부산시청 도서요약

20세기 과학 혁명을 일으킨 방정식 E=mc²의 여정을 따라가며, 과학의 기초와 역사적 의미를 흥미롭게 풀어낸 교양 과학서입니다. 아인슈타인의 발견에서부터 원자폭탄의 탄생, 그리고 블랙홀의 비밀까지, 방정식 하나가 어떻게 인류의 미래를 바꿨는지 추리소설처럼 풀어냅니다.

E=mc²

1905년, 무명의 스물여섯 살 과학자 알베르트 아인슈타인은 한 짧은 방정식을 세상에 내놓았다.

“E=mc².”

이 간단한 수식이 인류의 역사를 송두리째 바꾸는 시작이었다.

에너지는 질량에 빛의 속도의 제곱을 곱한 것과 같다는 이 방정식은, 그간의 물리학적 이해를 혁신적으로 뒤집으며, 새로운 시대를 열었다.

하지만 이 방정식이 어떻게 태어나고, 어떻게 발전했으며, 어떤 영향을 미쳤는지는 단순한 과학적 설명으로는 이해하기 어렵다.

그래서 데이비드 보더니스는 이 방정식의 '전기'를 쓰기로 결심했다.

그는 "로켓과 섬광 따위를 늘어놓는 대신에 E=mc²의 전기를 쓰기로 했다"고 밝히며, 방정식을 하나의 생명체로 바라보는 독특한 시각을 제시했다.

아인슈타인의 인생과 그의 발견은 우리가 잘 알고 있는 것처럼 단순히 천재적 직관으로 이루어진 것이 아니다.

아인슈타인은 당시 취직조차 힘들어 특허청에서 일하면서 연구를 계속했다.

보더니스는 이를 "아인슈타인의 일과가 끝날 때면 베른의 모든 과학 도서관은 문을 닫았다. 최신 소식을 알지 못하고서 어떻게 연구를 해나갈 수 있겠는가?"라고 묘사했다.

그의 과학적 탐구는 일상의 틈바구니에서 이루어졌고, 그의 책상 서랍을 "자신의 이론물리학과"라고 부를 정도로 열악한 환경에서 이루어졌다.

이렇듯 방정식의 탄생은 인류 역사 속에서 무명 과학자의 고독한 노력과 함께 이루어졌다.

그렇다면 이 방정식의 구성 요소인 에너지(E), 등호(=), 질량(m), 빛의 속도(c), 그리고 제곱(²)은 무엇을 의미할까?

각각의 요소는 단순한 기호 그 이상이다.

보더니스는 이를 하나하나 풀어가며, 그 의미를 역사적 맥락에서 설명했다.

“빛은 움직일 때만 존재한다.

이것이 아인슈타인이 내린 결론이다.

이 통찰은 맥스웰의 이론 속에 숨어 있었지만, 40년이 넘도록 아무도 알아보지 못했던 것이다.

빛에 대한 이 새로운 깨달음은 모든 것을 바꿔놓았다.

이제 빛의 속도는 우주의 근본적인 속도 제한이 되었다.

아무것도 이보다 빠를 수 없다.”

이처럼 방정식의 구성 요소는 과학적 개념일 뿐만 아니라, 그 자체로 하나의 드라마를 내포하고 있다.

이 방정식이 아인슈타인 혼자만의 업적이 아니었다는 점도 강조된다.

마이클 패러데이, 라부아지에, 올레 뢰머, 에밀리 뒤 샤틀레 등 수많은 과학자들의 연구와 발견이 아인슈타인에게 영향을 주었고, E=mc²의 탄생에 기여했다.

이 과정에서 과학자들의 열정, 사랑, 그리고 때로는 복수가 얽히고설켜, 과학의 진보가 이루어졌다.

라부아지에와 장 폴 마라의 반목은 "라부아지에는 어떤 과학적 논쟁으로 장 폴 마라와 반목해서 결국 처형될 수밖에 없었을까?"라는 질문으로 드러나며, 과학적 탐구가 항상 순탄치 않았음을 상기시킨다.

E=mc²는 단순한 방정식이 아니다.

전쟁과 비극의 중심에 서 있었다.

특히, 제2차 세계대전에서 이 방정식은 인류의 운명을 결정짓는 역할을 했다.

원자폭탄이 그 대표적인 결과물이다.

아인슈타인은 자신의 방정식이 이끄는 방향을 두려워하며 루스벨트 대통령에게 경고 편지를 보냈다.

그는 “대통령 각하: 아직 발표되지 않은 최신 연구에 따르면 우라늄 원소가 아주 가까운 미래에 새롭고 중요한 에너지원이 될 것으로 보입니다”라며, 극단적으로 강력한 폭탄의 가능성을 경고했다.

그러나 이 경고는 받아들여지지 않았고, 전 세계는 원자폭탄이라는 새로운 위협에 직면하게 되었다.

전쟁 속에서 E=mc²은 숨막히는 다큐멘터리의 주인공이 되었다.

노르웨이 특공대의 중수 공장 습격, 미국의 '맨해튼 프로젝트', 그리고 히로시마와 나가사키를 휩쓴 버섯구름.

이 모든 사건들이 E=mc²의 비극적 결과로 이어졌다.

"이 세상의 것이라고 할 수 없는 이 물체는 0.5초 동안 최대로 타오르다가 2, 3초 만에 스러진다.

이 '스러짐'은 주로 열이 밖으로 빠져나가면서 일어난다.

갑자기 불꽃이 일어난다.

빛 덩어리의 표면이 찢어지면서 거대한 장막이 되어 아래에 있는 사람들을 뒤덮는다.

히로시마는 죽음의 땅이 되었다."

그러나 E=mc²의 이야기는 여기서 끝나지 않는다.

이 방정식은 전쟁을 넘어서, 우주를 이해하는 열쇠가 되었다.

태양의 불꽃, 지구의 창조, 블랙홀의 어둠까지, E=mc²은 우주의 비밀을 푸는 중요한 도구로 사용되고 있다.

“쇼핑몰과 영화관에서 붉게 빛나는 비상구 표시등도 E=mc²을 이용한다.

비상구 표시등은 불이 나서 전력이 끊겨도 작동해야 하기 때문에 보통의 광원을 사용할 수 없다.

이 표시등에는 방사성 삼중수소가 들어 있어서, 쉽게 부서지는 삼중수소 핵이 질량을 잃으면서 내는 에너지를 이용해서 빛을 낸다.

병원에서는 의료 진단을 위해 이 방정식을 사용한다.”

이처럼 E=mc²은 우리 삶 속에도 깊이 스며들어 있다.

이 방정식은 이제 과학사의 고전이자, 인류의 미래를 비추는 등불이 되었다.

그리고 아인슈타인의 조용하고 쓸쓸한 말년을 지나, 이 방정식은 계속해서 과학의 최전선에서 작동할 것이다.

우주의 비밀을 풀고, 인류의 새로운 가능성을 여는 열쇠로.

* 핵심 메시지

E=mc²은 단순한 방정식이 아니라, 인류의 역사와 미래를 결정짓는 중요한 열쇠이다.

이 방정식은 과학의 발전, 전쟁의 비극, 그리고 우주의 비밀을 푸는 데까지 널리 사용되며, 우리 삶 속에서도 그 중요성을 발휘하고 있다.

* 추천

과학에 대한 깊이 있는 이해를 원하는 독자, 물리학을 쉽게 접근하고 싶은 이들, 그리고 인류 역사에 중요한 영향을 미친 과학적 발견을 알고자 하는 모든 이에게 이 책을 추천한다.

E=mc²의 일생을 통해 과학의 아름다움과 위험성을 동시에 느낄 수 있을 것이다.