과학도서 - `원리가 보인다` 물리 여행편을 읽고 원리가 보인다 물리편을 읽고

`원리가 보인다` 물리 여행편을 읽고
인터넷 독서토론을 하면서 `초능력도 힘인가`라는 주제가 있었다. 그때는 무작정 사이트에 설명되어 있는 것만 가지고서 얘기를 했던 것 같다. 참고자료가 나와있지만 전혀 보지 않고서... 또 친구들이 올린 글을 이렇게 저렇게 짜집기도 해보았다. 근데 이 책의 첫 내용은 바로 `초능력도 힘인가` 이 내용이었다. 왜 미리 보지 않았을까 하는 후회가 많이 되었다. 여기서는 `숟가락을 구부려 모양을 변화시키는 초능력이나 정지한 시계 바늘을 돌리는 초능력 등도 실제로 존재한다면 모두 힘이라고 말할 수 있다.` 라고 되어있다. 또 `지적인 힘, 정치적인 힘, 경제적인 힘 등은 힘의 이미지를 형상화 한 것이지 과학에서 말하는 힘과는 다르다. 그러나 과학도 인간의 삶 속에서 만들어진 산물이므로 힘의 의미를 과학적 용어로만 쓰기가 대단히 어렵습니다. 과학에서 어떤 개념을 나타내기 위하여 일상생활에서 쓰…(생략)

더 했다면 그렇게 말하지 않았을 것이다.

`보이지 않는 중력사슬`에서 중력도 인공적으로 만들 수 있다고 했다. 근데 아직 내가 잘 알지는 못하지만 무중력 상태도 만들 수 있지 않을까 하는 생각이 든다. 무중력을 느끼는 순간은 엘리베이터에서 잠깐 느낄 수 있지만 그렇게 아주 짧은 시간 말고는 없는지 궁금하다. 중력은 아래 방향으로 일정한 힘이 작용하기 때문에 생기는 거니깐 그 반대방향에서도 똑같이 힘을 주면 무중력 상태가 되지 않을까 하는 것이다. TV에서 본것인데 저번에 우주비행사들이 무중력 실험으로 연습하는 건 일정한 공간에서 ... 밑에서 아주센 바람이 몸을 띄우면 잠깐 동안 느끼는 정도인 것 같았다. 어떻게 좋은 방법이 없는걸까?

평소에 우리가 쉽게 지나쳐 버리고 무심결에 봤던 열과 온도에 대해서도 알 수 있다. 온도는 어떤 물체가 얼마나 뜨거운가를 나타내는 기준으로 뜨거운 정도를 숫자로 표기한 것이다. 열은 온도를 바꾸어 주는 원인으로 물체 사이의 온도차에 의해 옮겨 다니는 에너지이다. 열은 일정한 양의 일을 할 수 있는 능력, 즉 에너지이다. (1㎈=42J) 그냥 생각하기에 물질이 열을 가지고있다고 생각하기 쉽다. 그런데 그것이 아니라 물질을 이루는 분자의 운동에너지를 가지고 있는 것이다. 두 물체의 온도가 서로 같아질 때까지 열로서의 이동이 끝나면 더 이상 열이 아닌 내부에너지의 형태로 물체에 저장된다. 따라서 물체는 열을 가지고 있는 것이 아니고 내부 에너지를 가지고 있는 것이다. 내부 에너지란 물질을 이루는 분자의 전기적 위치에너지와 운동에너지의 총합이다. 따라서 물질이 외부의 열을 받아 온도가 증가했다면, 이것은 물질을 이루는 분자의 평균 운동 에너지가 증가했다는 것이고, 다시 말해 그 물질의 내부에너지가 증가했다는 것을 의미한다.

우리는 3차원의 세계에 살고 있는가? 4차원의 세계에 살고 있는가? 나는 이제껏 우리는 3차원에 살고 있다고 생각했다. 하지만 우리는 3차원도 아니고 그렇다고 해서 완전한 4차원의 세계에 살고 있는 것도 아니라고 한다. 우리는 4차원의 단면에 살고 있다. 단면이라는 것은 차원을 하나 줄이는 것처럼 보이게 하는 역할이다. 우리가 사는 세계는 분명히 4차원의 세계인데 겉으로 보기에 모든 사람에게 시간이 똑같이 흐르는 것처럼 보이기 때문에 3차원의 세계에 사는 것으로 느낄 뿐이다. 아인슈타인은 자석에서 4차원 세계의 흔적을 발견하였다. 아인슈타인의 상대성 이론에 대한 논문 제목이 "움직이는 전하주위의 자기장에 관한 연구"였던 것이다. 그 연구의 결론은 자기장을 전기장의 4차원적 효과라는 것이다. 이 결과가 나타나기 위해서는 빠른 속도가 필요한데 전류의 속도는 그 효과가 겉으로 드러날 만큼 빠르므로 자기장이 생긴다는 것이다.

처음에는 물리책을 읽고서 어떻게 독후감을 써야 할지 몰랐다. 다른 책들은 독후감을 쓰기에는 좋았다. 하지만 막상 이 책을 다 읽고 나니 평소에 몰랐던 점 중에서 알게 된 것도 많이 있고, 너무 신기한 자연현상도 많이 있었다. 그리고 학교 교과서에서 배운 역학적 에너지 보존 법칙 같은 것도 좀더 쉽게 접하고 알 수 있었다.