제1장 《프린키피아》는 어떤 책일까?
제2장 뉴턴, 그는 누구인가?
천재의 계보
아인슈타인의 기적의 해
제3장 운동의 세 가지 법칙에 대하여
제4장 구심력에 대하여
제5장 만유인력에 대하여
제6장 케플러의 법칙에 대하여
천체 망원경
제7장 지구 타원체에 대하여
제8장 천동설과 지동설
상대성 원리
제9장 조석에 대하여
제10장 혜성에 대하여
혜성들의 쉼터
제11장 중력에 대하여
무중력 공간
제12장 《프린키피아》를 마무리하며
가상 대토론
뉴턴 VS 아인슈타인, 중력을 논하다!
논쟁 1라운드 _ 중력과 가속도
논쟁 2라운드 _ 만유인력
논쟁 3라운드 _ 중력과 빛의 휘는 성질
논쟁 4라운드 _ 빛이 휘는 각도
논쟁 5라운드 _ 토론을 마치며
천재 과학자 뉴턴의 역작 [프린키피아] 지구에서 우주로 과학적 사고를 확장하다!
[프린키피아]는 근대 과학의 선구자 뉴턴이 1681년에 출간한 책이다. 원제목은 [자연철학의 수학적 원리 Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]. 역학과 우주에 관한 뉴턴 연구의 집대성이자 인류의 과학 발전에 한 획을 그은 책으로 평가받고 있다.
[프린키피아]에는 뉴턴의 가장 위대한 발견인 만유인력의 법칙이 소개되어 있다. 만유인력의 법칙은 뉴턴이 고향집의 사과나무 아래에서 생각에 잠겨 있던 어느 날, 사과가 떨어지는 것을 보고 발견한 법칙이라는 일화로 더욱 유명하다. 만유인력의 법칙은 뉴턴이 이룩한 업적 중에서도 가장 위대한 업적으로 손꼽힌다. 이전까지 지구상에 국한되어 있던 과학적 사고를 우주로 확장시켜 범우주적인 법칙으로 만들어 냈기 때문이다. 지구상에 있는 사과나, 하늘에 떠 있는 달이나 모두 만유인력이라는 동일한 힘을 받으면서 운동하고 있다는 것. 이것은 당시로서는 가히 ‘혁명적인 발견’이었다. 뉴턴 이전까지 지구와 우주는 완전히 별개의 세계로 인식되었다. 우주는 신이 머무는 공간으로써 인간이 감히 침범할 수 없는 영역이었으며, 지상의 이론으로 우주를 설명하는 것은 상상조차 할 수 없었다. 그런 금기를 뉴턴이 깨뜨렸던 것이다.
뉴턴이 생전에 이룬 업적은 만유인력의 법칙 외에 두 가지가 더 있다. 물체의 운동 현상을 설명한 것과 빛의 본성을 밝혀 낸 것이다. 이중 운동 법칙과 만유인력의 법칙 두 가지를 [프린키피아]에서 다루고, 빛에 대해서는 [광학]이라는 책에서 다루었다. 이 세 업적이 오늘날까지 그 가치를 인정받는 이유는 단순한 예측이나 이론에 머물지 않고 실험과 관측 등 구체적인 과학적 방법을 통해 증명해 냈기 때문이다. 뉴턴은 자연 과학을 올바르게 연구하는 데 있어서 실험이 매우 중요하다고 강조했다. 그러면서 올바른 이론이란 그것 하나만으로도 많은 자연 현상을 설명할 수 있어야 한다고 보았다. [프린키피아]에는 여러 연구 성과와 더불어 과학 하는 사람의 마음가짐과 자세에 대한 뉴턴의 생각이 담겨 있다.
[프린키피아]는 모두 세 권으로 구성되어 있다. 1권은 물체의 운동 법칙에 대해 다룬다. 우선 물질의 양, 운동의 양, 힘, 구심력 등 운동 법칙과 관련 있는 용어들에 대해 풀이하고, 우리가 익히 잘 아는 세 가지 운동 법칙, 즉 관성의 법칙, 운동과 힘의 법칙, 작용과 반작용의 법칙을 소개한다. 2권은 유체에서의 운동을 다룬다. 뉴턴은 여기에서 데카르트의 소용돌이 이론을 반박했다. 데카르트는 소용돌이 이론을 통해 행성들이 공전하는 이유를 설명하려고 했는데, 뉴턴이 그 이론의 허점을 밝혀 낸 것이다. 3권에서는 만유인력의 법칙으로 행성, 위성, 혜성의 운동을 밝혀내고 밀물과 썰물의 원리를 풀어냈다.
[서울대 선정 인문고전 50선 27 뉴턴 프린키피아]는 수식으로 가득한 원서의 기본 개념들을 알기 쉽게 풀어낸 [프린키피아] 입문서이다. [프린키피아]에 대한 배경 지식으로써 과학자 뉴턴의 생애를 소개하고, 갈릴레이, 케플러, 핼리, 훅 등 당대 과학자들의 업적과 연구 성과 등을 다룬다. 책 말미에는 서로 다른 시대를 산 두 천재 과학자 뉴턴과 아인슈타인의 가상 토론을 수록해 중력에 대한 이해를 돕는다.
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