첫 번째 수업 전자란 무엇일까요? 두 번째 수업 광자란 무엇일까요? 세 번째 수업 원자는 어떻게 생겼을까요? 네 번째 수업 전자가 기차 타요 다섯 번째 수업 불확정성 원리가 뭘까요? 여섯 번째 수업 전자는 어디에 있을까요? 일곱 번째 수업 원자핵에는 누가 살까요? 여덟 번째 수업 원자핵 속에서는 어떤 일이 벌어질까요? 마지막 수업 쿼크란 무엇일까요?
파인먼과 함께하는 9일간의 신기한 원자 여행!
확률의 개념을 몰라도 9일 만에 물리 영재가 될 수 있다. 원자 세계의 신비를 푸는 '불확정성 원리'를 알면 누구든 제2의 파인먼이 될 수 있다.
원자 세계의 신비를 푸는 ‘불확정성 원리’를 알면 누구든 제2의 파인만이 될 수 있다 지금은 나노 시대라고 한다. 나노는 10억분의 1미터로 보통 원자의 크기의 10분의 1정도의 크기를 말한다. 원자는 원자핵과 그 주위를 돌고 있는 전자로 이루어져 있는데 이 전자들이 우리 몸에 찌릿찌릿 정전기를 느끼게 하는 알갱이이다. 20세기 초반 물리학자들은 전자를 발견했고 전자들의 움직임이 날아가는 야구공과는 달리 새로운 물리 원리를 따른다는 사실을 알아냈는데 그 원리가 바로 불확정성의 원리이다. 야구공은 우리 눈으로 관찰할 수 있다. 그러니까 위치도 속도도 정확하게 결정할 수 있다. 하지만 전자는 우리가 상상할 수 없을 정도로 너무나 작고 가볍다. 그리고 원자라는 상상할 수도 없이 작은 마을에서 살고 있는 전자들은 날아가는 야구공과는 다른 새로운 물리 법칙을 따른다. 즉, 야구공과는 달리 전자의 위치와 속도를 정확하게 관측할 수 없는데 이것이 바로 불확정성의 원리이다. 이 책은 이 세상의 모든 것을 구성하는 가장 작은 세계를, 불확정성 원리를 이용하여 전기자기력과 약력을 통일하여 노벨 물리학상을 받은 20세기 중반의 천재 물리학자 파인먼을 통해 아이들에게 알기 쉽게 강의한다.
파인먼이 직접 강의하듯 꾸며진 흥미로운 불확정성 원리 수업 한국과학기술원(KAIST)에서 이론물리학으로 박사학위를 받은 저자는 학생들을 위해 우선 쉽고 재미난 강의 형식을 도입했다. 저자는 위대한 물리학자들이 교실에 아이들을 앉혀 놓은 뒤 일상 속 실험을 통해 그 원리를 하나하나 설명해가는 방식으로 그들의 위대한 물리 이론을 초등학생부터 이해할 수 있도록 서술했다. [파인먼이 들려주는 불확정성 원리 이야기]는 전편인 [아인슈타인이 들려주는 상대성 이론 이야기]와 유사한 9일간의 수업으로 진행된다. 하지만 불확정성 원리를 아이들에게 이해시키기 위해 저자는 아이들과 보다 적극적인 실험을 시도한다. 첫 번째 수업은 전자를 발견하는 과정이고, 두 번째 수업은 빛을 이루는 알갱이 광자와 전자에 대한 이야기이다. 저자는 구덩이에 구슬을 던지는 실험을 통해 빛을 쪼이면 전자가 튀어나가는 광전 효과의 원리를 설명한다. 특히 셋째 날 수업에서 러더퍼드가 원자핵을 발견하는 과정을 총을 종이에 쏘는 실험을 통해 설명하는 부분은 아이들의 눈높이에 맞으면서 또한 보이지 않는 세계를 느끼기 위해 어떤 실험 장치를 고안해야 하는가를 생각하게 해준다. 이렇게 저자는 수업 곳곳에서 청소년들의 눈높이에 맞는 재미있는 실험을 통해 불확정성 원리라는 어려운 물리학을 소개하고 있다.
추천사
양자 역학은 20세기를 변화시킨 새로운 물리학이고 그 속에 깔려 있는 가장 중요한 원리는 불확정성의 원리이다. 이 원리를 초등학생이나 중학생에게 강의한다는 것은 거의 불가능에 가까운 일이다. 하지만 이 책은 불가능하다고 여겨졌던 그 일을 가능하게 만들어 주었다. 불확정성 원리는 확률과도 관련 있다. 저자는 확률을 이용하여 왜 물체의 위치를 정확하게 관측하는 것이 불가능한지를 보여 준다. 불확정성 원리를 제대로 이해하지 못하는 대학생들에게도 이 책에 묘사된 여러 실험 수업은 도움이 될 것으로 여겨진다. 서강대학교 물리학과 교수, 김원태
불확정성 원리는 원자 속의 세계처럼 아주 작은 세계를 지배하는 물리학 원리이다. 이 책은 이 원리를 초등학생부터 이해시킬 수 있는 유일한 책이라고 생각한다. 신데렐라와 불확정성 원리! 아무리 생각해 봐도 연결이 안 되는 단어 같지만 이 책의 부록을 보면 연결이 된다. 불확정성 원리가 적용되는 신비한 나라에 사는 신데렐라에게는 어떤 일들이 벌어질까? 신데렐라는 왜 한 마리의 생쥐를 여러 마리의 생쥐로 보았을까? 또 못된 계모와 언니들이 방 안에 가두었을 때 신데렐라는 어떻게 문 밖으로 나갈 수 있었을까? 이 책의 수업 내용과 부록 동화를 읽어 보면 그런 궁금증이 풀릴 것이다. 진주 여자고등학교 물리 교사, 유상진
총 
바보 빅터
