[서평] 기상천외한 물리학 강의 - '나의 행복한 물리학 특강'을 읽고

 

[서평] 기상천외한 물리학 강의 - '나의 행복한 물리학 특강'을 읽고

 

중고등학교 6년 그리고 대학교에서 교양으로 물리라는 과목을 배웠다. 물론 이과를 선택하였기 때문이다.

 

그런데 이과이면서도 물리라는 과목은 싫어했었다. 더 정확히 말하면 물리라는 과목을 못했다는 표현이 맞겠다. 그래서 개인적으론 물리학을 전공한 사람을 보면 속으로 존경심이 생길 정도다.

 

                   

 

 

'나의 행복한 물리학 특강'이라는 책을 읽게 된 이유는 학창시절에 딱딱하게 여겨졌던 물리라는 과목을 전세계 다양한 사람들에게 감동을 줄 정도의 기상천외한 강의라는 책 설명에 강한 호기심이 생겼기 때문이다.

 

 

저자 ‘월터 르윈’ 교수

 

책의 저자인 월터 르윈은 네달란드 태생으로 엑스선천문학 분야에 세계적 석학으로 현재 MIT 교수로 재직하고 있다. 르윈의 모습은 영화 <백투터퓨처>에서 과학자이자 발명가인 브라운 박사의 분위기가 느껴진다. 그래서인지 매사추세츠공과 대학교(MIT)에서 그의 강의 모습이 상상되기도 한다.

 

               

 

 

르윈 교수는 강의를 할 때면 빈 강의실에서 적어도 세 번의 연습을 하며 마지막 연습은 강의가 있는 날 새벽 5시에 한다고 한다.

 

대부분의 고등학생과 대학생은 교사나 교수들이 복잡한 수식을 이용하여 물리를 가르치므로 싫어하는 게 당연하다며, 르윈은 물리를 물리가 아닌 드러나지 않은 세상을 보는 법을 제시하는 거라 말한다.

 

 

물리학 특강을 들여다 보면

 

책은 총 15장으로 구성되었으며, 각 장마다 독특한 재미와 사례로 아름다운 물리의 세계로 우리를 안내한다.

 

우리가 알고 있는 여러 물리 법칙들을 강의실에서 실험하듯 그리고 실제 생활에서 경험하는 사례들을 통하여 물리를 학문이 아니라 실생활에 유익한 정보내지 원리로 이해하도록 설명해준다.

 

               

 

“물리는 황홀하든 평범하든, 장엄하든 미세하든 상관없이, 내가 이 세상 모든 게 서로 긴밀히 한데 엮인 오싹하도록 아름다운 일체로 보는 방법을 가르쳐 주었다.” <책 중에서 르윈 교수의 말>

 

 

예를 들어 3장의 운동하는 물체에서 뉴톤의 법칙을 설명하는 부분을 보면 그의 강의가 얼마나 재미있는지 알 수 있다.

 

우리가 엘리베이터에 타고 있는데 누군가, 가령 우리를 매우 싫어하는 어떤 사람이 엘리베이터의 케이블을 잘라 버렸다고 상상하자.

그러면 엘리베이터는 g(중력)의 가속도로 엘리베이터 통로를 따라 추락할 것이다.

물론 이런 상황에서는 물리에 대해 생각할 겨를도 없겠지만 잠시나마 이런 아찔한 순간을 상상해보자.

 

이때는 m(g-g)=0이므로 무중력 상태가 되어 우리의 몸무게는 사라진다. 발 밑의 저울도 우리와 똑같이 아래로 가속되며 떨어지므로 우리를 떠받칠 힘이 없어지기 때문이다.

 

이순간 저울의 눈금을 보면 물론 0을 가리킨다.

 

사실 이때 우리는 엘리베이터 안에서 둥둥 떠돌고 있으며, 그 안의 다른 모든 것들도 마찬가지이다. 그러므로 물이 들어있는 컵을 뒤 짚어 엎더라도 물은 쏟아지지 않는다.

 

다만 이 상상 속의 실험을 직접 하지는 말기 바란다! <책 중에서 르윈 교수의 물리학 강의 일부 발췌>

 

 

유명한 베르누이 원리를 설명하는 4장의 빨대의 마술에서는 A4 용지를 사용하여 베르누이 원리를 설명하며, 지금껏 수많은 물리 책들은 비행기가 떠오르는 것이 온통 베르누이 원리라고 설명했지만, 이는 잘못되었음을 알려준다.

 

실제로 약 1만m 상공에서 시속 약 900km로 날아가는 보잉 747은 양력의 80% 이상을 반작용양력에서 얻으며, 반면 베르누이 양력에서 얻는 것은 20%가 못 된다는 사실을 가르쳐 준다.

 

              

▲ 르윈 교수의 딸이 추운 겨울날 무지개를 만드는 실험을 돕고 있는 모습

 

 

이 밖에도 무지개의 신비, 우주의 소리, 전기의 역사, 자기의 신비 그리고 어려운 물리지만 그나마 쉽게 이해되는 에너지 보존의 법칙 등을 책의 전반부에서 다양한 실험과 사례를 통해 강의실에서 강의하듯이 들려주며, 책의 후반부에서는 르윈 교수의 전공 분야의 엑스선에 대한 연구과정을 이야기 형태로 엮어간다.

 

특히 외계에서 오는 엑스선을 찾기 위해 50km 상공 위로 풍선과 망원경을 띄우는 과정에 대한 얘기는 초기의 천문학 과학자들의 어려움을 실감할 수 있는 대목이다.

 

그리고 중성자성과 블랙홀에 대한 이야기는 천문학에 관심이 있는 분이라면 반드시 읽어봐야 할 대목이다. 특히 중성자성의 밀도에 대한 설명은 우주가 얼마나 신비로운 대상인가를 다시 한번 실감하게 한다.

 

                

 

 

인터넷에서 그의 강좌는 총 94개로 구성되어 있는데 매일 약 3,000명이 찾고 연간 조회수는 100만에 이른다고 한다.

 

마이크로소프트의 빌 게이츠 회장도 이 강좌를 자주 찾는데, 그는 고전역학과 전자기학에 대한 강의를 보았으며, 이제는 기대감 속에 진동과 파장에 대한 8.03 강의로 넘어간다고 르윈 교수에게 메일을 보냈다.

 

물리에 대하여 여러 이유로 관심을 멀리했다면 르윈 교수의 물리학 특강은 물리에 대한 새로운 관심과 흥미를 돌려 줄거라 확신한다. 특히 천문학에 관심이 있는 학생이라면 물리에 대한 새로운 시각을 갖게 될 것이다.