[사이언스 조크], 고타니 다로, 문승준, 지노, 2020, (210103).

추천의 글

 

들어가는 글

1장. 엔지니어 vs. 물리학자 vs. 수학자 편

 

01 | 불이야!

 

02 | 스코틀랜드의 검은 양

 

03 | 마이너스 1명

 

오차란, 측정 데이터나 그에 기반한 계산 결과에 따라오는 불확정성입니다. 아무리 정밀한 측정 장치를 아무리 신중하게 조작해도 측정 오차를 영으로 만들 수는 없습니다. 오차를 보다 적게 만드는 것만 가능합니다. 오차가 포함된 데이터를 이용한 계산 결과 역시 오차가 포함됩니다. 결국 측정 데이터에 기반해 연구한다면 많든 적든 오차는 있게 마련입니다. 과학에서는 이 오차를 명확히 수치화하는 것이 정말로 중요합니다. 

 

04 | 초등학생이라면 기초 중의 기초

 

05 | Ctrl +Alt+Del

 

06 | 너무나 명백해서 시시하다

 

07 | 이론과 고약은 어디에나 달라붙는다

 

08 | 포스트닥터는 괴로워

 

09 | 이론과 실험

 

알레르트 아인슈타인, "이론이란 그것을 생각한 본인만 믿고 다른 누구도 믿지 않는 것. 실험이란 그것을 실행한 본인은 믿지 않지만 다른 모든 사람이 믿는 것."

 

10 | 마찰은 무시한다

 

11 | 심야 실험 정도는 이해해주지그래

2장. 양자역학 편

 

12 | 그 속도측정기의 불확정성은 얼마인가요?

 

측정치란 무엇인가? 측정한다는 것은 무엇인가? 이를 깊이 고찰한 하이젠베르크는 마이크로 물체의 측정에는 한계가 있다는 사실을 깨닫습니다. 이것이 바로 '불확정성 원리'입니다. 하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면, 마이크로 물체의 두 가지 물리량, 예를 들어 위치와 운동량은 동시에 정확히 측정할 수 없습니다. 

 

13 | 플랑크의 야한 상수

 

운동량을 가진 광자를 전자에 쏘아 위치를 측정하면, 측정 후 전자의 운동량을 알 수 없게 됩니다. 아무리 약한 빛을 쏘아도 광자 한 개 이상은 포함되므로, 전자의 운동량에 광자 한 개의 운동량 정도의 불확정성이 생기는 것입니다. 위치를 정확히 측정하기 위해 짧은 파장의 빛을 상요하면 광자의 운동량은 커지고, 전자의 운동량을 알 수 없게 됩니다. 요컨대 위치를 정확히 측정하기 위해 짧은 파장의 빛을 사용하며 운동량을 정확히 알 수 없게 되고, 운동량의 불확정성을 줄이고자 긴 파장의 빛을 사용하면 위치를 알 수 없게 됩니다.

 

14 | 슈뢰딩거 부인의 고양이

 

양자역학에는 불가사의한 법칙이 많은데, 그중 하나로 '아주 작은 물체(마이크로 입자)는 여러 다른 상태를 동시에 갖는다'는 것이 있습니다. 

 

15 | 슈뢰딩거의 고양이

 

16 | 동물 실험 반대!

 

17 | 거북이는 1만 년, 양자는 10의 34승 년

 

18 | 우리는 페르미온

매크로 물체처럼은 아니지만, 하나의 상태에 한 개만 들어갈 수 있는 입자도 있습니다. 그러한 입자를 '페르미온' 또는 '페르미 입자'라고 부릅니다. 전자, 양자, 중성자는 페르미온입니다. 다만 회전 상태가 다른 페르미온이라면 같은 위치를 점유할 수 있습니다. 이 점이 매크로 물체와 다른 점입니다.

 

3장. 소리·빛·도플러 효과 편

 

19 | 도플러 효과

 

도플러의 연구에 따르면, 다가오는 음원에서 나는 소리는 파장이 짧고 진동수가 큽니다. 즉 높게 들립니다. 반대로 멀어지는 음원에서 나는 소리는 파장이 길고 진동수가 적습니다. 즉 낮게 들립니다. 다만 소리를 듣는 사람과 대기는 정지해 있어야 합니다.

 

다가오는 광원의 빞은 파장이 짧고 진동수가 커지고, 반대로 멀어지는 광원의 빛은 파장이 길고 진동수가 적어집니다. 

 

20 | 은하가 엄청 파랗기 때문에

 

21 | 그것은 어디에 도움이 되나요?

 

22 | 빛이 있으라

 

23 | 소리가 언제 들릴지 긴장되지 않나요?

 

24 | 최고의 노력

광속은 그저 빠르기만 한 것이 아니라 우주의 최고속도입니다. 어떤 물체라도 질량이 있는 것이라면 가속해도 광속을 뛰어넘을 수 없습니다. 광속에 도달할 때까지 에너지가 끝없이 필요하다는 계산이 나옵니다. 

 

상식을 벗어나는 광속의 다른 특징은 움직이는 사람이 측정해도 초속 299,792,458m라는 수치에 변함이 없다는 사실입니다. 

 

4장. 역학 편

 

25 | 반밖에 안 된다

 

26 | 머피 판 뉴턴의 운동 법칙

 

27 | 실수를 인정하는 데 늦고 빠름은 없다

 

28 | 그렇다면 난로 앞은 블랙홀?

 

29 | 사과가 떨어져 있는 것은 어째서?

 

30 | 우주비행사의 무거운 신발

 

31 | 비밀병기

5장. 상대성 이론·우주·천문 편

 

32 | 아인슈타인 등장

 

33 | 보스턴의 속도를 v라고 한다

 

34 | 사랑의 상대성 이론

 

35 | 워프 항법으로 은하를 넘어라

 

36 | 우주의 검은 구멍

 

37 | 우리 탐사선은 무사한가요?

 

38 | 지구에 생명은 존재할까?

옮긴이의 글