Name: 물질의 물리학
Rating: 9.5 (31 reviews)
Author: 한정훈 저

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물질의 물리학

고대 그리스의 4원소설에서 양자과학 시대 위상물질까지

한정훈 저 | 김영사 | 2020년 09월 25일 리뷰 총점9.5 정보 더 보기/감추기

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물질의 물리학

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품목정보

품목정보
발행일	2020년 09월 25일
쪽수, 무게, 크기	300쪽 \| 498g \| 14821518mm
ISBN13	9788934920106
ISBN10	8934920106

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물질의 물리학 + 물질의 재발견

한정훈 등저 | 김영사 | 2023년 03월 28일

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책소개

“모든 물질은 양자 물질이다. 우리 몸과 빛조차도!” 
현대물리학의 가장 큰 분야, 응집물질물리학을 소개하는 최초의 교양서 
탁월한 스토리텔링과 비유로 이해하는 양자 물질의 역사

★★★제61회 한국출판문화상 교양 부문 저술상 
★★★2021년 한국과학창의재단 올해의 과학도서 
★★★2020 우수출판콘텐츠 선정작 
★★★2020 APCTP 올해의 과학도서 
★★★제39회 한국과학기술도서상 최우수상 
 
 
질량은 어떻게 생겨나는가? 빛도 물질인가? 자석은 왜 자석인가? 왜 어떤 물질은 전기를 통하고 다른 물질은 그러지 못하는가? 2차원, 1차원 물질도 있는가? 도대체 ‘물질’이란 무엇인가? 『물질의 물리학』은 물리학의 근원적인 질문들을 탐구해가는 과정에서 발견된 그래핀, 초전도체, 양자 홀 물질, 위상 물질 등 기묘한 물질들의 세계를 탁월한 스토리텔링과 독창적인 비유로 직관적이고도 자세하게 풀어낸 책이다. 저자인 한정훈 박사는 지도교수 데이비드 사울레스의 2016년 노벨 물리학상 수상을 계기로 여러 차례 대중 강연을 하고 해설을 기고하면서, 제한된 시간과 지면에 답답함을 느껴 좀 더 긴 호흡으로 ‘물질’에 대해 대중과 이야기를 나누고자 이 책을 구상했다. 그는 이 책에서 고대 그리스의 4원소설에서부터 양자과학 시대의 위상 물질에 이르는 ‘물질’의 역사를 물리학자들의 삶과 당시의 시대 배경, 자신의 경험을 씨실과 날실로 엮어 흥미롭게 소개하고 있다. 현대물리학에서 가장 많은 과학자들이 다루는 대상은 ‘물질’(응집물질물리학)인데 국내 물리학 교양서 대부분은 ‘우주’(천체물리학)와 ‘입자’(입자물리학)가 차지하고 있는 현실에서, 현대물리학의 최신 흐름에 목말라 했던 독자들에게 이 책은 가뭄의 단비와 같은 책이 될 것이다. 
 
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저자 소개 (1명)

저 : 한정훈

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성균관대학교 물리학과 교수. 1997년 워싱턴대학교에서 데이비드 사울레스 교수(2016년 노벨 물리학상 수상)의 지도 아래 박사학위를 받은 후 아시아태평양이론물리센터(1997~1999), 버클리대학교(1999~2001) 연구원, 건국대(2001~2003) 교수를 거쳐 성균관대(2003~현재)에 재직 중이다. 주요 연구 분야는 양자 자성체, 양자 스핀계 이론이다. 다강체 이론, 스커미온 이론, 양자 스핀계의 수송 ... 성균관대학교 물리학과 교수. 1997년 워싱턴대학교에서 데이비드 사울레스 교수(2016년 노벨 물리학상 수상)의 지도 아래 박사학위를 받은 후 아시아태평양이론물리센터(1997~1999), 버클리대학교(1999~2001) 연구원, 건국대(2001~2003) 교수를 거쳐 성균관대(2003~현재)에 재직 중이다. 주요 연구 분야는 양자 자성체, 양자 스핀계 이론이다. 다강체 이론, 스커미온 이론, 양자 스핀계의 수송 이론 등에서 독보적인 연구 업적이 있다. 고등교육재단 해외 유학 장학생에 선발된 바 있고, 워싱턴대학교의 서배스천 카러 상Sebastian Karrer Prize, 삼성미래기술육성재단 연구비 등을 받았다. 지도교수의 노벨상 수상을 계기로 여러 차례 대중 강연을 하고 해설을 기고하기도 했다. 80여 편의 학술 논문과 함께 전공 서적 『응집물질에서의 스커미온Skyrmions in Condensed Matter』(Springer, 2017)을 출판했다. 2019년부터는 고등과학원에서 발행하는 웹진 〈호라이즌〉의 편집자로 참여해 대중 과학 원고 섭외, 편집, 출판을 돕고 있다.

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책 속으로

나는 이론물리학자다. 새로운 물리 이론을 만들어 논문을 쓰는 게 내 일이다. 논문을 왜 쓰는가? 승진, 인정, 명성 등 여러 가지 현실적인 이유를 들 수 있지만, 가장 원초적인 이유는 남들과 공유하고 싶은 나만의 이야기가 있기 때문이다. 그런데 여기서 말하는 남들이란 나와 같은 분야에서 일하는 다른 연구자들이다. 대상이 좁을 수밖에 없다. 전 세계를 다 훑어봐도, 내가 반년 동안 온 힘을 기울여 완성한 논문을 읽고 관심을 가질 만한 사람은 겨우 스무 명 남짓하다. 그 동기만을 놓고 보면, 대중을 향한 책 쓰기도 논문 쓰기와 다르지 않다. 나만의 이야기가 있을 때, 그걸 사적인 자리에서 혹은 사회관계망에서 친구들, 동료들과 공유하는 것만으로는 뭔가 아쉬움이 남을 때, 심지어 이 말만은 꼭 하고 죽겠다는 각오마저 들게 하는 그런 이야깃거리가 있을 때, ‘저술가’라는 부류의 인간이 탄생한다. 나에게도 인생을 한 걸음 더 나아가기 전에 정리해서 남겨놓고 싶은 이야기가 하나 있다. 물질의 이야기다. --- p.11 거대한 우주에 대한 서사나, 신의 영역에 도전하는 소립자 세계에 대한 이야기는 이 책에 없다. 책의 출발점은 일상생활의 뿌리요 뼈대인 원자이고, 그 원자를 설명하는 양자역학이다. 이 책은 원자로부터 시작해서 몸집을 키워나간다. 물질의 세계를 향해 나간다. 일상생활에서 흔히 발견되는 익숙한 물질보다는 실험실에서나 찾아볼 수 있는 독특한 물질의 세계를 주로 다루었다. 진정한 양자 물질의 세계는 산속에 은둔해 무술 연마에만 몰두하는 무림 고수의 세계와 비슷하다. 실험실 밖으로 잘 나오지 않는다. 그 무림 세계를 지배하는 굵직한 계파 이야기를 공유하려고 한다. 이 책에서 다루는 계파, 즉 양자 물질은 초전도체, 초액체, 양자 홀 물질, 그래핀, 디랙 물질, 위상 물질 등이다. 조금 신기하게 들릴 수도 있겠지만, 빛도 물질이다. --- p.13 과학이라는 행위는 어떤 근사한 가설 하나를 줄에 묶어 천장에 매달아놓고, 그 아래 부엌에서 과학자들이 그 가설의 옳고 그름을 검증하려고 이런저런 실험과 계산을 해보는 모습에 비유할 수 있다. 그 가설이 옳다는 쪽으로 결론이 나면 줄은 아래로 내려오고, 주방에서 일하는 사람이라면 누구나 그 가설을 가까이 만지고, 냄새 맡을 수 있게 된다. 가설은 이제 ‘정설’ 또는 ‘법칙’으로 불린다. 누군가 오래전에 그 가설 덩이를 천장에 매달아놓은 덕분에 주방에서 비로소 일을 시작할 수 있게 되었다. 데모크리토스는 ‘원자’라는 이름의 아주 매력적인 가설을 천장에 매달아준 인물이고, 그의 가설 덩어리를 주방으로, 정설로, 진리의 세계로 끌어내리기 위해 과학자들은 2천 년이 넘는 세월 동안 주방에서 분주하게 일했다. --- pp.23~24 “더 이상 나눌 수 없는 그 무엇이 존재한다는 주장만 떼어놓고 본다면 엠페도클레스와 데모크리토스와 플라톤의 답안은 기본적으로 옳다. 비록 그리스인들이 내놓은 ‘답’은 구체적으로 들여다보면 볼수록 부정확했지만 그들이 했던 ‘질문’은 아주 적확한 과학적 질문이었다. 현대 과학은 그들이 제시했던 답안 곳곳에 보였던 빈칸을 두리뭉실한 언어 대신 치밀한 수학적 언어로 채워주었다. 플라톤 이후 수천 년에 걸친 세월은 이런 빈칸 채우기에 필요한 과학적 실험 도구와 수학적 언어를 개발하는 데 걸린 시간이라고 생각한다.” --- pp.36~37 과학자가 가장 슬퍼해야 할 때는 그가 했던 일이 실패했을 때가 아니라, 무의미할 때이다. 그 결론만 놓고 보면 실패한 이론이었지만, 역사적으로 볼 때 《티마이오스》는 최초의 물질 이론을 담은 책이라고 해도 손색이 없는 보석 같은 요소를 담고 있다. 특히 엄밀한 수학 증명 결과를 자연현상 해석에 적용했다는 점을 가장 매력적인 측면으로 들고 싶다. 《티마이오스》 이후 25세기에 걸쳐 물질의 본질에 대한 탐색이 있었다. 그 결론을 한마디로 내리면 이렇다. ‘모든 물질은 양자 물질이다.' --- p.45 어떤 호텔이 있다. 이름은 파울리 호텔이라고 한다. 이 호텔에는 독특한, 절대 어길 수 없는 규칙이 하나 있다. 어떤 방이든 각 방에는 남자도 한 명, 여자도 한 명까지만 들어갈 수 있다는 규칙이다. 텅 빈 방, 남자 혼자 투숙한 방, 여자 혼자 투숙한 방, 남녀 한 쌍이 투숙한 방은 있지만 남자 둘, 여자 둘이 같은 방에 들어오는 건 절대 허용되지 않는다. 세상에 어떤 호텔이, 무슨 이유로 이런 묘한 규칙을 요구할까? --- p.78 파울리 호텔은 바로 물질이다. 물질은 원자를 조합해서 만들어졌고, 각 원자는 양성자와 중성자가 묶여 있는 원자핵, 그리고 그 주변을 맴도는 전자로 구성되어 있다. 결국 모든 물질 속에는 그 물질을 구성하는 원자 개수에 비례하는 수많은 전자가 있는 셈이다. 각각의 전자는 고유한 방 번호가 붙어 있는 방에 투숙하고 있다. 이 방 번호를 양자역학에서는 양자수라고 부른다. 우리 주변에 보이는 모든 물질은 일종의 파울리 호텔이다. --- p.81 하이젠베르크가 그의 풋내기 학생에게 제시한 주제는 원자 세계의 문제도, 우주의 문제도 아니었다. 그가 내린 화두는 “자석은 왜 자석인가?”와 “왜 금속에서 전류가 흐르는가?” 이 두 문제였다. 이제 막 양자역학이란 멋진 도구가 탄생했고, 유럽의 능력 있는 이론물리학자라면 너도나도 그 과실을 따 먹으려고 눈에 불을 켜고 달려들던 때인데, 왜 하이젠베르크는 하필 이런 유치한 문제를 두고 고민하면서 학생에게 풀어보라고 시켰을까? --- p.101 그 26년 동안 오너스가 과학적인 성과라고 할 만한 것을 딱히 거두었을 리 만무하다. 그가 했던 일이라고는 그저 세계 최고의 저온 냉장고를 만들기 위해 장비를 설계하고, 설계를 수정하고, 장비를 만들고 관리할 전문 숙련공을 훈련시키는 것이었다. 과학자의 인생이나 그의 성취를 너무 낭만적으로 묘사하거나 영웅시하는 일은 물론 경계해야겠지만 이 대목에서 한 번쯤 가슴 뭉클해지는 감정이 들지 않을 수 없다. 26년이란 세월을, 딱히 세상에 자랑할 만한 논문 한 편도 없이, 어떻게 버텼을까! 오너스의 집념, 그 주변 사람들의 이해와 도움, 그리고 그의 연구실에서 하는 사업을 꾸준히 지원해주었던 네덜란드라는 국가나 레이던대학교의 제도 등을 상상해보면 놀라움과 부러움과 존경심이 한꺼번에 교차된다. --- p.114 빛이 파동임을 증명했던 맥스웰로부터 슈뢰딩거의 양자역학 방정식 탄생까지, 그 탐구의 시작과 끝만 딱 떼어놓고 보면 천지개벽과도 같은 변화가 분명했다. 하지만 그 중간 과정을 단계별로 뜯어보면 한 알의 도토리가 땅에 떨어져 싹이 나고 크게 자라 마침내 참나무가 되듯 점진적인 변화의 측면도 분명히 보인다. 양자역학의 핵심 상수를 도입한 플랑크의 논문에는 막상 양자란 단어가 하나도 등장하지 않았고, 빛이 알갱이라고 주장한 아인슈타인의 논문에는 광자photon란 단어가 없다. 대신 ‘양자’는 자유롭게 사용하고 있다. 정작 ‘광자’를 공식적으로 사용한 건 1926년 미국의 물리화학자 루이스Gilbert Lewis(1875~1946)였다. (학문적) 선배에게는 매우 조심스러웠던 개념이 다음 세대에선 자연스럽게 통용되고, 이를 토대로 다음 단계로 조심스럽게 나아가는 현상은 그 당시나 지금이나, 변함없이 과학이 움직이는 모습이다. --- p.166 우리는 은연중에 물질이라고 하면 직접 보고 만지고 느낄 수 있는 대상이라고 생각한다. 물질은 너비와 길이와 높이가 있는, 3차원적인 어떤 대상이어야 한다는 편견이 있다. 현대의 물질 과학은 이런 (일상적인 경험에 근거한) 편견을 20세기 후반 들어서 극복해버렸다. 물질에는 2차원 물질, 1차원 물질도 있다. --- p.211 자석이란 단어가 일반적으로 주는 인상은 놀라움과 경외감보다는 그저 ‘아이들 장난감’에 훨씬 가깝다. 나 역시 양자 물질을 연구하는 물리학자가 되기 전까지는 그런 생각을 하고 있었다. 사실 자석은 양자역학의 본성을 제대로 알아야만 간신히 이해할 수 있는 신비로운 물질이다.

--- p.234

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출판사 리뷰

“모든 물질은 양자 물질이다. 우리 몸과 빛조차도!” 현대물리학의 가장 큰 분야, 응집물질물리학을 소개하는 최초의 교양서! ★★★김민형, 김필립, 염한웅, 이상욱 교수 추천 현대물리학에서 가장 큰 분과인 응집물질물리학을 대중에게 소개하는 책. ‘응집물질’이란 말 그대로 액체나 고체처럼 입자 간 상호작용이 강한 물질로, 반도체, 금속, 자석, 초전도체 등 우리가 사는 세상에서 가장 흔한 형태의 물질이다. 한국물리학회 회원 중 약 4분의 1, 미국물리학회 회원 중 약 3분의 1이 응집물질물리학 연구를 하고 있다. 이 정도면 ‘물질의 물리학’을 대중에게 소개하는 책 한 권 정도는 있을 법한데, 국내는 물론이고 과학 선진국이라고 하는 국가를 통틀어도 그런 책을 찾기는 매우 어렵다. 다루는 내용이 무척 넓고 다양해서 양자역학, 전자기학, 통계역학의 법칙들을 두루 이용하기도 하거니와 대중에게 수학을 배제한 채 일상의 언어만으로 물리학 이론을 설명하는 데는 한계가 있기 때문이다. 이런 고난도 작업을 이론물리학자 한정훈 박사는 30여 년의 연구 경험과 2016년 지도교수의 노벨 물리학상 수상이 계기가 된 대중 강연과 글쓰기 경험을 바탕으로, 이 책에서 능숙하게 해낸다. 탁월한 스토리텔링과 비유를 곁들여 직관적이면서도 정확하고 자세한 설명을 따라가다 보면 현대물리학의 큰 흐름을 맛볼 수 있을 것이다. 세상 만물은 물질로 이루어져 있다. 그런데, 물질이란 무엇인가? 고대 그리스 시대부터 제기된 궁극의 질문, 불과 백여 년 전 발견된 양자역학과 함께 정답이 쏟아지기 시작했다! 이 책은 총 아홉 개의 장으로 구성되어 있다. 각 장에서 다루는 내용을 간략히 소개하면 다음과 같다. 1장 ’최초의 물질 이론‘에서는 4원소설로 대표되는 고대 그리스의 물질관과 현대의 양자역학적 물질관을 비교, 소개한다. 2장 ’꼬인 원자‘에서는 양자역학이 탄생하기 직전 유행했던 흥미로운 원자론을 소개하면서, 위상수학적 개념이 물리학 역사에서 부침을 거듭하면서도 어떤 유익한 발전을 가져왔는지 살펴본다. 3장 ’파울리 호텔‘에서는 물질을 호텔에 비유하여 양자역학적으로 물질을 구분하는 방법을 설명한다. 왜 어떤 물질은 전기가 통하고, 어떤 물질은 그러지 못하는지 양자역학적 관점에서 알 수 있다. 4장 ’차가워야 양자답다‘에서는 저온 물리학의 개척자 카메를링 오너스를 소개한다. 절대영도에 가까운 극저온 상태에서 물질의 양자역학적 성질은 극명하게 드러난다. 5장 ’빛도 물질이다‘에서는 빛과 물질은 서로 다른 대상이란 통념이 어떻게 깨졌는지 서술한다. 빛도 물질이라는 자각을 통해 비로소 양자역학의 토대가 놓였다고 할 수 있다. 6장 ’양자 홀 물질‘에서는 대표적인 위상수학적 물질인 양자 홀 물질의 발견과 이론의 발전이 100년이 넘는 기간을 통해 이루어진 과정을 소개한다. 7장 ’그래핀‘에서는 저자의 중학교, 대학교 1년 선배인 세계적인 그래핀 과학자 김필립 교수 이야기를 개인적인 관점에서 다룬다. 물질에는 2차원, 1차원 물질도 있다는 사실을 알 수 있다. 그래핀이 바로 대표적인 2차원 물질이다. 8장 ’양자 자석‘에서는 자석에 대한 양자역학적 이해와 응용의 역사를 다룬다. 자석은 장난감이 아니라 가장 양자역학적인 물질인 동시에 중요한 정보 저장 장치이다. 특히 이 장에는 저자의 연구가 〈네이처〉에 실리기까지의 과정이 생생하게 담겨 있어, 물질을 연구하는 물리학자는 무엇을 꿈꾸고 어떻게 연구하는지 간접적으로 느껴볼 수 있다. 9장 ’위상 물질 시대‘에서는 현재 진행 중인 첨단 양자 물질 물리학 분야를 소개한다. 물질을 이루는 원자, 그 원자를 이해하는 유일한 도구 양자역학 탁월한 스토리텔링과 독창적인 비유로 이해하는 양자 물질의 역사 현대물리학의 근간이 되는 양자물리학이 이 우주를 구성하는 물질을 어떻게 설명하는지 비전공자에게 명쾌하게 설명한다는 것은 정말 어려운 일이다. 그런데 저자는 탁월한 스토리텔링과 독창적인 비유로 이를 능수능란하게 해낸다. 예를 들면 물질을 호텔에, 물질 속의 전자를 그 호텔의 투숙객에 비유하는 3장 ’파울리 호텔‘이 그렇다. 파울리 호텔에는 설계도(양자역학)도 있고, 운영 방식(배타원리)도 있다. 투숙객(전자)들은 위아래층(전자의 에너지 정도)을 오르내리고, 복도에는 구멍이 뚫려 있어 아래층으로 내려오려면 이 구멍으로 떨어져야 한다. 떨어지면서 쿵, 꽈당 등 다양한 소리(빛)도 낸다. 흥미로운 비유를 곁들여 읽다 보면 양자역학, 분광학, 전자기학 지식에 자연스럽게 익숙해진다. 또한 이 책에는 수많은 물리학자가 등장한다. 그중에서도 양자 물질의 역사에서 빼놓을 수 없는 인물이 네덜란드의 과학자 카메를링 오너스다. 뉴턴 법칙이 진공이라는 극단적인 환경에서 제대로 입증되는 것처럼, 물리학의 원리를 제대로 보기 위해서는 극한의 환경이 필요하다. 이런 맥락에서 물질의 양자적인 속성은 저온 상태에서 더 잘 드러나는데, 이 문제에 결정적인 기여를 한 것이 바로 오너스가 만든 냉장고다. 오너스가 1882년 29세의 나이로 레이던대학교의 교수로 취임할 때까지 액화시키지 못한 유일한 기체는 헬륨이었는데, 오너스는 이 주제를 파고들어 그로부터 26년 후 액체 헬륨을 얻는 데 성공한다. 어떤 물질이든 절대영도(섭씨 영하 273.15도) 근방까지 낮출 수 있는 ’절대 냉장고‘가 탄생한 것이다. 이 냉장고는 20세기 전반에 걸쳐 양자 물질의 비밀을 풀어내는 데 필요한 단서를 하나씩 제공해주었다. 이렇게 발견된 물질들, 저항이 전혀 없는 금속과 액체, 즉 초전도체와 초액체는 노벨 물리학상의 영광을 누렸을 뿐만 아니라 이미 대형 병원에 설치된 MRI 같은 기계에 널리 쓰이고 있다. 또 저자가 공헌한 분야인 ’스커미온‘을 이용해 기억소자를 만들 수 있다면 지금 정도의 성능을 지닌 기억장치 크기를 땅콩 한 알 정도로 줄일 수도 있다. 이 분야가 품고 있는 이론과 실험, 기초과학의 깊이와 응용의 폭을 생각해보면 왜 ’물질의 물리학‘ 즉 응집물질물리학이 현대물리학에서 가장 큰 분과인지 알 수 있을 것이다.

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올해의 책 추천평 (3개)

매년 진행되는 올해의 책 선정 행사에서 고객님들이 직접 작성해주신 추천평입니다.

2021

물리학자들의삶을 엿볼수있고 학문에 열중하는게 뭔지 느낄 수 있습니다 우리나라에 훌륭한 연구자들이 많이 나와서 각종 과학분야에서도 노벨상도 탈 날이 머지 않았

s******1 | 2021.11.01

2021

물리학의 기초를 비전문가도 쉽게 다가갈 수 있도록 도와주는 도서입니다.

k******a | 2021.10.27

2021

탁월하면서도 대중친화적인 물리 도서입니다.

h*****o | 2021.10.26

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종이책 주간우수작 『물질의 물리학 : 고대 그리스의 4원소설에서 양자과학 시대 위상물질까지』

평점10점 | YES마니아 : 플래티넘 m****d | 2020-11-16 | 신고

저자는 워싱턴대학교에서 2016년 노벨 물리학상을 수상한 데이비드 사울레스 교수의 지도 아래 박사학위를 받은 후 연구원, 건국대 교수를 거쳐 현재 성균관대 물리학과 교수로 재직 중이다. 앞서 저자가 오랫동안 연구해온 '스커미온'이라는 분야의 성과를 집약한 책을 집필 후 대중의 눈높이에 맞춘 과학서적의 부재에 갈증을 느껴 '물질'에 관한 이야기를 쓰기로... 더보기

원문주소 : https://sarak.yes24.com/review/13326932

한 분야의 전문가가 쓴 책을 좋아한다. 그것은 자서전의 형식을 취할 수도 있고 에세이 형태의 글일 수도 있다. 어떠한 형식이든 한 분야에 오랫동안 공부했거나 몸 담아온 분들이 쓴 책을 좋아하고 즐겨 읽는다. 그들이 쓴 책에선 그 사람의 향기가 난다. 그가 어떤 삶을 살아왔고 어떤 것을 치열하게 고민하고 살아왔는지에 대한 삶의 흔적을 엿볼 수 있다. 픽션이 아니라 그 사람의 인생이 녹아있어 더 생기 넘친다.

어린 시절 유일하게 좋아했던 과목이 과학이었기에 과학 관련 서적은 늘 눈여겨 본다. 마침 지금 준비하고 있는 자격증이 '방사성동위원소취급자일반면허'라 물질에 관한 이야기는 꽤나 흥미롭고 유용한 소재이기도하다.

물질이란 무엇인가,

물질에 대한 물음은 고대그리스 시대로 거슬러 올라간다. 그 시대 위대한 철학자들의 주장은 지금에야 우스꽝스러워 보일지 몰라도 그들은 물질의 근원에 대해 사뭇 진지하게 고민했다. 기원전 시작된 철학자들의 물음은 현대를 살고 있는 우리들에게 아직까지도 큰 영감을 주고 있다.

만물이 불, 흙, 공기, 물 네 가지 원소로 이루어져 있다는 엠페도클레스의 4원소설에서 원자론의 창시자 데모크리토스, 플라톤의 고체라 불리는 정다면체가 정사, 정육, 정팔, 정십이, 정이십면체 다섯종류가 있다는 사실을 증명한 플라톤 동시대의 기하학자들까지. 물질의 근원을 찾기 위한 인간의 물음은 끝없이 이어졌다.

p.44 이렇게 어떤 물리학적 의미가 있는 각 수를 양자수quantum number라고 부른다. 중요한 것은 모든 전자가 지정된 번호의 방에만 들어갈 수 있다는 것이다. 어떤 전자도 방 2개를 한꺼번에 차지하는 무례를 범할 수 없고, 새로운 방을 멋대로 만들어 들어갈 수도 없다. 방문턱에 걸터앉아 몸의 절반은 방 안에, 나머지 절반은 방 밖에 두는 것도 허락되지 않는다.

파울리의 배타원리를 배울때 이런 생각을 해본적은 없었다. 당연히 그러한것이라고 넘어갔는데 전자가 방문턱에 걸터 앉아 있는 상상을 하니 너무 웃겼다. 저자가 앞서 밝혔듯 인문학적 분위기가 가득한 집에서 자란 탓일까? 자칫 딱딱할 수 있는 소재임에도 곳곳에 재밌는 생각과 이야기들이 많이 등장한다.

파울리의 배타원리를 배울때 이렇게 배웠다면 정말 쉽고 재밌게 배울 수 있었을텐데...

관련 지식이 없어도 알기 쉽게 쉬운 예로 친절하게 설명해준다. 특히 플랑크 상수는 워낙 중요하고 많이 등장하는 상수인데도 어떻게 해서 발견되었는지 찾아본적은 없는데 그 역사적 배경들을 알게되어 흥미로웠다.

고대그리스 시대의 4원소설에서 뉴턴, 맥스웰, 플랑크, 아인슈타인의 시대를 거쳐 위상 물질까지. 물질의 근원을 찾기 위한 인간의 여정은 아직도 현재진행형이다. 공부를 위해 보았던 물질에 관한 여러 공식들을 가벼운 마음으로 읽으니 오히려 더 깊이 있게 공부하고 싶어졌다. 자칫 어렵고 지루할 수 있는 '물질'에 관한 이야기가 저자의 유연한 글로 쉽고 재미있게 읽을 수 있어 관련 지식이 전혀 없는 사람들에게도 적극 추천하고 싶은 책이다.

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