모든 계절의 물리학

김기덕 지음

다산북스 2025년 04월 23일 출간 국내도서 : 2025년 04월 16일 출간

작품소개

책소개

이 책은 물리학을 사랑한 나머지 진짜 물리학자가 된 저자가, 평범한 일상에 숨은 경이로운 물리학의 세계를 파헤쳐 소개하는 책이다. 단지 흥미로운 과학 이야기들을 나열하는 것이 아니라 봄, 여름, 가을, 겨울 등 사계절을 둘러싼 익숙한 장면들이 ‘물리학’이라는 언어로 새롭게 탄생하는 경험을 제공한다. 이를 통해 저자는 눈에 보이지 않는 작고 정교한 법칙들이 세상을 움직이며, 우리가 무심코 지나친 인생의 모든 순간에 존재해 왔음을 이야기한다. 마치 한 편의 산문집을 읽듯 책을 읽다 보면 어느새 물리학은 ‘이해’가 아닌 본능적인 ‘감각’으로 받아들여질 것이다.

목차

프롤로그 | 안녕하세요, ‘물리 중독자’입니다

1장. 봄
- 한 걸음의 뜀박질일지라도 _충격량, 마찰, GPS
- 우리의 작은 버킷 리스트 _자기적 성질, 전기모터, 오로라
- 물리학자의 시간 _주기운동, 원자층, 압전효과
- 지친 하루를 밝히는 양자역학의 빛 _결합, 물, 흑체복사
- | 출장 1 | 영국에서 열린 봄날의 학회 _원자핵, 액화 기술

2장. 여름
- 땡볕 아래 한낮의 사무실 _증발, 열교환, 복사열, 퀀텀점프
- 마트에는 속도가 필요하다 _상도표, 냉동 기술, 유도 방출
- 태양을 피하는 방법 _빛의 파동, 광합성, 진자운동
- 보이지 않는 것을 비추는 빛 _엑스선, 간섭효과, 회절현상
- | 출장 2 | 프랑스에서 열린 여름날의 워크숍 _방사광가속기, ‘와인의 눈물’, 스핀 밸브

3장. 가을
- 전자, 에너지에 갇히다 _홀효과, 양자 홀효과, 초격자, 이종 구조
- 어느 가을날의 출근길 _빛의 산란, 광전효과, 초전도체
- 호숫가의 단풍놀이 _도플러효과, 부력, 수소 결합
- 가을은 야구의 계절 _레이다, 수직항력, 강속구
- 더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라 _달, 액상 에피택시, 태양전지

4장. 겨울
- 기울어진 지구에서 마시는 에스프레소 _위도, 단열, 수증기의 압력
- 물리학이 만드는 따스한 색들 _자유전자, 금, 불순물, 반도체
- 겨울왕국을 녹이는 것들 _어는점, 물의 밀도, 줄발열
- | 출장 3 | 겨울 하늘을 나는 뉴욕행 비행기 _터빈, 공기의 힘, 특수상대성이론

에필로그 | 동료 물리학자 여러분에게

책 속으로

물리학자의 눈에 보이는 세상은 모두 ‘글’이다. 물리학이라는 문법을 따르는 물질이라는 활자로 정밀하게 직조되었다. 물질의 색과 질감에는 저마다의 이유가 있고, 하늘에서 내리쬐는 햇빛이나 별빛에도 모두 사연이 있다. 인간도 그 자연의 일부다. 그러니 물리학을 사랑하는 사람에게 자연은 아름다운 글귀로 가득한 시집이다.
_4~5쪽 | 프롤로그 ㆍ 안녕하세요, ‘물리 중독자’입니다

하지만 그렇다고 해서 흑체복사가 사라진 것은 아니다. 빛의 파장이 길어져서 우리 눈에 보이지 않는 가시광선 영역 밖의 빛을 내고 있을 뿐이다. 미지근해진 백열전구처럼 오늘 밤하늘에 뜬 별들도, 차갑게 느껴지는 방 안의 물체들도 모두 양자역학으로만 설명할 수 있는 나름의 빛을 발하고 있다.
_70쪽 | 1장. 봄 ㆍ 지친 하루를 밝히는 양자역학의 힘

인간의 이상적인 걷기는 진자운동이다. 괘종시계처럼 막대 끝에 달린 무게추가 흔들리는 그 진자운동 말이다. 발을 딛고 한 걸음 나아가면 무게중심이 조금 위로 올라갔다가 최고점을 지나 다시 내려온다. 다시 발을 바꾸어 딛고 한 걸음 나아가면 그 다음 진자운동이 발생한다.
_133쪽 | 2장. 여름 ㆍ 태양을 피하는 방법


대학 3학년이 될 때까지 계산 결과를 그린 그래프는 언제나 부드러운 곡선이었다. 지금 이 그래프는 전혀 자연스럽지 않은 그래프였다. 저항이 0이라니?! 게다가 어떤 물질이 이렇게 갑자기 금속에서 초전도체가 되다니 굉장한 일이었다. 함께 밤새 시료를 만들고 측정하던 나와 동기들은 모두 흥분했다.
_202쪽 | 3장. 가을 ㆍ 어느 가을날의 출근길

그저 단순한 노란색으로 보일지라도 그 색이 가진 빛을 내기 위해 금 속의 전자는 빛에 가까운 속도로 달리고 있다. 그렇게 생각한다면 물리학자로서 금색은 세상에서 가장 가치 있는 색이다. 무려 특수상대성이론이 만든 광채니 말이다.
_284쪽 | 4장. 겨울 ㆍ 물리학이 만드는 따스한 색들

사실 물리학은 어렵다거나 일상과 먼 학문이 절대 아니다. 말 그대로 ‘물질이 작동하는 이치’를 알기 위한 학문이기에 우리 주변의 모든 것, 특히 인간은 그 범주에서 벗어날 수 없다. 물질의 세계에서 24시간을 살고 있는 우리는 ‘학습’으로서 물리를 본능적으로 익혀온 ‘실전물리학자’다.
_334쪽 | 에필로그 ㆍ 동료 물리학자 여러분에게

출판사 서평

★★★ 김범준 성균관대 교수 강력 추천! ★★★
★★★ 봄부터 겨울까지, 사계절로 살펴보는 가장 일상적인 물리학! ★★★
★★★ 물리 현상의 이해를 도울, 저자가 직접 그린 50여 개 그림 수록 ★★★


평범한 하루에 숨겨진 물리학,
그 경이로운 세계를 탐험하다!


어려운 기호와 복잡한 수식,
몇 번을 보아도 눈에 들어오지 않는 용어들까지…
‘물리학? 나하고는 상관없는 것 아닌가?’ 하고 생각한 적 있다면
지금 당장 이 책을 펼쳐야 할 때!

“정확히 말하자면 근본적인 이유는 위도가 높아서가 아니라 지구가 기울어져 있어서다. 그렇다. 오늘 내가 늦잠을 잔 이유도 지구가 기울어져 있어서다. (…) 지구가 기울어져 있다는 사실과 아주 간단한 과학 지식만 이해하면 내가 기울어진 지구 탓을 하는 게 이상한 일이 아님을 이해할 것이다.”
- 본문 중에서

대부분은 물리학을 어렵고 낯선 학문이라고 느낀다. 과학을 좋아해 이과를 선택한 사람조차도 물리학 앞에서는 한 걸음 뒤로 물러날 정도다. 외계 문자 같은 기호들과 얼핏 현대미술 같아 보이는 복잡한 수식들도 물리학이 우리의 삶과 동떨어져 있다는 거리감을 만드는 데 일조한다. 심지어 어떤 사람들은 물리학을 ‘T 같아서’ 낭만이 없는 학문이라고 여기기도 한다.
『모든 계절의 물리학』은 이런 고정관념을 부드럽고 유쾌하게 뒤집는다. 봄날의 달리기에서 찾은 운동화 속 쿠션의 원리, 여름을 더 청량하게 만들어줄 마그네슘의 역할, 가을 야구의 긴장감을 높여줄 야구 배트의 비밀, 상대성이론이 빚은 겨울의 따스한 조명까지, 사계절이라는 시간의 흐름 속에서 하루하루를 천천히 들여다보며 그 안에 가득한 물리 현상과 법칙을 아주 흥미롭게 짚어낸다.
그동안 물리학과는 거리가 먼 ‘보통의 삶’을 살고 있다고 생각했겠지만, 사실 우리는 매일 물리학과 함께 살고 있다. 이제 낯선 이론으로 물리학을 이해하려 하지 말고, 일상의 감각을 통해 물리학을 느껴보자. 아침에 눈을 떠 몸을 일으키는 순간부터 당신의 하루는 아주 거대한 물리학 실험실로 바뀔 것이다. 동시에 당신의 삶에 물리학이 얼마나 가까이 있었는지 알면 매 순간 놀랄지도 모른다.


모두가 ‘물리 중독’에 빠지는 그날까지!
걷고, 뛰고, 먹는 당신의 모든 순간에 관한
아주 특별한 일상 안내서

★ 김범준 성균관대 교수 강력 추천!
★ 독일 막스플랑크연구소 물리학자의 첫 과학 교양서
★ 양자컴퓨터의 핵심, ‘초전도체 전문가’

“보통 일반인을 대상으로 과학을 설명할 때는 양자역학을 일상과 전혀 관련 없는, 우리가 절대 이해할 수 없는 학문처럼 소개하지만 실제로는 전혀 그렇지 않다. 물론 이해하기 어려운 지점도 있다. 그렇지만 지금 우리 눈에 보이는 아주 평범한 일상도 자세히 보면 양자역학이 만들어낸 것이다.”
- 프롤로그 중에서

저자는 과학, 그중에서도 물리학을 너무나도 사랑한 나머지, 실제로 물리학자가 된 사람이다. 서울대학교에서 물리학을 공부한 그는, 삼성전자 반도체연구소를 거쳐 현재는 독일 슈투트가르트에 위치한 막스플랑크연구소에서 박막 기술 그룹을 이끌고 있을 정도로 물리학에 진심인 ‘덕후’다. 나아가 물리학은 어렵다는 편견에 맞서 물리학만이 가진 재미와 매력을 더 많은 사람에게 전하고자 누구보다 노력하는 물리학자다.
『모든 계절의 물리학』은 그런 저자가, 일상이라는 세계를 물리학자의 시선으로 새롭게 바라본 과학 에세이기도 하다. 과학 잡지 《스켑틱》, 고등과학원 웹진 《호라이즌》, 아태이론물리센터 웹진 《크로스로드》 등 다양한 매체에 칼럼을 연재하고, 유튜브 〈삼프로TV〉, KBS 〈이슈 Pick, 쌤과 함께〉 등 여러 방송에 출연하며 다져온 저자의 유쾌하고 재미있는 스토리텔링은 마치 한 편의 산문집을 읽는 듯한 착각을 불러일으킬 것이다.
또한 저자는 그럼에도 복잡하다고 느낄 수 있는 물리학 개념들에 대해 독자의 이해를 돕기 위해서 직접 50여 개 이상의 그림을 그려 넣었다. 어딘가 친숙함이 느껴지는 저자의 그림을 통해 과학에 대한 거리감이 좁혀지는 듯한 느낌을 받을 수 있을 것이다. 과학이 낯선 사람에게도, 물리학에 막연한 부담감이 있던 사람에게도 이 책은 ‘가장 일상적인 물리학’의 문을 열어주며, 당신을 ‘물리 중독’의 길로 안내할 것이다.


물리학은 어떻게 일상이 되는가!
세상을 더 촘촘히 이해하기 위한
과학이라는 모두의 교양

챗GPT를 비롯한 생성형 인공지능부터 양자컴퓨터, 초전도체, 누리호와 스페이스 X까지 우리는 과학이 세상의 중심이 된 시대를 살아가고 있다. 과학 지식을 설명하는 숏폼 콘텐츠나 짧은 유튜브 영상뿐만 아니라 크리스토퍼 놀란 감독의 〈오펜하이머〉, 류츠신 작가의 『삼체』, 가수 윤하의 ‘사건의 지평선’처럼 대중문화에서도 과학을 만나는 접점이 더 다양해지고 있다.
자연스럽게 과학을 향한 대중의 관심도 높아지면서, 이제 과학은 실험실 안의 언어로만 머무르지 않는다. 대신 우리가 세상을 읽는 또 다른 언어로 확장되고 있다. 이런 시대에 세상을 더 촘촘히 이해하기 위해서 우리에게 필요한 것은, 과학을 감각하고 해석할 수 있는 ‘과학 문해력’이다. 일상에서 벌어지는 작은 과학적 현상들을 하나씩 해석하다 보면 어느새 어디서도 ‘아는 척’할 수 있는 과학적 감각이 내 안에 쌓여 있을 것이다.
“나는 문과라서 이해할 수가 없다”라고 말하는 사람들에게 저자는 말한다. 인생의 모든 순간은 오히려 우리가 세상을 잘 이해한 물리학자기에 가능한 것들이었다고. 마지막 페이지를 덮고 나면 보이지 않던 세계가 눈앞에 하나둘 펼쳐질 것이다. 아침에 모닝커피를 마시고, 사무실의 형광등을 켜고, 퇴근 후 영화 속 한 장면에 고개를 갸웃하는 순간 당신도 이미 과학이라는 언어로 세상을 읽는 중일지 모른다.

작가정보

저자(글) 김기덕

독일 막스플랑크연구소 고체물리학자

초전도체, 반도체 등을 포함해 주로 손 위에 올릴 수 있는 단단한 물질을 만들고 측정하며 연구하는 고체물리학자. 서울대학교에서 물리학을 공부한 후 동 대학에서 물리학 석사 학위를 받았고, 독일 슈투트가르트의 막스플랑크연구소에서 물리학 박사 학위를 받았다. 그 후 한국으로 돌아와 나노구조물리연구단에서 박사후연구원을 지냈으며, 삼성전자 반도체연구소에서 반도체 계측 기술을 개발하는 데 힘썼다. 현재는 막스플랑크연구소에서 박막 기술 그룹을 이끌고 있다.
물리학을 사랑한 나머지, 물리학자까지 된 그는 연구나 실험을 하지 않을 때면 대중에게 물리학의 재미와 매력을 전파하기 위해 틈틈이 글을 쓴다. 과학 잡지 《스켑틱》, 고등과학원 웹진 《호라이즌》, 아태이론물리센터 웹진 《크로스로드》 등 다양한 매체에 칼럼을 연재하며 과학 저술가로도 활발하게 활동하고 있다. 국내에 출간된 저서로 『초전도체』 『물질의 재발견』(공저) 등이 있다.