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파인만의 물리학 강의 1
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파인만의 물리학 강의 1

  • 리처드 파인만
  • |
  • 승산
  • |
  • 2004-09-10 출간
  • |
  • 736페이지
  • |
  • 220 X 278 mm
  • |
  • ISBN 9788988907634
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평

※ 승산 북카페 "이 책의 포럼" ☞ lecture1.seungsan.com

『조지 가모브 물리 열차를 타다』부터 『발견하는 즐거움』,
『일반인을 위한 파인만의 QED 강의』, 『엘러건트 유니버스』까지,
출판계에 물리 붐을 일으켜보자는 취지로 물리 책을 기획해 온 승산이
드디어 『파인만의 물리학 강의』 완역 출간의 첫발을 내딛는다!
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1957년 10월 4일, 당시 소련은 미국을 제치고 인공위성 스푸트니크 1호를 발사한다. 첨단 과학의 상징이라 할 수 있는 인공위성 발사에, 유리한 위치를 선점하지 못한 미국은 기초 과학 육성의 필요성을 절감하고 대대적인 개혁에 착수한다. 이에 아이젠하워 대통령은 대국민 성명을 발표하고 나사(NASA)를 설립하였으며, 특히 수학과 과학 교육 시스템을 혁신하는 데 총력을 기울였다. 교육 개혁이 활발히 진행되는 가운데 캘리포니아 공과대학에서는 새로운 커리큘럼, 새로운 방식의 물리학 강의가 시도되었다. 이 강의는 대학 차원에서 처음부터 녹취되고 기록되었으며, 이를 정리하여 출간한 책이 바로 『파인만의 물리학 강의』이다.
이른바 스푸트니크 쇼크 이후 미국이 과학 교육 강화에 초점을 맞추어 교육 개혁을 단행하였고 그 이후부터 지금까지 선진 국가의 위상을 고수해 오고 있다는 사실은, 21세기 지식 기반 사회를 살아가는 우리에게 시사하는 바가 크다. 기초 과학의 체계적인 육성 없이 이공계의 부활을 꿈꾸고 인재들이 근시안적인 정부의 지원책을 믿고 기초 학문을 선택해주기만을 기다리는 지금의 현실이 답답하게 느껴질 뿐이다.
파인만 교수가 굳이 칼텍의 1, 2학년생을 위한 기초물리학 강의를 시작한 데는 나름대로의 이유가 있었다. 대학에 오기 전까지만 해도 똑똑하기로 소문났던 학생들이, 정작 대학에 들어와 재미없고 딱딱한 물리학 수업을 받다 보면 어느새 “바보”가 되고 마는 것을 안타까워한 파인만은 “학생들을 구제하기 위해” 팔을 걷어 부치고, 이제는 전설로 일컬어지는 물리학 강의를 시작하게 된 것이다. 즉, 문제는 “어떻게 해서 학생들의 관심을 물리학으로 끌어 모으느냐”는 것이었고, 파인만이 택한 해결책은 “물리학이 얼마나 재미있는지 보여주겠다!”는 것이었다.
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학생들의 이공계 기피의 결과로 우수한 인재들이 법대와 의대로 대거 몰리는 현상이 이미 국가적 당면 과제로 대두되었고, 이공계 학생들마저 물리 과목을 기피하는 현상은 지금의 우리 교육 현실이 얼마나 위태로운 미래를 가져올지를 예고하는 한 단면이다. 왜냐하면 21세기의 주요 키워드가 될 생명공학, 나노 과학, 양자 컴퓨터…등은 물리의 양자역학이 기초가 되기 때문이다.
이에 따라 다양한 해결책이 쏟아져 나오고 있지만, 장기적 관점에서 봤을 때 근본적인 해결책은 바로 좋은 책, 좋은 컨텐츠로 과학에 대한 인식을 바꾸는 것이라 생각한다. “과학기술 예산이 진정 가치 있는 곳, 즉 젊은이들의 창의력과 기업가 정신을 함양하는 데 투자돼야 한다.”는 카이스트 총장 로플린의 말에서 잘 알 수 있듯이, 특정 분야에만 한정된 재정 지원으로 이공계 지원자들을 억지로 끌어들이기보다는 ‘과학이 이 정도로 재미있고 가치있는 학문이라면 인생을 걸어볼 만하다’는 확신을 갖고, 발견하는 즐거움을 스스로 체득할 수 있는 기름진 토양을 마련해 주어야 한다.
파인만의 강의는 자연 현상을 이해하는 도구로서 물리학이 필수적이라는 인식에서 시작되었기 때문에 “물리의 숨은 묘미”를 충분히 느낄 수 있는 책이다. 그동안 영어로 된 원서로만 파인만의 강의를 즐겨야 했던 독자들에게, 파인만 강의의 정수를 제대로 느껴보고 싶은 독자들에게, 그리고 물리를 좋아하지만 물리학도로서의 길을 망설이고 있는 많은 젊은 인재들에게 “과학은 즐거운 장난”이라는 파인만의 자신에 찬 목소리를 들려주고자 한다. 학생들뿐만 아니라 이미 자신의 분야에서 학문적 성과를 이뤄낸 교수들에게까지 아직도 수많은 영감을 불러일으킨다는 『파인만의 물리학 강의』를 통해 물리 붐이 다시 한번 일어나길 기대해 본다.
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◆ 파인만의 물리학 강의에 대하여
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1960년대에 들어서자 세계적인 대학으로 자리매김한 캘리포니아 공과대학에서는 물리학과 교수들에 의해 물리학 학부 교육의 문제점이 제기 되었다. 1940년대에 확립된 교과 과정을 그대로 사용함에 따라, 학생들은 의욕과 영민함이 넘치는 1～2학년 때에 고전 물리학을 배우게 되고, 3학년 이후에야 상대성과 양자역학 등 흥미로운 주제를 배우게 된다. 이런 까닭에 물리학에 대한 흥미가 떨어질 대로 떨어진 학생들은 더 발전된 이론을 펼치지 못하게 되는 것이 문제였다.
이런 물리 교육 과정을 개선하기 위해 공과대학 교수인 매슈 샌즈가 학과장인 로버트 배처를 설득했고, 배처는 포드 재단의 도움으로 물리학 입문 과정을 개선할 비용을 마련했다. 전통을 중시하는 물리학자 로버트 레이턴과 실험학자 빅터 네허도 이에 가세했다. 최고의 수뇌들이 모여 토론한 결과, 노벨상 수상자이자 세계적인 물리학자인 파인만에게 강의를 맡기고 그에게 강의 내용까지 모두 일임하는 실험을 해보자는 데 의견을 모았다.
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"나는 이 실험이 성공이었다고 믿는다."
― 매슈 샌즈, 『파인만의 물리학 강의』 공동저자
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파인만은 1961년 가을부터 1년 과정의 신입생 물리학 강좌를 맡아 1961년 5월까지 강의를 진행했다. 이 강의는 아주 특별한 행사였기 때문에 캘리포니아 공과대학은 처음부터 이 강의를 기록으로 남길 준비를 했다. 모든 강의를 녹음했고, 레이턴과 샌즈가 녹음을 정리해서 전부 글로 옮겼다. 이것은 1963년에 『파인만의 물리학 강의』(전3권)라는 제목으로 출판되었다.
파인만은 일주일에 두 번 강의했고, 나머지 시간은 모두 강의 준비와 강연에 바쳤다. 그의 노트에는 핵심적인 단어만 적혀 있었지만, 파인만은 강의할 내용을 세세하게 알고 있었다. 그에게 강의실은 극장이었고 강사는 배우였다. 청중이 학부생이든 대학원생이든 동료 교수들이든 일반 대중이든, 마찬가지였다.

목차

파인만의 물라학 강의 Ⅰ
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리처드 파인만의 머리말
서문
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CHAPTER 1. 움직이는 원자
CHAPTER 2. 기초 물리학
CHAPTER 3. 물리학과 다른 과학들 사이의 관계
CHAPTER 4. 에너지의 보존
CHAPTER 5. 시간과 거리
CHAPTER 6. 확률
CHAPTER 7. 중력
CHAPTER 8. 운동
CHAPTER 9. 뉴턴의 역학
CHAPTER 10. 운동량의 보존
CHAPTER 11. 벡터
CHAPTER 12. 힘
CHAPTER 13. 일과 위치 에너지(A)
CHAPTER 14. 일과 위치 에너지(결론)
CHAPTER 15. 특수 상대성 이론
CHAPTER 16. 상대론적 에너지와 운동량
CHAPTER 17. 시공간
CHAPTER 18. 2차원에서의 회전 운동
CHAPTER 19. 질량 중심 : 관성 모멘트
CHAPTER 20. 3차원 공간에서의 회전
CHAPTER 21. 조화 진동자
CHAPTER 22. 대수학
CHAPTER 23. 공명
CHAPTER 24. 진동의 감쇠
CHAPTER 25. 선형계
CHAPTER 26. 광학 : 최소 시간 원리
CHAPTER 27. 기하 광학
CHAPTER 28. 전자기 복사
CHAPTER 29. 간섭
CHAPTER 30. 회절
CHAPTER 31. 굴절률의 근원
CHAPTER 32. 복사의 감쇠, 빛의 산란
CHAPTER 33. 편광
CHAPTER 34. 복사의 상대론적 효과
CHAPTER 35. 색상의 인식
CHAPTER 36. 시각의 역학
CHAPTER 37. 양자적 행동
CHAPTER 38. 파동과 입자의 관계
CHAPTER 39. 기체 운동 이론
CHAPTER 40. 통계 역학
CHAPTER 41. 브라운 운동
CHAPTER 42. 운동 이론의 응용
CHAPTER 43. 확산
CHAPTER 44. 열역학의 법칙
CHAPTER 45. 열역학의 응용
CHAPTER 46. 래칫과 폴
CHAPTER 47. 음파의 파동 방정식
CHAPTER 48. 맥놀이
CHAPTER 49. 진동 모드
CHAPTER 50. 배음
CHAPTER 51. 파동
CHAPTER 52. 물리 법칙의 대칭성
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역자후기
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저자소개

리처드 파인만은 흔히 아인슈타인 이후 최고의 천재로 평가되는 미국의 물리학자이다. 1918년에 뉴욕 시 교외에 있는 파라커웨이에서 태어나, 매사추세츠 공과대학(MIT)을 졸업하고 프린스턴 대학교에서 물리학 박사학위를 받았다. 코넬 대학교와 캘리포니아 공과대학에서 교수를 지냈으며, 2차대전 중에는 원자폭탄 개발 계획에 참여했다. 1965년에 양자전기역학(Quantum Electrodynamics, QED) 이론을 수정, QED를 완성하여 줄리언 슈윙거, 도모나가 신이치로와 함께 노벨 물리학상을 수상했다. 그는 물리학자이면서도 항상 일상에 호기심이 많았다. 어떤 형식의 권위에도 복종하지 않았던 창조적이고 주체적인 인물로서, 위대한 연구업적 외에도 재미있는 일화를 많이 남겼다.


1918년 파라커웨이에서 출생
1936년 매사추세츠 공과대학(MIT)에 입학
1940년 프린스턴 대학원 입학
1942년 맨해튼 프로젝트 참여, 코넬 대학교 교수로 부임
1943년 로스앨러모스에서 진행중이던 원자폭탄 개발계획에 참여
1945년 코넬 대학 교수로 부임
1951년 캘리포니아 공과대학(칼텍) 교수로 부임
1954년 알베르트 아인슈타인 상 수상
1961년 9월부터 1963년 5월까지 칼텍에서 물리학 강의(The Feynman lectures on physics)
1962년 E. O. 로렌스 상 수상
1963년 『파인만의 물리학 강의』를 출간하기 시작하여 1965년에 완간(전 3권)
1965년 1965년 초기 양자전기역학의 부정확한 부분을 수정, QED를 완성하여 노벨 물리학상 수상
1972년 물리학을 훌륭히 가르친 공로로 외르스테드 메달 수상
1978년 암 발병
1981년 암 재발
1986년 챌린저 호 참사 원인을 밝혀냄
1987년 또 다른 종양 발견
1988년 사망

도서소개

아인슈타인 이후 최고의 천재로 평가되는 미국의 물리학자 리처드 파인만의 물리학 강의 양장본. 1961~1962년에 캘리포니아 공과대학(칼텍)의 1, 2학년생들을 대상으로 했던 강의의 내용을 정리한 책으로 자연 현상을 이해하는 도구로서 물리학이 필수적이라는 인식에서 시작되어 '물리의 숨은 묘미'를 충분히 느낄 수 있다. 수학이나 전문 용어를 어지럽게 늘어놓지 않고 지극히 일상적인 사례들로부터 최첨단의 물리 개념을 자연스럽게 이끌어 내며, 사물의 원리에 대한 통찰을 담고, 정규 과정을 뛰어넘는 현대 물리학의 핵심을 다루고 있다. 이 책의 저자 리처드 파인만은 1965년에 양자전기역학 이론을 수정, QED를 완성하여 줄리언 슈윙거, 도모나가 신이치로와 함께 노벨물리학상을 수상했다.
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