있는 거리를 만드는 것 등이 모두 사운드스케이프에 해당한다.
- p.66, 사운드 스케이프

헬리코박터 파일로리균은 암모니아 보호막으로 싸여 있어 위액의 강한 산성을 중화시킬 수 있었다. 세균의 존재를 확인하는 데 성공했으니 이제 이 세균이 위염의 원인인 것을 밝혀야 했다. 이를 위해 마샬 교수는 돼지 등 여러 동물들에게 임상 실험을 하였다.
그런데 예상과 다르게 헬리코박터균을 투입한 동물들이 위염에 감염되지 않았다. 그래서 1984년에 그는 자신이 직접 세균 배양액을 마셔 버렸다. 자신을 실험 대상으로 선택했던 것이다. 며칠 뒤 급성 위궤양에 걸린 마샬 교수는 그 아픈 와중에도 자신의 위점막에 헬리코박터균이 있음을 확인했고, 준비한 항생제를 먹고 나아 치료제까지 성공적으로 완성하였다.
- p.72~73, 위염과 위궤양

호떡에 들어가는 설탕은 밀가루 반죽보다 열용량이 작다. 호떡을 잡은 손은 그렇게 뜨겁지 않은데 설탕을 먹다가 입을 덴 적이 있을 것이다. 같은 열을 받았어도 열용량이 작은 설탕이 더 뜨거워졌기 때문이다.
뜨거운 햇볕이 내리쬐는 여름날 백사장의 모래는 맨발로 서있기 힘들 정도로 뜨거운데, 정작 바닷물은 시원하다. 모래의 열용량이 바닷물보다 작아서 같은 햇볕을 받았어도 모래의 온도가 훨씬 높이 올라갔기 때문이다.
- p.124, 열용량

버려지는 것 없이 자원으로 활용한 블루 이코노미에 관하여 일상에서 우리가 자주 마시는 커피를 활용한 사례가 있다. 커피 한 잔을 내린 뒤 남은 원두 찌꺼기는 그대로 매장할 경우, 찌꺼기가 썩으며 온실 가스의 일종인 메탄 가스를 발생시킨다. 뿐만 아니라 지렁이를 비롯한 토양 생물들이 카페인에 중독되어 고통받는다. 이 원두 찌꺼기의 성분인 목질 섬유소를 버섯을 배양할 때 이용하면, 버섯이 그 섬유소를 먹고 자랄 뿐 아니라 커피 속 카페인에 자극을 받아 더 빨리 성장한다. 이렇게 자연 물질들의 특성을 알고 잘 활용한다면, 굳이 새로운 친환경 자원을 개발하지 않아도 환경 친화적으로 발전할 수 있다.
- p.165, 자연과 함께 발전해야 할 과학 기술

아인슈타인은 질량이 있는 물체가 공간에 놓여 있다면 그 물체가 점유하고 있는 공간이 휘어진다고 가정하였다. 즉 중력이 공간을 왜곡시킨다고 생각했고 중력이 크면 클수록 공간을 더 크게 휘게 만든다고 생각하였다.
태양이 떠 있는 낮 동안에는 하늘이 환해서 별빛이 보이지 않지만 개기일식이 일어나면 달이 해를 가리므로 낮에도 별빛을 볼 수 있다. 영국의 천문학자 아서 에딩턴은 1919년에 일어난 개기일식 때 태양 주변에서 빛나는 별을 관측했다. 그리고 태양 뒤의 먼 곳에서 오던 빛이 태양 주위에서 휘었으며, 그 휘는 정도가 아인슈타인의 예측과 일치한다는 것을 확인하였다. 중력에 대한 새로운 관점이 탄생하는 순간이었다.
- p.235~236, 공간을 휘게 만드는 중력

출판사 서평

쓱 보기만 해도 내 것이 되는 과학 콘서트
고등 과학 1등급 준비는 이 책으로! 입시도 잡고 교양 과학도 즐겨보자

《과학, 재미가 먼저다》는 쓱 읽을 수 있는 과학 교양서이면서 동시에 저자가 오랜 시간 학교 교육에 몸담으면서 정립한 고등 과학 기본 개념서다. 고등학교 1학년 과정부터 고등학교 3학년 물리2에 속하는 내용까지, 입시 준비를 위해 반드시 알아야 할 기본 개념이 모두 들어 있다. 고등학교 1학년 통합과학 과정인 음파, 밀도, 세균과 질병, 지구과학, 전자기파에 대한 내용부터, 고등학교 2학년 물리학 수준의 빛의 산란, 기하 광학, 열과 온도까지 입시에 필요한 모든 과학 지식이 담겨있다. 더불어 고등학교 3학년 물리2 과정에 속하는 내용도 쉽게 풀어내어 과학에 더 깊이 관심을 가질 수 있도록 구성했기 때문에 고등 과학의 전체적인 그림을 이해할 수 있다. 이 책은 학습의 선순환을 시작하는 첫 호기심을 제시한다. 과학적 호기심을 해결하는 경험은 공부머리를 깨우는 중요한 과정 중 하나다. 호기심이 다른 호기심을 불러오는 학습의 선순환이 반복되면 스스로 공부하는 방법을 깨달아 1등급을 쟁취할 수 있다. 책의 내용을 따라가다 보면 어느새 과학 성적이 쑥쑥 오르는 경험을 할 것이다. 과학의 핵심인 ‘이해’를 끌어내기 위해 과학 이론과 신비한 현상을 저자가 직접 그린 그림과 쉬운 설명으로 알차게 설명했다. 한 권만 읽어도 고등 교과 과정의 전체적인 틀을 잡을 수 있어 과학 1등급을 준비하는 학생들이 반드시 읽어야 할 책이다.

과학적 사고를 확장하는, 생활 속 현상에 대한 호기심
나무 말고 숲을 봐야 성적이 오른다!

우리 삶의 모든 것을 과학으로 설명할 수 있다. 교과서에 있는 지루하고 어려운 수식과 이론들도 사실은 우리 주변에서 쉽게 만날 수 있는 현상을 설명하는 것이다. 단순 암기로 얻은 지식은 개념을 조금 응용한 문제를 만나는 순간 무너지지만 이해를 통해 쌓은 지식은 자유롭게 응용할 수 있다. 이 책은 단순 암기가 아닌 현상을 통해 전체적인 흐름을 이해할 수 있도록 돕는다. 누구나 주변에서 만날 수 있는 다양한 현상들과 사물들에 대한 호기심을 가져본 적 있을 것이다. 무지개가 생기는 이유, 무거운 나무가 물에 뜨는 원리, 물속에 오래 있으면 손이 쭈글쭈글해지는 이유 같은 누구나 한 번쯤은 궁금했던 자연 현상을 과학 이론으로 설명한다. 그리고 들어본 적은 많지만 무엇인지는 잘 모르는 반도체, LED 등 삶에 꼭 필요한 발명품들로 어렵기만 한 과학 이론을 재미있게 가르쳐 준다. 낯설게 느껴지는 과학이 우리 주변을 둘러싸고 있다는 사실을 알면 과학이 가깝게 느껴질 것이다. 생활 속의 다양한 과학 이론을 이해하는 과정을 거치면 과학이 ‘만만해’질 것이다. 단순한 이론 암기를 넘어서 삶 속에 있는 지식을 습득해야 진짜 공부라고 할 수 있다. 진짜 공부 실력은 나무 말고 숲을 볼 때 성장한다.

작가정보

저자(글) 장인수

공주대학교 사범대학 물리교육과에서 교사의 꿈을 키운 뒤 교사가 되어 부평고등학교, 부개여자고등학교 등에서 물리학을 가르쳤다. 2002년부터 현재까지 EBS 물리학 수능 강의를 맡아 하고 있으며, 2015년에는 최우수 강사로 선정되었다.
인천시교육청 영재학급 물리 강사, 전국연합학력평가 출제 위원, 한국교육개발원 공통교육과정 물리학 강사, 교육부 다문화 학생 과학 콘텐츠 강사로 활동하면서 어려운 물리학을 학생들이 좀 더 쉽고, 재미있게 배울 수 있는 방법을 찾기 위해 노력하고 있다.
교과 저서로는 《EBS 수능개념 물리학Ⅱ》, 《비상교육 완자 물리학Ⅱ》, 《비상교육 오투 물리학Ⅰ》, 《지학사 통합과학 하이라이트》, 《마더텅 수능기출 문제집 물리학Ⅰ》, 《마더텅 수능기출 문제집 물리학Ⅱ》 등이 있다.