“대통령을 위한 물리학”

"대통령을위한물리학"

10년후세계를움직일5가지과학코드

인사말:

나에게과학적발견을추구하는방법을가르쳐준스승루이스앨버레즈와

어떻게국가안보에기여할수있는지를보여준딕가윈

그리고에너지절약에관심을갖도록영감을불어넣어준

아서존로젠펠트에게이책을바칩니다.

저자:리처드뮬러(RichardMuller)

중성미자의연구및핵에너지분야의전문가로

현재UC버클리에서교수로재직하고있다.

1999년에는UC버클리의우수교육자상을수상하였고,

대학원생들과마이크로로봇을상용화할수있는

마이크로모터를세계최초로개발하여화제가되었으며

수많은젊은스타교수를제자로배출하였다.

‘천재상’이라불리는맥아더펠로우십을수상해화제를모았고,

PBS와BBC스페셜과다큐멘터리에수차례출연한저명한학자다.

미국연방정부의고위과학고문을지냈으며

현재미국국방자문의일원이기도하다.

이책의근간이된<미래대통령을위한물리학>강의는

비전공자를대상으로한물리교양수업으로

2009년UC버클리재학생이뽑은최고명강의로선정되기도했다.

팟캐스트와유튜브의교육채널에서도들을수있는그의강의는

강좌하나에만70만명이넘게시청하는인기강의로,

핫이슈로떠오른현실과학분야에대한전세계지식인들의관심이

얼마나폭발적인지를직접적으로보여주고있다.

역자:장종훈

카이스트물리학과를거쳐동대학원에서레이저광학을전공하였고

현재삼성전자에연구원으로근무하고있다.

어린시절부터천문관측을좋아하던과학영재출신으로

아마추어천문학동아리인‘별사랑’에서시삽을맡기도했으며

과학독서모임인백북스에활발히참여하는등

과학과대중의소통에관심이많다.

개인블로그를운영하고있다.

물리를모르고서는대통령이될생각을하지마라!
국가의미래를결정하는키는물리학이쥐고있다!
전세계수백만명이시청한유튜브인기강좌,

UC버클리재학생이선정한최우수강의!
리처드뮬러교수의‘미래대통령을위한물리학’드디어국내소개!

▶차례

제1부:테러리즘

1장.9・11테러의재구성

2장.테러리스트들이방사능폭탄을좋아하지않는이유

3장.구식으로돌아가는앞으로의테러공격

4장.탄저균테러의의문점

테러리즘:대통령을위한브리핑

제2부:에너지

5장.에너지와관련된놀라운사실들

6장.매우값비싼청정에너지,태양광

7장.석유가고갈되고있다!

에너지:대통령을위한브리핑

제3부:원자력

8장.방사능은정말로위험한것일까?

9장.방사선붕괴후,삶은어떻게달라지는가?

10장.여러가지핵무기들

11장.광기의핵무기경쟁

12장.녹색성장,혹은목숨을담보로한위험한선택

13장.처치곤란의핵폐기물,어떻게처리할것인가?

14장.핵융합,무한한미래에너지원

핵:대통령을위한브리핑

제4부:우주

15장.인공위성과우주시대의서막

16장.물리학의혁명적발견-중력을이용한기술들

17장.인간의꿈,우주왕복에대한비용

18장.비가시광선을이용한첩보활동

우주:대통령을위한브리핑

제5부:지구온난화

19장.온난화는소빙하기의끝을의미하는가?

20장.온실효과의원인

21장.‘가능성이매우높다’는말의의미

22장.과장되고왜곡된증거를구별하라

23장.실효성이없는해법

24장.식은죽먹기의해결책

25장.에너지효율을높이는새로운기술

지구온난화:대통령을위한브리핑

『대통령을위한물리학』은수많은노벨상수상자를배출한

과학명문인UC버클리의2009년재학생들이선정한

최우수강의‘미래대통령을위한물리학’을책으로펴낸것이다.

강의를진행하는리처드뮬러는

UC버클리의물리학교수이자

오바마정부의고위과학고문을지내고

각종국가단위과학프로젝트에직접참여한

과학·안보분야의정책전문가다.

이책에서다루는예시의대부분은

저자가직접연구에참여했거나,

전문가들에게서나들을수있는것으로

일반인들이쉽게접하기어려운고급정보다.

저명한물리학자이자정책전문가로활동한저자답게,

그의책에서는일반적인과학자들의논의에서

찾아볼수없는현실성과생생한현장감이느껴진다.

고층빌딩이더튼튼했다면9·11테러의대참사를막을수있었을까?
허블망원경을고치기위해꼭사람을우주로보내야하는가?
21세기를살아가는당신이물리학을알아야하는이유!


이책에서던지는질문은자못도발적이다.

9·11테러로세계무역센터빌딩이무너진이유가설계부실탓이었을까?

그렇지않다.세계무역센터빌딩은

비행기가몇대쯤충돌해도끄떡없도록설계되었다.

만약그렇지않았다면소방대원들이

구조센터를건물1층에마련하지는않았을것이다.

그렇다면9·11테러가일어났을때빌딩이무너져내린원인은무엇이었을까?

건물을무너뜨린범인은다름아닌화재였다.

비행기의연료탱크에가득찬가솔린때문에발생한

엄청난화재로철골기둥이녹아내린것이다.

천문학적인비용의허블우주망원경이고장났을때,

NASA에서는사람을우주선에태워서

직접허블우주망원경을수리하도록했다.

이것이우주산업이발전했다는증거인가?

위험을감수하고사람을우주로보내는것이합리적이었을까?

저자는단호하게말한다.‘아니다,

그냥하나더만들어서띄우는편이더경제적이고효율적이다’라고.

지난챌린저호와컬럼비아호폭발사고를보며

사람들이충격에빠졌을때,

저자는오히려그사실을놀라워한다.

우주로사람을띄우는것은

당연히사고의위험을감수해야만한다는것이다.

저자는이와같은예시를수도없이많이들려준다.

새롭고,흥미진진하며수식이없이도

저절로물리를이해할수있도록쓰인이책은,

첫장부터마지막장까지손에서책을뗄수없게만든다.

원자력발전의안전성에관한문제나지구온난화를두고서

속시원한해법을찾지못해각종논란이들끓는요즘처럼

과학을‘제대로’알아야만하는때는없었다.

유례없이다양한최첨단기술이개발되고

국가혹은인류의미래를두고논란이들끓는지금,

자신의이익을위해대중을미혹시키지않는

진실한과학자의말은어디에있을까.

광우병,천안함,원자력발전소

막연한공포와소문은과학적상식부족에서시작된다.
국민이,대통령이물리를모르면국가가위험하다!


쇠고기수입논쟁은광우병에대한

막연한공포심때문에거대시위로까지번졌다.

이들논란가운데증거로제시된것들중에는

과학적시각으로볼때명백하게틀린내용도있었다.

이런것들은조금만과학적으로접근하면금세진위를가릴수있다.

하지만전국민이논란으로들끓는그시점에도

각주장의근거들을과학적으로검증하려는시도는거의없었다.

그뿐아니라천안함사고의원인을둘러싼

논쟁에서도그것들을다시한번겪었다.

이렇게과학기술과정책이긴밀하게연결됨에도불구하고

대중과과학정보는너무나멀리떨어진관계가되었다.

한편과학기술은

이렇듯극적인사례에서만문제가되는것은아니다.

어떤이는꿈을좇는돈키호테처럼

가까운시일내에소위‘대박’의꿈을안고

언제상용화가가능할지도예측할수없는

최첨단산업의주식에베팅한다.

이것은국가적차원에서도마찬가지여서

정치가들은새로운부를가져다줄‘황금알을낳는거위’가될

유망과학자들과친분을쌓아그대중적인기에편승하기급급하다.

과학기술은이렇게경제정치의영역에서

대중들의기대와오해의대상이된다.

정책을집행하는사람이나,

정책을집행할지도자를뽑는국민들이나,

과거수억의예산을투자했지만

잠깐의쇼비즈니스로전락하고말았던

황우석사태가남긴교훈을기억해야할것이다.

그러나그럴수밖에없지않은가.

소위전문가집단이양측에서첨예하게대립하며논쟁을벌일때,

일반인들은대체누구의말을들어야하는지알수없다.

어떻게하면복잡한과학이론들로무장한경고성발언을들으며

선전선동을당하지않을수있겠는가?

지구온난화에인간이영향을끼쳤을

확률에관한여러증거들중에서

진짜와가짜를명확하게구분하거나

한고등학생이디자인했다는

핵폭탄이실제제작가능한지

여부를판단할수있는사람은흔치않다.

전기요금을지불하는대신

지붕에집광판을달고태양광발전을했을때

실제로절약되는비용이얼마인지

계산기를두드려가며구체적으로따져볼수있는것은

저자가그만큼이분야의전문가이기때문이다.

이모든내용들을다읽고나면,

그동안어떻게대중들이이중요한사실들을

거의모른채로각종정책들을평가해왔는지그저놀라게된다.

『대통령을위한물리학』은

과학비전공자를위한교양수업을바탕으로한책이지만

꽤심도깊은논의를담고있어

과학을전공한사람에게도충분히흥미롭다.

또한열량으로만따지면TNT1톤을터뜨리는것보다

남성들에게초콜릿1톤을먹이는게

훨씬더파괴력이클것이라고설명하는등,

넘치는그의유머감각도곳곳에서빛을발한다.

이런장점때문에팟캐스트와

유튜브교육채널에일반인들도볼수있도록공개한후,

그의강의동영상은누적조회수200만을돌파하여

과학강의로는이례적인인기를끌었다.

이는핫이슈로떠오른현실과학분야에대한

전세계지식인들의관심이

얼마나폭발적인지를직접적으로보여준다.

물리학에흠뻑빠져들어헤엄치고즐겨라!
과학을가르치지않는과학교양서
당신도과학전문가와논쟁할수있다!

이책이교양과학서적으로서갖는가치중하나는,

비전공자들에게어려운과학이론을쉽게설명하는데급급하지않고

과학을도구로삼아결론을주목하게만든다는것이다.

급박한사태가발생했을때대통령이알아야할것은

수많은수식을포함한복잡한과학이론이아니다.

누군가가장황하게과학기술과관련한

이론들을설명하고있으면

대통령은자연히이렇게질문하게된다.

‘그래서,언제쯤상용화할수있으며,

그과학기술을개발하면얼마나실효성이있는가?’

그러고나서이유를듣고판단하는것은대통령의몫이다.

일반인도마찬가지다.

저자는책을통해그점을

바로독자에게전달해줌으로써

과학기술과대중사이에다리를놓는다.

뮬러교수는지도자뿐만아니라

모든사람들이과학자들앞에서한없이작아지거나

과학이론에압도되어서는안된다고말한다.

그는앞으로대통령이될지도모르는그의학생들에게,

그들이훗날지도자가되어어떤일에대해정책을세우고

판단을내려야만할때무엇을알고있어야할지를알려준다.

저자는책을통해모든논란의중심에있는

이슈와관련한물리학적내용을빠짐없이다루면서도

경제성,효율,앞으로의발전가능성등,

다양한시각으로이를분석해독자에게전달해준다.

이책의내용을다읽고나면,

어느날갑자기테러리스트가서울역한복판에

핵폭탄이설치되었다는경고를한다하더라도당황하지않고

어떻게대처해야할지를가늠하려는마음이생길것이다.

제2차세계대전당시독일에서도

가공할핵물리기술을보유하고있었으면서

왜원자폭탄을만들지않았는지

그이유를읽고났을때에는

번뜩이는아이디어하나에

나라의운명이좌우된다는사실을접하게될것이다.

또한석유가고갈되고있다는명백한사실뒤에숨겨진,

원유가격이오르면다양한방법으로

더많은석유를생산할수있게된다는설명은

기름한방울나지않는나라의국민으로서

필연적으로갖게되는불안감을조금은해소시킨다.

『대통령을위한물리학』은

독자들에게과학을가르치지않는과학교양서다.

그대신과학자로서합리적인근거와논리를제시하여

듣는사람이스스로판단하도록돕는다.

이것은또한과학을전공하고도

지적호기심을충족시킨다는것외에

과학자로서의의미를찾지못한과학도들에게

과학자가사회와국가에어떻게기여할수있을지영감을줄것이다.

아폴로11호가달에닿은뒤로40년이지난지금,

다시달에사람을보내지않는이유는무엇인가?

우주산업의국제경쟁력을갖추려면

우리도빨리유인탐사에뛰어들어야하는것아닐까?

이흥미로운질문들의해답이담긴책장을넘기며

스스로결론에이르기위해생각하다보면

과학적사고방식이어느새몸에배어드는것은

즐거운독서의필연적인부산물일것이다.

"세계지성과언론의끊이지않는격찬!"

현대수학과공학기술은

세상을더좋게만들수도,안좋게만들수도있다.

기발하고대단한과학자인리처드뮬러는가장중요한

과학지식만을추려내조목조목깔끔하게설명해놓았다.

대통령은물론이거니와기업의수장들과사회지도층,

그리고과학적지식을바탕으로현명한결정을내리고자하는

사려깊은시민들이라면이책에있는내용쯤은알아두어야한다.
_프랭크윌첵(2004년도노벨물리학상수상)

대통령,혹은지식인사회에서리더를꿈꾸는사람,

또한그런지식이있는사람을리더로삼고자하는

사람이라면모두이책을읽어야한다.

만약외계인들이지구인들은“과학과공학에아는것이없다”고

자랑삼아떠드는후보자를대통령으로뽑는것을

알게된다면무척의아하게여길것이다.

언젠가는대통령후보토론회에

이책의내용을바탕으로한논쟁들이등장하길바란다.
_앤서니지(프린스턴대학교수,『FearfulSymmetry』저자)

모든점에서의심할여지없이최고의책이다.

여태껏이렇게책제목과도딱들어맞는,개념이완벽한책은보지못했다.

과학전공자들에게는흥미롭고비전공자들에게는교과서같은책이다.
_브라이언클레그,「파퓰러사이언스」

그렇다.『대통령을위한물리학』은강의이름이다.

(교수님의베스트셀러와곧출간될속편을교재로곁들인).

하지만이는하나의역작에가깝다.

리처드뮬러는원자,반물질과같은주제에대해서

놀라울정도로많은정보를알려준다.

이강의가UC버클리의캠퍼스에서진행되는수업임을감안하면

책에나온모든내용을바로이해하기는힘들것같다.

하지만매우재미있고교육적이다.

이수업은과학을전공하지않은학생들을위해개설되었다.

개념을너무길게설명하지도않고최소한의수식만으로

방사능,기후변화,지구온난화같은다양한주제를가르친다.

그러면서도세세한중요정보들을빠짐없이전달하고있다.
_헨리파운틴,「뉴욕타임스」

쉽게구할수있고,교과서로도쓰이는

이소중한책은핵무기,테러리스트감시시스템,

지구온난화를이해하기위해필요한물리지식을잘설명해준다.
_카일라던(스탠퍼드의과대학심혈관센터교수,프리랜서과학기자)

리처드뮬러는대단히고난도의지식이가득하면서도재미있는책을썼다.

그리고그것은‘대통령혹은대통령이될수있는사람들’만이아니라

모든이들이읽을수있는과학교양서다.

심지어수학적설명을곁들이지않고도

물리학자들의귀를쫑긋하게만드는재미있는이야기도포함하고있다.

눈을즐겁게만드는아주멋진책이며모두가읽어야하는책이다.
_데이비드구스타인(캘리포니아공과대학교수)

명쾌하고,흥미를끄는책이다.

비공학적책으로는처음으로물리의모든주제를다루고있다.

현대의사회·정치적인사건의요점을잘짚어주고있는제대로된과학교양서다.

읽기시작하면서론부터단한글자도놓치고싶지않을것이다.
_마크오레글리아(시카고대학교수)

이책은오랫동안풀리지않는숙제같았던

‘비전공자들에게물리를전달하는방식’에대해새로운해결책을제시한다.

리처드뮬러는물리이론을쉽게설명하는데에만집착하지않는다.

뮬러교수는그것들을다건너뛰어사람들로하여금

물리적인원리에서비롯된결론에집중하게만든다.

이책은물리에관련된여러가지분야의흥미로운사실들을

어떤독자들이라도쉽게접근할수있게해주고,독자에게재미까지선사해준다.
_바딤카플룹노브스키(텍사스오스틴대학교수)

간단하고명쾌한논리로일반인들도납득할수있도록설득력있게쓰여졌다.

미래의지도자를꿈꾸는사람이라면반드시읽어야할책이다.

_「뉴사이언티스트

신기할정도로편하게술술잘읽힌다.

기초과학에대한설명과그것이현실에어떤연관이있는지를잘알려준다.
-「뉴욕타임스」

UC버클리의물리교수는세계가돌아가는이치를명쾌하게설명한다.
-「인디펜던트」

리처드뮬러교수는이책을통해우리사회의물리를기반으로하는

과학기술의구조들을종합적으로아주잘설명했다.
-「초이스」

책속으로

당신이물리학을싫어한다면

그건선생님을잘못만났기때문이지당신탓이아니다.

어떤물리학자들은수학적지식을동원해서문외한들을괴롭힌다.

자기들끼리는수학과물리를분리하려고애를쓰면서말이다.

대학원생들은종종“수학이아니라물리를생각하라”는충고를듣는다.

그렇지만설명이좀막힌다싶으면

어김없이물리선생들은간편한면죄부를들이민다.

“그럼이방정식한번봐.

이걸보고나면내가못가르쳐서그런게아니란걸이해할걸.”-12p

세계무역센터의상층부가

아래층위로무너져내릴때도같은방식으로힘이작용했다.

상층부의무게는앞서예로들었던망치의경우와같이

제법큰배수로증폭되어아래층에가해지게된다.

……테러리스트들이여기까지예상했을것같진않다.

아마도충돌로빌딩을쓰러뜨리거나꼭대기를날려버리려고했을것이다.

좀더가능성높은것은고층빌딩화재가일으키는

공포의효과를기대했을거라는점이다.

소방관들도이런종류의붕괴사태는예상하지못했다

(고층빌딩의화재에대해서는어느정도알고있었다).

만약그랬다면화재가난건물의1층에대책본부를설치하진않았을것이다.

……빌딩은연소되지않은항공연료와함께그대로무너져내렸고

이연료는계속연소되면서근처에있던7번빌딩이무너지게만들었다

(마찬가지로,열때문에기둥이약해졌기때문이다).

세계무역센터건물을무너뜨린것은

폭발도,비행기의충돌도아닌화재였다.-31p

그럼암의위험에대해서살펴보도록하자.

보통수준의방사능피폭량에의해

암이발생할위험은rem당0.04%정도다.

4rem에0.04%를곱하면이로인해유발된암의위험은0.16%가된다.

미국에서자연적인암발생률이20%라고근사하면

방사능폭탄이터진지역에1년정도

거주한사람의암발생률은20.16%정도가된다.

나쁜소식이긴하지만그것이집을버리고떠나야할정도일까

(1년뒤에는방사능이정화된다고가정했다)?-41p

원래허버트는원래석유생산의정점을

발생시점보다10여년앞선1990년대중반으로구성했다.

정점을찍는시점이10년이나늦추어질수있었던이유는

석유채굴기술이발전하고유가가배럴당60달러를넘어선결과다.

허버트가연구하던1956년당시에는채굴가능한

전세계의석유가10억배럴미만이라고예상했으나

현재채굴한양은이미그양을넘어섰다.

석유를포함한퇴적층과오일샌드에서의석유채취가가능해짐에따라

현재는50억배럴정도가더늘어날수있는것으로알려져있다.-103p

나는그동안유카산문제에대해서

과학자,정치가,많은관심있는시민들과토론해왔다.

대부분의정치가들은이문제가과학적인이슈라고생각하고,

대부분의과학자들은정치적인이슈라고생각한다.

양쪽다연구에는지지를보낸다.

과학자들에게있어연구는그들이해야할일이고,

정치가들은그것이중요한문제에해답을줄것이라고기대하기때문이다.

나는그렇게생각하지않는다.-209p

처음우주계획이시작되었을때,

많은사람들은무중력환경이대단한장점이있을것이라고생각했다.

인공위성안에서는물체들이무게때문에가라앉는일이없을것이고

그러면훨씬좋은볼베어링을만들거나

컴퓨터나전자회로에쓰이는결정체를보다

완벽하게만들수있을거라고생각한것이다.

이런전망은거의실현되지못했다.

우주정거장에서그런작업을하는데드는추가비용을따져보니

결국그만한가치가없는것으로드러났다.-262p

그들은논문에서4등급과5등급태풍의숫자가

1970년에서1990년사이에두배이상급증했다고발표했다.

이것이모든태풍에관한공포의근원이었지만,이것이전부가아니다.

그들은1990년이후로는태풍의숫자가

증가하지않았다는사실도함께보고했다.

저자들은관측되는태풍의숫자증가가부분적으로,

혹은전부단순히먼바다에서발생하는

태풍의관측능력이향상되었기때문일수도있다고언급하면서

이결과를진정태풍의횟수가증가한것으로

해석되지않도록주의해야한다고덧붙였다.

하지만대부분의사람들이이마지막말에는귀를기울이지않았다.-344p

"斷腸兵者詭道也進不求名."

[출판사리뷰]

20세기2차세계대전이끝나고동.서냉전의이념도사라지면서

모든나라들이삶의질과경제수준을앞세워

시장경제와신자본주의에박차를가하고있다.

다만아직도불씨마냥사그라지지않고있는

복병은무수히산재되어있고

나라별로이에대한대처와해결방안을찾으려하고있다.

나라마다테러리즘,에너지,원자력,우주,지구온난화는

복잡다단하면서도첨예하게이해관계가얽힌문제이기에

때론필요악이되기도하고완전악의경우도있다.

아직도지구는민족과종교,부족갈등등으로

언제어디에서대형사고와전쟁의화마로휩싸일지모르는형국이다.

그러하기에일국을책임지고있는수장은복병과도같은

이러한문제에대해평소일가견이있어야하고

대처방안등을사전에궁리하여사고로연결될때에는

기민하게대처해야하고거국적이고도유연한자세로

국민과하나가되는멋진지도자의모습을보여주어야만할것이다.

이에현미국오바마정권하에서중성미자의연구및

핵에너지분야의전문가로재직하고있으며

미국국방자문의일원이기도한저자리처드뮬러는

향후10년후세계를움직일5가지문제를집중해부하고있다.

바로테러리즘,에너지,원자력,우주,지구온난화일것이다.

시사문제에관심이있는분이라면

모두접하고알고있는문제일것이다.

전문지식을갖고있지않더라고

미국의9.11테러,고갈되어가는석유에너지,나가사키,

히로시마원폭투하,인공위성과GPS,

이산화탄소로인한지구온난화등이다.

테러리즘은주로이슬람세력이

미제국주의에항거하는형태이고

부존자원의고갈로대체에너지의시급한개발,

방사능누출과노쇄한원자로문제로인한원자력문제,

첩보위성과인공방사능기능,

지구온난화로인한환경오염과생태계파괴등으로

인류는걷잡을수없는나락의상황으로빠지고

그간누려왔던인류문명의혜택은

축소되고재기불가까지갈지도모른다.

다만이러한문제는

정치,군사,첨단과학을개발하고응용하는

선진국들에의해조종이되고이기적인발상과

위험지수를넘어서까지악용하는상황에서

우주와지구는오염되고이로인해

수많은살상자와희생자가속출할것이다.

특히한국의경우엔

주변엔군사강대국들이포진하고있기에

무엇보다도국민의안전과국익을최우선으로정책을내놓고

실천하는모습을보여주어야마땅하다고생각한다.

자원빈국인한국의경우엔

석유한방울나지않기에에너지를절약하고

무분별한이산화탄소의배출로인한공기오염과

온난현상에도대비하는정책을내놓아야할것이며

국가간공조사항은긴밀하고도신속하게하고

국민들의의견에반하는사안들은재삼재사숙고하고

강대국의지시및권고에쉽게따라가는

주체없는면모를보여서는안될것이다.

일반인으로부터국가의지도자에이르기까지

바로눈앞에전개될개연성과가능성이높은

테러리즘,원자력,에너지,우주,지구온난화는

누구는신경쓰고누구는뒷짐지는자세를보여선안될것이다.

모두에게연관이있기에지속적인관심과각별한주의,

실천하는행동이필요한싯점이라고생각한다.

나도이도서를통해

물리학의기초이론과근간발생할여지가농후한

시사상식을알게되었다는점에서의의가깊다.


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