여섯가지 파인만의 물리이야기 "이 책을 학창시절에 알았더라면"

유튜브를 시청하다보면 과학채널에 자주 등장하는 인물이 있다. 바로 '리처드 파인만'이다. '리처드 파인만'은 미국의 물리학자로 원자폭탄 개발로 유명한 맨해튼 프로젝트에 참여했다. 또한 양자전기역학 분야를 개척해 노벨상을 수상한 사람이다. 많은 사람들에게 '대학교수의 강의는 재미없다?'라는 고정관념을 깬 사람이기도 하다. 논문과 연구에 몰두하여 강의에 소홀하는 교수들이 많은데 저자는 학생들의 눈높이에 맞춰 친절하게 알려준다.

 

 

 

이 책은 저자의 강의 내용을 글로 적어놓은 기록이다. 저자의 물리학강의는 원래 학부 1~2학년생들을 위한 강의였다. 그래서 가급적 수식을 배제하고 말로 풀어내려 했다고 한다. 안타깝게도 학부생들은 듣지 않는 경우가 많았고 대학원생들과 교수들이 주로 수강을 했다고 한다. 그래서 저자는 실패한 강의라 스스로 말한다.

 

 

왜 사람들은 수십 년이 지난 지금까지 그에게 열광하는 걸까?

 

저자는 초등학생도 과학을 쉽게 이해하고 흥미를 가질 수 있게끔 알려준다. 그 배경에는 저자의 아버지의 역할이 컸다. 저자의 아버지는 무언가를 가르칠 때 재미있는 예시를 들며 설명했다고 한다. 예를 들어 공룡을 설명할 때 다음과 같이 말했다.

 

공룡은 키가 너무커서 우리집 2층정도 크기가 될 것 같구나
그래도 머리가 커서 창문을 뚫고오진 못하겠구나

 

누가 들어도 공룡의 크기가 바로 가늠이 된다. 공룡이 더 궁금해지고 알고 싶어지는 설명이다. 만약 "공룡의 키는 3미터고 머리는 30인치이다"라고 설명했으면 어땠을까? 만약 그랬다면 상상도 잘 되지 않고 재미없었을 것이다. 물론 현재 우리 교과서에는 이렇게 가르치고 있다. 사실만 전달하는 것은 정확하고 간단하다. 하지만 사람들의 마음을 움직이지는 않는다. 이는 곧 배움에 대한 흥미를 잃게 한다.

 

 

제물포 (쟤 때매 물리 포기?)

 

물리, 화학이라는 단어만 들어도 진절머리가 나는 사람이 많다. 오죽하면 학창 시절 많은 과학 선생님이 '제물포'(쟤 때매 물리 포기)라고 불리겠는가. 유튜브에 리처드 파인만의 영상을 보면 이런 얘기가 나온다.

 

예술가 친구가 말했다.
꽃 한 송이를 보여주며 얼마나 아름답지 않은가?
그런데 과학자인 자네는 꽃을 분해하며 분석하기에 자연의 아름다움을 느낄 줄 모른다.

리처드 파인만은 다음과 같이 말했다
자신의 심미안은 그보다 부족할지 모르나 오히려 그 꽃에서 그가 보는 것보다 훨씬 더 많이 볼 수 있다.
꽃 속의 세포에서 일어나는 현상 또한 아름답다.
훨씬 더 작은 차원에서도 아름다움이 있다
과학 지식이 꽃에 대한 흥미와 신비로움을 더욱 돋보이게 한다
지식 덕분에 감상에 방해가 된다는 것은 말도 안된다

 

아는 만큼 보인다. 학창 시절 생물이라는 과목은 암기할 내용이 많다. 시험문제를 풀기 위해서 공부하고 외웠다. 엽록소나 미토콘드리아가 어떻게 시험에 나오는지 패턴을 외우기 바빴다. 신기하다는 생각이 들지 않았고 궁금하지도 않았다. 과학은 재미없고 지루한 과목이라는 생각만 가지게 했다.

 

만약 리처드 파인만의 강의를 진작에 들었거나 <여섯 가지 파인만의 물리 이야기> 책을 빨리 봤다면 좀 더 재미있게 공부를 할 수 있었지 않았을까? 지금은 배운 지가 너무 오래되어 책의 내용을 이해하기 다소 어려웠다. 그러나 수능을 준비하거나 관련 전공을 공부하는 학생들이라면 충분히 쉽게 읽을 수 있을 것이다.

 

 

100% 이해는 어렵다

 

 

물리학을 200페이지 남짓한 이 책으로 설명하기에는 부족하다. 하지만 꼭 필요한 기초개념은 쉽고 확실하게 나와있다. 원자를 설명할 때도 일반적인 설명과 다르다. 모양을 먼저 설명하지 않는다. 마치 비디오를 감상하듯 물방울을 서서히 확대시켜가며 같이 현미경을 관찰하는 느낌이 들게 한다. 서서히 확대를 해가며 옆에 보이는 짚신벌레도 무시하고, 최종적으로 만나게될 원자를 보여준다. 오해하지 않도록 이 원자들이 사진처럼 정적이지 않고 활발하게 움직이고 있다고 설명한다.

 

물분자가 수면을 이탈할 때 에너지도 같이 날아가기 때문에 우리가 뜨거운 것을 먹을 때는 바람을 불라고 조언한다. 이런 설명은 시중의 물리학 책에는 나오지 않는다. 저자는 최대한 실생활과 과학을 접목시켜서 몸으로 느끼게 해준다. 

 

 

저자는 과학도 100퍼센트 맞다고 할 수 없다고 한다. 과학은 체스를 옆에서 보며 룰을 이해하는 과정이라고 설명한다. 체스의 비숍이 대각선을 움직이는 모습을 보며 '비숍은 대각선으로 간다'라고 룰을 이해하기 때문이다. 만약 비숍이 체스판의 끝에 도달한다면 다양하게 움직일수 있게 된다. 이렇게 되면 우리가 알고 있었던 상식이 파괴되고 비숍에 대한 수식과 개념이 바뀐다. 이렇기에 과학을 연구하는 많은 천재들이 힘들어한다. 과학계의 거장 '아인슈타인'의 주장도 현재에서는 부정되는 말이 있다. 양자이론이 그것이다. 천재들도 틀리는게 과학이므로 너무 어렵게 생각할 필요는 없을 것이다.