감사의 글

머리말
대칭이란 무엇인가
음악 속 대칭
지구는 둥글다
수학과 물리학의 대칭
에미 뇌터를 기리며

1장 타이탄의 자손
우주의 진화와 그에 대한 신화적 비유
타이탄
신들의 황혼
지구
오클로 천연 원자로
물리법칙의 안정성

2장 에너지와 시간
절대로 일어날 수 없는 일
도대체 에너지란 무엇인가
다가오는 에너지 위기

3장 에미 뇌터
대칭은 불변성을 의미한다
수학과 물리학
에미 뇌터의 삶과 시대 배경
대칭과 물리학

4장 대칭 · 공간 · 시간
시공간 연속체
사고 실험실
공간 병진
시간 병진
회전
운동 대칭
전역 물리와 국소 물리의 비교

5장 뇌터의 정리
기초 물리학의 보존 법칙들
운동량 보존
에너지 보존
각운동량 보존

6장 관성
좀처럼 인지되지 않지만 분명히 존재하는
관성, 대칭, 태양계 역사의 요약
관성을 알아차리다
대칭·관성·물리법칙의 통합
뉴턴의 운동 법칙
가속도
중력

7장 상대성
빛의 속력
움직이는 관찰자가 본 빛의 속력
상대성 원리
전복된 갈릴레오의 상대성
아인슈타인의 상대성
특수 상대성의 기이한 결과
특수 상대성의 에너지와 운동량
일반상대성이론

8장 반사
거울 나라에서 찾은 대칭
반사 대칭
반전성 대칭과 물리법칙
반전성 대칭을 폐기하다
시간 역전 대칭
시간 역전 불변성과 반물질
CPT 대칭

9장 깨어진 대칭
깨어진 대칭의 재구성
심 끝으로 선 연필
자석
자연에서 일어나는 자발적인 대칭 깨짐
우주 팽창

10장 양자역학
고전역학의 한계
빛은 입자인가 파동인가
더욱 기이해지는 양자론
불확정성원리
파동함수
속박 상태
양자론의 스핀과 궤도 각운동량
동일 입자의 대칭
교환 대칭 : 물질의 안정성과 중성자별
양자론과 특수상대성이론의 만남 : 반물질

11장 빛의 숨겨진 대칭
전하량 보존 법칙으로 인도하는 숨겨진 다리
암시된 대칭
국소 게이지 불변성 대칭
복사의 양자적 과정 : 양자전기역학
파인만 다이어그램
모든 힘들의 통합을 향해

12장 쿼크와 경입자
최후의 마트로슈카가 될 입자
20세기 중반의 원자
쿼크
입자와 힘을 기술하는 표준 모형
강력은 게이지 대칭이다
약력
힉스 장
힉스 보손을 넘어서면 초대칭일까
철학적 관점에서 본 의견

교육자를 위한 맺는 말

부록
수학에서 정의하는 대칭
셔먼의 미국 수학능력시험 모의고사 문제
연속 대칭군

참고자료
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