물리란 무엇인가

제1장 물리학이란 무엇인가
제2장 인간은 왜 자연을 알고 싶어 했는가
제3장 고대 세계의 자연철학
제4장 근대 물리학의 탄생과 갈릴레이의 혁명
제5장 빛과 전자기학: 보이지 않는 세계의 발견
제6장 아인슈타인과 상대성이론: 시간과 공간의 새로운 이해
제7장 양자역학의 탄생: 미시 세계의 신비
제8장 원자와 입자의 세계: 물질의 가장 깊은 구조를 찾아서
제9장 우주의 탄생과 현대 우주론: 우리는 어디에서 왔는가
제10장 열역학과 엔트로피: 시간은 왜 한 방향으로 흐르는가
제11장 물리학과 생명: 자연법칙 속의 생명 현상
제12장 물리학과 기술 문명: 과학이 바꾼 인간의 삶
제13장 물리학과 기술 문명: 과학이 바꾼 인간의 삶
제14장 물리학의 역사와 위대한 과학자들
제15장 물리학의 철학: 우리는 자연을 어떻게 이해하는가
제16장 현대 물리학과 미래: 새로운 시대를 향한 도전
제17장 물리학의 주요 분야와 연구 방법
제18장 물리학과 인간의 세계관: 과학이 바꾼 우리의 생각
제19장 물리학과 미래 문명: 인류가 향하는 새로운 세계
제20장 물리학이란 무엇인가
맺음말 우리는 우주를 이해하는 존재이다

사랑의 열역학

추천의 말
저자 노트: 이 책을 읽는 법
프롤로그: 공학 강의실에서 시작된 이야기

1장 사랑은 에너지다: 열역학 제1법칙과 사랑의 본질
2장 사랑에도 방향이 있다: 열역학 제2법칙과 비가역성
3장 사랑할수록 복잡해지는 이유: 엔트로피와 무질서의 과학
4장 열정과 행동의 과학: 열전달, 일, 방향
5장 사랑의 삼각관계: 이상기체 이론과 압력, 부피, 온도
6장 사랑에도 효율이 있다: 카르노효율, 노아의 방주 그리고 지구의 열역학
7장 아직 엑서지가 있는가: 소멸상태에서 다시 타오르는 법
8장 인연은 멈추지 않는다: 평형상태와 정상상태
9장 세상을 데우는 에너지: 열역학을 지구라는 시스템에 적용하면

에필로그: 복잡계 속의 우리 그리고 열역학이 남긴 것들

우리는 어쩌다 과학을 믿게 되었을까

머리말_우리는 어쩌다 과학을 믿게 되었을까?

이 책을 읽기 전에
놀라운 주장에는 놀라운 증거가 필요하다
과학자들이 과학 이론을 믿는 방법

1장 빛은 무엇일까?
빛은 파동일까, 입자일까? | 1921년 수상자 앨버트 아인슈타인 외
· 물리학자는 권위를 믿지 않는다
빛으로 얼마나 정확히 측정할 수 있을까? | 1907년 수상자 앨버트 마이컬슨 외
· 원자시계와 GPS
빛을 이용한 기술들: 엑스레이, 원거리 통신, 레이저 | 1914년 수상자 막스 폰 라우에 외
· 과학계의 진정한 노벨상 금수저는 누구일까?

2장 이 세상은 무엇으로 이루어져 있을까?
원자는 정말 쪼갤 수 없을까? | 1902년 수상자 피터 제이만 외
· 당신은 누구에게 배웠습니까?
원자 스펙트럼의 미스터리 | 1922년 닐스 보어 외
· 물리학자와 노벨상
금을 만들 수 있다? | 1938년 수상자 엔리코 페르미 외
· 원한다면 언제든지 금을 만들 수 있다

3장 물성은 어떻게 결정될까?
물, 얼음, 수증기는 무엇이 다를까? | 1962년 수상자 레프 란다우 외
· 고온 초전도체 이야기
전하의 흐름을 제어할 수 있을까? | 2000년 수상자 잭 킬비 외
· 디지털 문명의 밑그림을 그린 강대원 박사
기준을 정하는 법 | 1920년 수상자 샤를 기욤 외
· 물리 상수들은 정말 변하지 않을까?

4장 다시, 이 세상은 무엇으로 이루어져 있을까?
양성자와 중성자는 어떻게 붙어 있을까? | 1936년 수상자 칼 앤더슨 외
· 팔방미인 알바레즈
에너지는 항상 보존될까? | 1988년 수상자 잭 스타인버거 외
· 반입자와 베타 붕괴, 그리고 PET
거울 안 세상과 거울 밖 세상은 같을까? | 1957년 수상자 양전닝 외
· 노벨상 메이커 이휘소 박사

5장 이 세상은 얼마나 넓고 오래되었을까?
뉴턴의 법칙은 정말 완벽할까? | 1993년 수상자 러셀 헐스 외
· 중력파와 LIGO 실험
우주는 무한하고 영원할까? | 1974년 수상자 마틴 라일 외
· 우주는 오늘도 감속 팽창 중?
별이 빛나는 법 | 1967년 수상자 한스 베테 외
· 인공 태양 이야기

맺음말 어디까지 믿을 것인가?
찾아보기
참고문헌

아인슈타인이 알았더라면

프롤로그
책의 구성
감수의 글
1장 양자물리학의 개척자, 알베르트 아인슈타인
2장 보어 대 아인슈타인 논쟁 I
3장 보어 대 아인슈타인 논쟁 II
4장 존 벨, 실험의 가능성을 열다
5장 벨 부등식에서 시작한 최초의 실험
6장 쉬프옵티크 광학연구소 I
7장 쉬프옵티크 광학연구소 II
8장 양자 비국소성
에필로그
감사의 말

고전물리학의 창시자들을 찾아서

머리말
꿈속의 전주곡

1장 기초를 세운 조상: 갈릴레오와 하위헌스
피사: 준비기간｜파도바: 천공의 불가사의｜피렌체: 영광과 몰락｜하위헌스: 전환기의 인물

2장 마술의 산: 뉴턴
복잡하고 이해하기 힘든 인간성｜케임브리지 대학생에게 내린 계시｜루카스 교수: 빛이 분해되다｜『프린키피아』와 우주의 구조｜창조의 전성기가 지나고｜포기된 과학: 조폐국 국장 시대와 어두운 면

3장 빛이란 무엇인가?
뉴턴의 계승자들: 수학과 자연계｜수학자들｜물리학자들｜빛은 파동이다: 토머스 영, 만능 재주꾼｜프랑스의 과학자 양성소｜프레넬의 마무리｜스펙트럼이 알리는 정보: 프라운호퍼, 분젠, 키르히호프

4장 전기: 천둥에서 모터와 전파까지
정전기와 자기의 어려웠던 정복｜개구리의 도움: 갈바니, 볼타와 ‘인류가 발명한 가장 놀라운 도구’｜전자기학: 전류와 자침-외르스테드와 앙페르｜생생한 외모와 강력한 상상력: 패러데이-제본공에서 과학의 왕자, 실험의 제일인자로｜물리학에서 절대로 잘못이 없는 사람, 맥스웰｜현대물리학으로의 징검다리-헨드릭 안톤 로런츠

5장 열: 물질, 진동, 운동
화학과 물리학의 중간-기체의 성질｜애국심, 공학기술, 천재성-카르노와 그의 대변자 윌리엄 톰슨｜견고한 요새, 열역학: 에너지 보존-마이어, 줄, 헬름홀츠｜열역학의 완성: 루돌프 클라우지우스

6장 분자운동론: 물질구조 해명의 시작
불운한 선각자들｜또 한 번, 클라우지우스와 맥스웰｜루트비히 볼츠만｜통계와 확률이 물리학에 도입되다｜자연에서 발견되는 실제 기체｜판데르발스의 놀라운 방정식｜물리학자 기브스

부록
1. 뉴턴의 수학적 제원리(제Ⅱ장): 구심력의 결정｜2. 뉴턴의 수학적 제원리(제Ⅲ장): 이심 원추 곡선상의 물체의 운동｜3. 케플러 법칙의 표준적인 도출｜4. 열 교환에 관한 키르히호프의 법칙｜5. ‘전기학의 뉴턴’의 논의｜6. 전하의 전자기단위에 대한 정전기단위의 비의 측정과 빛의 속도｜7. 맥스웰 방정식에서 평면파의 도출｜8. 얼음의 융점에 대한 압력의 영향｜9. 온도의 절대눈금과 기체온도계｜10. 맥스웰 자신이 말하는 분자속도의 맥스웰 분포｜11. 볼츠만의 묘비문｜12. 볼츠만의 H-정리의 요점｜13. 에너지 등분배율...


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모든 것의 이유 1

글에 앞서 4
추천사
한국방송(KBS) 편성주간 정현덕 10
대한금속·재료학회 회장 김형섭 14
한국재료연구원 원장 최철진 16

제1장 비료에서 DNA까지
생물의 생존 24
질량 보존 28
질소 31
촉매 39
단백질 54
효소 67
작은 분자와 큰 분자 74
DNA의 결합 82
생명과 열 93
생물과 결합 102
세포막 109
고장 난 세포 118
세포의 신호 123

제2장 프리즘부터 스피커까지
뉴턴의 3대 업적 132
스펙트럼 137
햇빛 141
무지개 148
굴절 152
전반사 157
거울 163
단순한 빛 177
투명망토 188
메타물질 195
음파 201
초음파 207
스피커 214

제3장 색맹으로부터 국수까지
원자론 220
분자론 224
색의 구분 231
수용체 245
향기와 맛 254
인공의 맛 262
초콜릿 268
도파민 272
국수 278
빵 295

제4장 마그마에서 숯돌까지
지구 304
식고 있는 지구 309
암석의 생성 318
광물의 성분 326
딱딱한 암석과 무른 암석 334
암석의 변화 339
돌의 발견 347
매끄러운 돌 361
돌로 만든 건물 365
깎는 돌 372
돌 가루 378

글 뒤에서 391
참고문헌 399

세상이 그대를 속일지라도

들어가며

1부 별이 빛나는 하늘과 내 안의 기본 상수
─자연 법칙과 인간 본성에 관하여
우리는 왜 자꾸 남을 따라 할까
스스로 잠을 줄이는 유일한 동물
이름 없는 이들의 사회
미워하는 미워하는 미워하는 마음
냉장고 앞에 선 사바나 원주민
수학으로 맺은 비밀 약속
눈에 보이지 않는, 소리 없는 전쟁

2부 삶이라는 미지수, 최적의 해를 찾아서
─끝이 없는 최적화 과정에 관하여
인공지능이 지나간 자리
결혼과 사랑의 불안한 동행
아이들에게 스마트폰을 준다는 것은
인류 죽음 극복 프로젝트
공생, 미토콘드리아부터 기계까지
우리가 음모론에 빠지는 이유
달리는 기차에 중립은 없다

3부 아주 오래된 미래, 아직 오지 않은 과거
─내일을 결정할 초기 조건에 관하여
동양화에는 왜 그림자가 없을까
초기 조건 혹은 경계 조건의 힘
좌절은 어떻게 국가를 무너뜨리는가
민주주의란 무엇인가
텍스트가 만든 세상
장거리 달리기 선수의 불편한 의자
모든 언어가 서로에게 고유하다면

4부 침묵하는 자연 속 의미를 찾는 인간
─가치를 부여하는 몫에 관하여
의미 없는 숫자, 숫자 없는 의미
돈의 가치는 어디서 오는가
자유로운 나, 이야기하는 나, 만들어진 나
맛은 주관적일까 객관적일까
국민의, 국민에 의한, 국민을 위한
자본주의 사회에서 선물을 준다는 것
우리는 시시포스의 꿈을 꾸는가

나가며
참고 문헌

일상에서 발견한 물리학의 쓸모

추천의 글
프롤로그

1장 러더퍼드와 함께 아침을 먹어봅시다
: 빵 한 조각으로 시작된 물질의 구성에 관한 고찰

1.1 아침 식사로 먹은 ‘빵’
1.2 운동장과 작은 개미
1.3 0에서 출발해 0으로 끝나다

2장 망델브로와 함께 해안선을 측정해 봅시다
: 자연계의 자기 복제

2.1 겨울 창가의 눈송이
2.2 열대성 회오리바람
2.3 셋에서 만물이 나오다

3장 후크, 뉴턴과 함께 실험해 봅시다
: 300년 동안 이어진 입자와 파동의 논쟁

3.1 캠퍼스의 작은 연못
3.2 만물의 형태
3.3 입자와 파동의 논쟁
3.4 구름 속의 코끼리

4장 아인슈타인과 논쟁을 벌여봅시다
: 시간의 물리적 개념에 관한 논쟁

4.1 시간에 관한 이야기
4.2 일반 상대성 이론
4.3 우주 탄생의 메아리에 귀를 기울이다

5장 슈뢰딩거와 그의 고양이에 대해 이야기해 봅시다
: 단절된 공간

5.1 연속성의 종결
5.2 존재성의 붕괴
5.3 꼬리를 무는 뱀

6장 리만과 함께 풍선을 관찰해 봅시다
: 시공간을 새기는 도구

6.1 풍선과 말안장
6.2 신기한 연산 부호

7장 하이젠베르크와 함께 빙글빙글 돌아봅시다
: 바늘 끝의 세계

7.1 입자 대가족
7.2 신비한 힘의 작용
7.3 탐구는 끝이 없다

8장 갈루아와 결투를 벌여봅시다
: 아름다운 대칭에 관하여

8.1 구체와 입방체
8.2 시계와 회전
8.3 천재 소년
8.4 대칭과 게이지
8.5 통일의 길

9장 힉스와 함께 파티에 참석해 봅시다
: 질량의 비밀

9.1 엘리베이터에서 터지지 않는 휴대폰
9.2 입자들의 파티
9.3 연필은 어디로 쓰러질까?
9.4 자욱한 ‘에테르’
9.5 현실과 환상

10장 오일러와 함께 우주의 교향곡을 들어봅시다
: 끈 이론

10.1 무한대의 난제와 쿼크 감금
10.2 진동하는 끈
10.3 더 높은 차원을 향해
10.4 깊이 있는 탐구

11장 앨런 구스와 함께 별이 가득한 하늘을 감상해 봅시다
: 진공의 신비

...


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