인류는 아주 오래전부터, 어쩌면 언어가 체계화되기 이전부터 우리가 살고 있는 이 세계가 어떻게 생겨났고 어떻게 작동하는지 연구했을 것이다. 그들은 태양과 달과 별의 움직임을 관찰하며 천문학을 발달시켰고, 방향과 거리를 재며 기하학을 낳았다. 힘과 무게를 계산하며 운동량을 산출해 건축물을 지었다. 

맨 처음 아주 단순했던 인류의 산술은 세상의 비밀이 밝혀짐에 맞춰 조금씩 복잡해졌고, 이제는 전문가도 이해하기 힘든 고차 방정식의 세계가 되었다. 오로지 추론만으로 세상의 성질을 탐구하던 자연철학은 이제 수십 가지 하위 분야를 거느린 물리학이 되었다.

이 책은 ‘우주의 가장 위대한 생각들’ 3부작의 첫 번째 책으로, 17세기 뉴턴에 의해 정립된 고전역학부터 20세기 아인슈타인이 발견한 특수상대성이론과 일반상대성이론을 다룬다. 

공간, 시간 및 변화의 본질에 대한 심오한 질문들에 답하는 고전역학, 휘어진 시공간에 관한 아인슈타인의 아이디어, 그리고 블랙홀과 중력파 같은 천체 현상까지, 이 책은 수 세기 전에 시작한 수학적 아이디어들에서 시작해 최신의 물리학이 거둔 성과까지 담고 있다.

현대 과학은 이제 소수의 교육받은 사람만이 간신히 이해하는 정밀 학문이 되었다. 이 책의 저자인 존스홉킨스대학교의 이론물리학자 숀 캐럴은 이 시리즈를 통해 이처럼 체계화되고 복잡해진 현대 과학의 가장 중요하고 복잡한 구성 요소의 베일을 벗겨내는 작업을 수행했다. “가장 믿기 어려운 개념에 대한 가장 믿을 만한 설명자”로서 그는 독특하고 명쾌한 목소리로 현대 물리학의 실체를 알리는 근본적인 아이디어를 제시한다.

현대의 물리학은 우주의 작동 방식에 대한 깊은 통찰을 제공한다. 하지만 그러한 통찰은 매우 복잡한 방정식의 형태로 제시되곤 한다. 은유와 모호한 해석에 의존해 현대 물리학을 간접적으로 소개하는 기존의 교양 과학 도서들과는 달리 이 책은 현대 물리학의 주요 방정식들을 직접 들여다본다. 

어려운 내용을 에두르지 않고 직접 다룸으로써 이 책은 아인슈타인이 자신의 일반상대성이론을 설명하는 데 사용한 바로 그 방정식을 이해하도록 독자들을 안내한다. 60년 전에 이루어진 리처드 파인만의 전설적인 강의 전통을 따르는 이 책은 앞으로 오랫동안 모든 문화와 세대가 공감할 보는 방식에 대한 영감을 주는 눈부신 소개서라 할 수 있다.

지적 도전을 즐기는 당신을 위한 타협 없는 진짜 물리학 강의

공부를 한다는 것은 새로운 세상을 만나는 것이다. 이 책은 기초 물리학에 관심이 있는 사람, 특히 물리학을 전공하는 대학생뿐 아니라 물리학과 우주론에 관심이 있는 일반인, 심화된 과학 공부를 통해 이과 대학 진로를 탐색하는 고등학생들에게 대학에서 접하게 될 물리적 논쟁의 유형에 대해 훌륭한 아이디어를 제공할 것이다. 

스스로 수학 실력이 충분하지 않다고 생각하는 사람들은 마치 대학 수업을 듣는 듯이 이 책을 따라 최신 물리학의 논의와 수학적 직관을 훈련할 수 있을 것이다. 또한 이미 수학과 과학에 충분한 지식을 갖춘 전문가라면 저자의 이야기를 풀어나가는 저자의 솜씨에서 많은 영감을 받을 것이다.

이 시리즈의 목표는 현대 물리학의 최전선을 구축하는 전문가와 대중의 지식 격차를 줄이는 것이다. 

독자들은 추측보다는 확립된 지식에 중점을 두고 물리학이 성취한 위대한 성과를 정확히 알게 될 것이다. 본문의 설명만으로 내용을 쫓아가기 버거워하는 독자들을 위해 복잡한 수학적 설명은 부록에서 더욱 자세히 제시했다. 

또한 저자의 유튜브 채널에서 본문의 내용에 관한 모든 강의 영상을 확인할 수 있다. 정통 과학 콘텐츠로서는 드물게 3년 만에 누적 조회수 1000만 회에 이를 정도로 놀라운 인기를 끌고 있는 영상을 통해 독자들은 세계적인 스타 교수가 진행하는 물리학 입문 수업을 들을 수 있다.

글. 우정남 기자 insight1592@gmail.com