과포자가 된 학생, 아이의 엉뚱한 질문에 쩔쩔맨 부모…
나의 이야기 같다면!
과학, 특히 ‘물리’라는 말을 들으면 어떤 생각이 떠오를까? 많은 사람이 ‘지루하다’, ‘공식이 복잡하다’, ‘이해하기 어렵다’ 등등 부정적인 인상을 가장 먼저 떠올릴 것이다. 하지만 이런 생각이 ‘교과서’로 ‘시험 문제’를 풀기 위해 물리를 배웠기 때문에 생긴 편견이라면 어떨까? 나를 과포자로 만든 것이 사실은 ‘물리’가 아니라 ‘시험’이라는 것이다.

모두의 과학적 상식을 책임지는 세상에서 가장 쉬운 물리책
영국의 생물학자인 토마스 헉슬리는 “과학은 그저 잘 다듬어 정리한 상식에 불과한 것으로, 과학과 상식의 차이는 베테랑과 초심자의 차이일 뿐이다.”라고 말하였다. 그의 말처럼, 주변에 널린 자연과 일상의 물리학들은 사실 그렇게 어렵지 않다.
만약 우리가 길을 걷다 마음에 쏙 드는 노란색 옷을 발견했다고 가정해 보자. 여기서 그저 ‘노란색이 예쁘네’까지만 생각하고 지나치는 것과, ‘노란색이 예쁘네. 그런데 저 옷은 어떻게 노란색으로 보이는 걸까?’라고 한 번 더 생각해 보는 것은 다르다. 바로 이 ‘그런데’에 과학적 사고가 녹아 있는 것이다.
세상 모든 색을 보는 데는 ‘빛의 반사’라는 원리가 숨어 있다. 이 원리가 어려운 거라는 생각이 든다면 다음 이야기를 잘 읽어보기를 바란다. 사실 누구나 무지개를 통해 태양 빛 속에 빨간색, 주황색, 노란색 등등 다양한 색이 섞여 있다는 것을 알고 있다. 노란색 옷은 태양 빛 속 여러 색 중 노란색만을 튕겨내고 다른 색의 빛을 모두 흡수한 결과일 뿐이다. 이처럼 물리는 사실, 알고 나면 그렇게 어렵지 않다.

빛, 물, 공기, 열, 지구, 우주, 생활
7가지 키워드로 들여다보는 세상 거의 모든 과학!
이 책에서는 나의 주변에서 쉽게 접할 수 있는 자연과 일상의 질문들을 총 7가지 키워드로 나누었다.
첫 번째 ‘과학은 눈앞의 호기심에서 출발한다’는 빛과 관련한 물리 이야기이다. 우리의 눈이 색깔을 구분할 수 있도록 하는 빛의 반사와 산란, 분해, 굴절 등에 대해 쉽게 설명해 준다.
두 번째 ‘가장 부드럽지만 가장 강한 힘이 만들어 낸 세상’은 물과 관련한 물리 이야기이다. 부드러운 감촉의 물, 반짝이며 빛나는 얼음, 산도 깎아내는 힘에 관해 설명한다.
세 번째 ‘눈에 보이지 않는 힘으로 가득한 세상’은 공기와 관련한 물리 이야기이다. 거대하고 무거운 비행기나 헬리콥터가 하늘 높이 날 수 있는 이유부터 시작해 구름이 만들어지는 단 세 가지 과정, 그리고 맛있는 커피를 내리는 데 활용할 수 있는 물리 비법까지 알려준다.
네 번째 ‘가장 짜릿하고도 강력한 힘이 만든 세상’은 열과 관련한 물리 이야기이다. 또한 전기와 관련한 물리도 함께 담았다. 누구나 아름답다고 생각하는 오로라는 어떻게 생기는 건지, 번개가 치는 이유는 무엇인지, 다이아몬드는 대체 어떻게 만들어지는 건지 흥미로운 현상의 핵심을 설명한다.
다섯 번째 ‘신비한 생명의 비밀이 가득한 세상’은 지구를, 여섯 번째 ‘환상적인 수수께끼로 가득한 미지의 세상’은 우주의 물리를 이야기한다. 지구에서 별까지는 얼마나 먼 것인지부터 시작해 우주 속 지구의 위치, 나아가 로켓을 우주로 날려 보내는 물리 비법까지 꼼꼼하게 담았다.
마지막으로 ‘과학이 우리에게 준 선물들’에서는 생활 속에서 만나는 물리를 담았다. 불꽃이 터지는 소리가 한박자 늦게 들리는 이유, 가는 케이블로 지지하는 거대한 다리들의 원리, 그리고 그네를 잘 타는 물리 비법까지 알차게 알려준다.

아직 보지 못한 세계로 향하는 첫걸음
SF의 전설로 불리는 작가 아이작 아시모프는 “과학에서 새로운 발견을 알리는 가장 신나는 표현은 ‘유레카!(찾았다)’가 아니라 ‘그거 재미있네!’이다.”라고 말했다. 이제까지 우리가 편견을 가지고 있던 물리는 잊어라! 진짜 물리의 재미는 놀이동산의 360도 회전하는 롤러코스터와 같이 짜릿하고, 모세가 바닷물이 가른 것처럼 갈라지는 바닷길 등 신기하면서도 낯설지 않은 현상들에 숨어 있다.
이 책을 통해 어릴 적 누구나 한 번쯤은 궁금해 했던 질문들에 대한 답을 찾는 시간, 호기심이 많은 아이의 질문에 속시원하게 설명하는 뿌듯함, 물리란 이렇게 쉽고 재미있다는 사실을 알아가는 경험을 얻어가기를 바란다.

아는 만큼 보이는 세상 : 물리편(본문 속에서)
액체는 형태를 자유롭게 바꿀 수 있지만 어느 정도 뭉치려는 성질이 있습니다. 각 물질의 분자들이 서로 끌어당기는 ‘분자간 힘’을 가지고 있기 때문입니다. 유체처럼 움직이는 물질은 분자 간 힘이 표면의 면적을 되도록 작게 만들려는 방향으로 작용하는데, 이 힘을 계면 장력이라고 합니다. 액체일 때는 표면 장력이라고 합니다. 물은 액체 중에서도 표면 장력이 큽니다.
표면이 울퉁불퉁한 잎이 물을 튕겨 내고, 표면 장력에 의해 물방울이 동그래집니다. 연잎에 맺힌 물방울을 생각해 봅시다. 연잎 표면에는 많은 미세한 돌기가 있어 연잎 위의 물방울은 돌기 위에 떠 있는 형태가 됩니다. 이로 인해 표면에 접촉하는 면적이 아주 작아지면서 표면 장력이 커집니다. 또 돌기와 물방울의 접촉각이 크므로 표면 장력 때문에 동그란 물방울을 만듭니다.
-‘물방울에는 왜 세모, 네모 모양이 없을까’에서

비행기는 날개가 받는 양력 덕분에 하늘을 날 수 있습니다. 날개의 단면을 보면 보통 위쪽은 볼록하게 나와 있고 아래쪽은 상대적으로 평평합니다. 비행기가 앞으로 움직일 때, 날개 앞부분에 부딪힌 공기는 날개의 위쪽과 아래쪽으로 나뉘어 흐르게 됩니다. 이때 날개 위쪽을 지나는 공기는 상대적으로 경로가 길기 때문에 공기의 속도가 빨라집니다. 그러면 공기의 속도가 빠른 날개의 위쪽은 공기의 속도가 느린 아래쪽보다 공기의 밀도가 낮아집니다(기압이 낮음).
힘은 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 작용하므로, 공기의 밀도가 높은(기압이 높음) 아래쪽에서 날개 위쪽 방향, 즉 아래쪽에서 날개를 들어 올리려고 하는 힘이 작용합니다. 이 힘을 양력이라고 합니다. 양력은 날개의 면적이 크고 날개에 부딪히는 공기의 속도가 빠를수록 커집니다. 즉, 날개의 형태가 기압 차이를 만들면서 발생하는 양력이 비행기를 띄우는 것입니다.
-‘비행기가 하늘을 날 수 있는 단 하나의 이유’에서

아치형 돌다리는 지지대가 없어 보기에는 불안해도 쉽게 무너지지 않습니다. 다리를 구성하는 돌을 하나하나 살펴보면 단면이 사다리꼴 모양입니다. 이것이 핵심입니다.
돌은 중력(무게) 때문에 아래로 떨어지려고 하지만, 양옆에 있는 돌도 사다리꼴이므로 떨어지는 힘이 분산됩니다. 즉, 중력이 양옆의 돌을 미는 힘으로 분해되는 것입니다.
하나의 돌은 양옆의 돌과 서로 밀고(작용) 밀리면서(반작용) 자신의 무게를 지탱합니다. 각각의 돌이 양옆의 돌과 서로 밀고 있으며, 최종적으로는 양 끝의 지면이 돌다리를 지탱합니다.
-‘기둥이 없어도 무너지지 않는 아치형 다리의 비밀’에서