도서 소개
'과학과 사회'시리즈의 네 번째 책으로, 고대 그리스 자연철학자들의 화두였으며, 그 시대부터 지금까지 물리학의 근본 물음인 '물질의 속성'에 대해 탐구한다.
이 책의 지은이 세 사람은 파리 과학산업관의 주최로 열린 컨퍼런스에서 일반 청중을 대상으로 아홉 개의 강의를 진행했다. 강의를 통해 이들은 물질에 대한 사고와 관련해 각자의 방식으로, 물리학이 물질을 생각하는 방식에서 구축했던 중요한 개념적 수정을 도출함으로써 가능하다는 것을 보여줬다. 한마디로 말하자면 "물질이란 개념 정의의 변천에 따라서 과학사가 달라진다."
출판사 리뷰
그리스에서 현대과학까지 물질의 본질을 밝히려는 연구가 계속되었지만 우리는 여전히 물질에 대해 명확히 알지 못한다. 과연 물질이란 무엇이며, 어디에서 왔는가?
물질에 대한 개념과 정의는 몇 세기를 거치는 동안 근본적인 변화를 겪었다. 물질이 무엇인지 밝히기 위해서는 많은 노력이 필요했다. 실체, 형상, 질량, 원자, 허공 같은 다분히 철학적인 용어들을 명확히 정의해야 했기 때문이다. 1905년, 물체의 내부 에너지와 질량의 등가원리를 제기하는 아인슈타인의 방정식 E=mc²가 등장한다. 이 방정식으로 인해 갈릴레이 이후 물질을 '실체'로 다루었던 오랜 전통과 단절되었으며 다른 한편으로는 20세기 물리학의 또 다른 혁명의 길을 열었다. 물질은 융합과 분열을 거쳐 발생했으며 우주에 역사가 있음을 가르쳐준 혁명이었다. 아인슈타인의 방정식과 양자물리학의 출현은 물질과 물질의 구성 성분에 대한 우리의 인식 자체를 바꾸어놓았다. 하지만 물질이 무엇인지는 아직 밝혀지지 않았다. 천체물리학은 우리를 구성하는 원자들이 별들의 내부에서 생성되었다고 주장한다. 그러나 우주생성론에 따르면 우주 구성 물질의 본질이 무엇인지는 아직 알 수 없다.
〈과학과 사회〉시리즈의 네 번째 책으로 나온 이 책은 고대 그리스 자연철학자들의 화두였으며, 그 시대부터 지금까지 물리학의 근본 물음인 ‘물질의 속성’에 대해 탐구한다. 이 책의 지은이 세 사람은 파리 과학산업관의 주최로 열린 컨퍼런스에서 일반 청중을 대상으로 아홉 개의 강의를 진행했다. 강의를 통해 이들은 물질에 대한 사고와 관련해 각자의 방식으로, 물리학이 물질을 생각하는 방식에서 구축했던 중요한 개념적 수정을 도출함으로써 가능하다는 것을 보여주었다. 한마디로 말하자면 “물질이란 개념 정의의 변천에 따라서 과학사가 달라진다.”
물질에 대한 사고의 개념 수정을 말하자면 20세기는 경이로운 세기였다. 1905년 아이슈타인의 E=mc2가 등장하면서 갈릴레이 이후 물질을 ‘실체’로 다루었던 오랜 전통과 단절되었으며, 물질은 융합과 분열을 거쳐 발생했고, 우주에 역사가 있음을 가르쳐주었다. 아인슈타인의 방정식과 양자물리학의 출현은 물질과 물질의 구성 성분에 대한 우리의 인식 자체를 바꾸어놓았다. 또 천제물리학은 우리를 구성하는 원자들이 별들의 내부에서 생성되었다고 주장한다. 그러나 우주생성론에 따르면 우주 구성 물질의 본질이 무엇인지는 아직 알 수 없다. 앞으로 그것이 밝혀지면 과학의 역사는 또 다른 국면을 맞이할 것이다. 이처럼 물리학의 근본 물음이 바로 “물질이란 무엇인가” “물질을 어디에서 왔는가”다. 이것에 대한 이해 없이는 과학사와 과학적 인식 자체가 불가능해진다.
이 책의 내용
물질이란 물리학적으로는 “물체의 본바탕으로서 질량을 갖고 공간의 일부를 차지하는 자연의 구성요소”쯤으로 정의할 수 있다. 17세기 뉴턴은 물질을 관성으로 이해했고, 19세기 페러데이는 장의 개념을 도입했으며, 아인슈타인에게 물질은 에너지였다. 그러나 20세기 초반에 만물이 원자로 이루어져 있다는 사실이 확인되었고 곧이어 양자역학이라는 새로운 물리학이 과학의 주무대에 등장하면서 현대의 물질관은 전대미문의 변화를 겪게 된다.
이 책을 구성하는 세 편의 논문은 물체의 내부에너지와 질량의 등가원리를 제기하는 아인슈타인의 방정식 E=mc2을 증명한다.
1장에서는 프랑스의 좌파 철학자 에티엔 발리바르의 딸 프랑수아즈 발리바르가 고대 자연철학자부터 갈릴레이, 뉴턴, 라이프니츠까지, 아인슈타인 나타나기 전, 물질을 ‘실체’로 다루었던 오랜 전통을 설명한다.
이론의 여지가 있지만 과학은 그리스 아르카이크 시대에서 출발해 고전 그리스, 로마제국, 바그다드, 예루살렘, 중세, 르네상스를 거쳐 현대과학에 도달했다.
탈레스나 아낙시만드로스, 파르메니데스. 원자론자들 그리고 아리스토텔레스까지. 이 최초의 ‘철학자’들은 ‘자연철학자’들로 불리는데, 이들은 사물이나 현상의 다양한 이면에 공통의 자연이 존재한다고 믿었다.
작가 소개
저자 : 프랑수아즈 발리바르
파리 제7대학 물리학과 명예교수이다. 아인수타인과 상대성이론 그리고 물리학적 인식론에 대한 수많은 책을 썼다.
저자 : 롤랑 르우크
천체 물리학자로 핵 에너지 위원회(CEA)에서 일하고 있고, 어린이들이 천문학에 관심을 갖도록 해마다 초대하기도 한다. 지은 책으로 <우주는 형태가 있을까?>, <태양 신전은 어디에 있나?>, <스타워즈로 배우는 과학 이야기> 등을 썼다.
저자 : 장 마르크 레비 르블롱
1940년생으로 일흔이 넘은 할아버지 물리학자다. 파리11대학에서 물리학 박사 학위를 받았고, 프랑스 국립과학연구센터의 연구원을 거쳐 파리7대학과 니스대학에서 교수를 지냈다. 니스대학에서는 물리학, 철학, 커뮤니케이션학을 가르쳤다. 지금은 니스대학 명예교수로 있다. 과학과 문화에 대한 잡지인 <알리아주Alliage>를 창간해 발행하고 있으며, 청소년과 일반 대중을 대상으로 과학을 문화의 영역에 돌려놓는 일에 힘을 쏟고 있다. 오늘날 프랑스에서 활약하는 가장 뛰어난 ‘과학 문화의 안내자’ 중 한 명이다. 과학은 분명 어렵지만, 다른 모든 가치 있는 일이 그렇듯 열정을 쏟을 만한 일임을 알리고 싶다. 그는 손주들이 이런 생각에 관심을 두고, 과학 지식에 곧바로 접근하기보다 그것이 애써 할 만한 가치가 충분히 있음을 알기 바라는 마음에서 즐거운 과학 수다를 풀어놓았다. 이 작은 책은 그가 열두 손주들과 나눈 수많은 이야기의 메아리다.
목차
추천글 - 물질관의 역사와 함께 변천해온 자연과학의 역사
여는 글
1장 실체와 물질
실체와 물질의 속성을 밝히다 - 프랑수아즈 발리바르
2장 현대물리학에서 물질이란 무엇인가
현대물리학에서 바라본 물질의 정의와 한계 - 장 마르크 레비 르블롱
3장 물질의 탄생
물질이 탄생하던 최초의 3분 동안 무슨 일이 있었나 - 롤랑 르우크
참고문헌
