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링구아포럼 리서치센터 지음 / 링구아포럼 / 2008년 8월

문법 꾸준히 공부해야지~

운동, 신기한 물리의 원초적인 세계

운동, 끝없는 공간이동 ㅣ 선생님도 놀란 과학 뒤집기 20
김태일 엮음 / 도서출판성우 / 2002년 1월

우리가 살고 있는 세계는 언제나 운동하고 있다. 현미경으로도 잘 보이지 않을정도의 작은 미생물도 운동을 하고 있고, 또 우주는 가만히 있는 것처럼 보여도 지금도 계속 팽창하는 중이다. 운동이란 끝없는 공간이동이라는 말이 딱 들어맞는 듯 하다. 

그러면 먼저 손쉽게 운동을 접할 수 있는 스포츠를 살펴보자. 스포츠 중에서도 온갖 물리적, 역학적 지식들이 총집합해야 하는 운동이 바로 야구이다. 투수가 공을 던질 때 최대한 타자가 공을 치지 못하도록 하는 공의 물리적 운동 원리를 익힐 필요가, 타자는 방망이의 스핀 속도와 본능적인 감각으로 공을 쳐내는 것등의 원리가 숨어있다. 공을 던질 때에는 보통 회전을 준다. 지금도 투수들은, 상대방을 손쉽게 제압할 수 있도록 온갖 방법을 강구하고 있다. 

운동에서도 가상적인 운동이 존재한다. 무엇일까? 바로 관성과 작용 반작용이다. 관성력이란 보통 차를 탈 때 흔히 느낄 수 있으며, 자가 가다가 급정거를 하거나 가만히 있다가 갑자기 출발할 때 몸이 이리저리 쏠리는 현상은 모두 관성력 때문이다. 하지만 실제로 존재하는 힘이 아니다. 

관성력 뿐만이 아니다. 작용 반작용 또한 그렇다. 벽을 세게 내리치면 자기 주먹이 똑같이 아프듯이, 내가 어떠 물체를 치면 그 물체도 똑같이 나에게 힘을 준다. 그러나 이것 또한 하나의 가상의 힘 중에 일종이라고 한다. 

운동의 다양한 원리의 기초를 닦은 사람은 누구인가? 갈릴레이 갈릴레오도 그 중 한 사람이다. 그는 원래 아버지의 고집으로 인하여 의학쪽을 전공하려 하였으나, 자신이 수학 쪽에 더 재능이 있다는 것을 발견하고 온갖 물리적 사실들을 공부하고 실험하여 그 결과를 만들어냈다. 그러나 갈릴레이와 아리스토텔레스의 이론은 서로 다른 부분이 많았기 때문에 언제나 대립해야만 했다고 전해진다. 

이런 갈릴레이의 연구를 바탕으로, 뉴턴은 만유인력 등 새로운 물리하적 기초를 닦는다. 결국 뉴턴은 거인들의 어깨에 앉아 있던 한 어린 물리학자일 뿐이다. 그런 그를 받쳐주었던 거인 주 한사람이었던 갈릴레이가 대단하다는 것은 시인하지 않을 수 없다.

운동. 우리 주변에서 그만큼 쉽게 접할 수 있는 것이기에 더 친숙하다. 아무래도 앞으로도 운동에 대한 공부를 열심히 해야 겠다. 놀면서도 배운다고, 스포츠를 할 때면 반드시 실제로 그 원리가 무엇인지 생각해보며 놀아야겠다.

빛, 쉽게 배우자!

레일리가 들려주는 빛의 물리 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 28 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
정완상 지음 / 자음과모음 / 2005년 6월

레일리가 들려주는 빛 이야기. 빛은 보통 이해하기 어려운 형태이다. 과거에 뉴턴의 입자설과 호이겐스의 발견을 토대로 한 파동설로 빛이 입자인지, 파동인지 사람들이 논쟁을 한 적이 있다. 결과는 둘 다 맞다. 또한 모든 물질은 입자이자 파동의 형태를 지닌다고 한다. 그리고 빛은 그 세기가 강하면 입자의 형태가, 약하면 파동의 형태가 더 잘 나타난다고 한다. 

그럼 빛으로 생기는 다양한 현상들을 살펴보자. 수정체에 어떠한 문제가 생기면 난시, 근시, 원시등이 생기는데 나는 난시와 더불어 고도근시에 속한다. 그래서 난시교정용과 함께 두꺼운 오목렌즈를 사용한다. 여기서 내가 쓰는 오목렌즈는, 빛을 퍼지게 하는 성질이 있다. 결국 빛을 퍼지게 해서 수정체가 망막 앞쪽에 상이 맺히도록 하는 것을 막는 것이다. 반대로 원시는 볼록렌즈로 빛을 모아주어 교정한다. 

빛은 참 신기한 존재다. 이 빛이 없으면 간단한 생활 조차도 하지 못한다. 이런 빛에게도 물리가 숨어있을 따름이니, 앞으로도 물리를 열심히 공부해야겠다.

물리학의 아버지 뉴턴의 수업

뉴턴이 들려주는 만유인력 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 07 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
정완상 지음 / 자음과모음 / 2005년 3월

뉴턴은 물리학의 아버지라 불리울 정도로 물리학에 열을 불태우던 남자이다. 그런 뉴턴의 결실 덕분에 만유인력과 뉴턴의 세 가지 법칙이라는 것들이 탄생했다. 그렇다면 지금부터 뉴턴의 강의를 들어보자. 

이번 시간에는 다양한 역학적 지식들을 배운다. 그 중 개인적으로 제일 이해하기 어려웠던 부분은 충격력이지만 지금은 이해가 된다. 자동차의 범퍼가 잘 찌그러지도록 만드는 까닭은 무엇 때문일까? 에어백으로 충격을 줄일 수 있는 까닭은? 야구선수들은 왜 공을 받을 때 손을 살짝 뒤로 빼면서 받을까? 이 모든게 충격력과 관계되어 있다. 힘을 받는 시간이 짧을 수록 그 시간동안 받는 힘의 크기가 커지고, 힘을 받는 시간이 길수록 그 힘의 크기도 작아진다. 범퍼가 잘 찌그러진다면? 그 찌그러지는 동안의 시간만큼 받는 힘의 크기가 줄어드니 운전자의 안전을 보호할 수 있는 것이다. 

작용 반작용 법칙은 생활속에서 가장 쉽게 터득할 수 있다. 화가 나서 벽을 세게 주먹으로 치면, 벽에도 충격이 가겠지만 내 주먹도 그만큼 아프다. 또한 스케이트장 위에 두 사람이 서있다면 서로 밀었을 때 같이 밀려나가는 까닭도 작용 반작용 때문이다. 반작용은 가상의 힘이지만, 그래도 존재하는 것은 사실이다. 

뉴턴과의 수업으로 인해 어려운 역학이 매우 쉬워졌다. 앞으로도 역학을 더 좋아해야겠다.

천체물리학의 거장들과 만나다

라플라스가 들려주는 천체물리학 이야기 - 과학자들이 들려주는 과학이야기 57 ㅣ 과학자가 들려주는 과학 이야기 131
송은영 지음 / 자음과모음 / 2005년 9월

천체물리학은 말그대로 천문학과 물리학이 합쳐진 학문이다. 천문학이 별의 움직임을 관찰하는 학문이라면, 천체 물리학은 이 별의 움직임이 이렇게 되는 그 까닭을 물리를 이용하여 연구하는 학문이다. 이러한 천체 물리학을 먼저 어렵게 설명할 것이 아니라, 이 천체물리학 분야의 거장들에 관한 이야기를 한다. 

천체물리학은 흥미있는 학문이기 때문에 많은 사람들이 좋아한다. 그리고 여기서 그 사례를 살펴보자. 

아인슈타인은 상대성 이론으로 유명한 물리학자이다. 그는 오직 사고실험을 통하여 그 위대한 이론을 창시했다. 그런데 그런 그가, 다른 사람이 하지 못하는 전혀 새로운 세계의 상상을 했던 그가 중대한 실수를 한 적이 있다. 우주가 계속 팽창한다는 것을 증명하는 우주 방정식을 이해하지 못한 채, 그래도 이 우주 방정식을 위하여 우주 상수를 계산해 집어넣는다. 하지만 이는 그의 커다란 실수였다. 결국 허블과 휴메이슨의 발견으로 인해서 우주가 팽창하고 있다는 사실을 증멍햐게 된다. 

천체물리학의 첫시작은 무엇이었을까? 고대 이집트의 프톨레마이오스는 다양한 분야에서 종합적인 연구를 했는데, 그 중 한 분야가 천체물리학이다. 그의 상상력이 비록 뛰어나긴 했지만, 잘못된 상상이었기에 사람들은 그의 틀에 갖혀서 오랫동안 헤어나오지 못해 과학의 발전이 더디었다. 

아무리 발전이 더디더라도, 발전을 하는 것은 발전이다. 커서 꼭 천체물리학을 연구하는 학자가 되어, 과학의 발전을 위해 힘쓰도록 해야겠다.