▲ 물리학이 초대한 우주.(고재현 지음|출판사 책과바람|2026년 3월 출판)

《물리학이 초대한 우주》의 필자인 저는 2017‑2018년 물리대중화특별위원회 사업이사로, 물리 대중화 활동을 한 적이 있습니다. 그 과정에서 과학 대중화, 물리 대중화의 방향에 대해 위원들과 다양한 각도에서 논의하고 여러 행사를 주관했습니다. 2019년에는 《빛의 핵심》(사이언스북스)이라는 대중과학도서를 통해 ‘빛’이라는 키워드로 자연과 우주, 일상생활 속 광기술을 조망하는 책을 집필한 바 있습니다. 당시 내용이 다소 어렵다는 평도 있었지만 과학을 쉬운 비유로만 설명하는 것이 정석은 아니라는 생각을 갖고 해당 도서를 집필했습니다.

물리학자들이 흔히 그렇듯이 제 경우도 주말은 유수 저널들의 목차를 훑으며 흥미로운 논문과 기사를 정독하곤 합니다. 그중 정말 흥미롭고 호기심을 돋우는 논문들을 만나면 관련 논문들을 찾아가며 해당 주제를 깊이 탐색하려 했습니다. 천체물리학자들이 외계행성의 대기 성분을 조사한 논문을 보면 어떤 기법으로 그런 놀라운 성취가 가능했는지, 그 결과를 통해 얻은 결론은 무엇인지 확인하려 했습니다. 그런 노력이 바로 이 책의 출발점입니다.

저는 최근 수년간 Physical Review Letters를 포함한 유수 저널에 발표된 과학적 성과를 바탕으로, 전 세계 과학자들이 맞닥뜨린 46개의 질문과 그 답을 찾아가는 치열한 과정을 이 책에 담았습니다. 그 질문들을 우주, 대기, 물질, 기술이라는 네 개의 키워드로 나눠 구성했습니다. 책은 제임스웹 우주망원경·보이저호·외계행성 등 심우주 탐험의 원동력부터 태풍·우주 허리케인·번개·미세먼지 등의 대기현상, 강화유리·양자점·나노입자·구조색 등의 물질세계, 블루라이트·디스플레이·와이파이·라이다·엑스선 등 첨단기술까지-거시와 미시, 자연과 기술, 과학과 인간의 삶을 하나의 지도 위에 펼쳐 보이려 했습니다. 필자로서 이 장들을 읽은 독자들이 독서를 마칠 즈음 몇 가지 일관된 문제의식과 관점을 갖게 되길 희망했습니다.

저도 경험했지만, 본인 분야에서 연구를 하고 논문을 쓰고 연구비를 수주하는 과정에서 경험의 폭이 좁아지는 경향이 있습니다. 전공을 벗어난 인접 분야, 혹은 물리학 외의 다른 분야에 대한 탐색이 때론 중요한 영감을 줍니다. 그때가 바로 ‘세렌디피티(serendipity)’가 작용할 순간이기도 합니다. 이 책에서 다루는 다양한 주제들이 물리학과 인접 학문 분야를 전공하는 학생들에게 다양한 경험의 계기를 만들 수 있다면 제가 이 책을 통해 거두고자 했던 중요한 목표가 달성될 것입니다. 책의 뒤에 제가 읽었던 방대한 논문들 중 가장 중요한 것들만 인용한 것도, 글을 읽으며 호기심을 느낀 학생들이 새로운 탐색을 시작할 첫걸음에 도움이 되었으면 해서입니다.

물리대중화는 일반인들을 위해 필요한 활동이지만 물리학과를 희망하는 중고생, 물리학과 학부생, 심지어 대학원생이나 저를 포함한 물리학자들 모두에게 필요한 일이 아닌가 싶습니다. 본인의 전공을 조금만 벗어난 분야에선 사실 우리 모두 문외한에 가깝지 않을까요? 그런 면에서 다양한 분야를 보다 전문적인 시각에서 소개해 독자들의 경험의 폭을 확장하려는 노력은 넓은 의미에서 물리대중화로 볼 수도 있을 것 같습니다. 그런 노력에 《물리학이 초대한 우주: 인간과 기후, 물질과 시공간을 새롭게 탐험하는 지적 여행》이 작은 기여를 할 수 있기를 희망합니다.

각 부에서 다루는 내용을 간략히 소개합니다.

1부는 제임스웹 우주망원경과 허블 우주망원경의 경이로운 시선으로 시작해 외계행성, 중력파, 블랙홀, 그리고 태양계를 벗어난 보이저호의 고독하고도 위대한 성간 항해를 추적하며 인류 우주관의 진화를 살핍니다.

2부는 시선을 우리가 딛고 있는 지구를 다룹니다. 지상 최대의 열기관인 태풍, 파란 하늘의 기원을 찾는 끈질긴 질문, 보이지 않는 무지개의 여러 얼굴 등 기후 현상 속에 숨은 물리 법칙을 생생하게 파헤칩니다.

3부는 일상을 이루는 물질의 세계 속으로 들어갑니다. 마블 베리와 오징어의 변신 등 자연 속 미세 구조가 빛에 반응해 만들어내는 매혹적인 구조색의 원리와 나노 입자의 비밀을 탐구합니다.

4부는 태양광, 라이다, 와이파이 등 우리 삶을 지탱하는 첨단기술을 조명하려 했습니다. 국보 <반가사유상>의 내부를 들여다보는 빛의 과학부터 코로나바이러스를 분석하는 나노역학까지, 기술이 문명과 사회를 어떻게 진일보시키는지 아우릅니다.

[고재현 (한림대학교 반도체․디스플레이스쿨 교수)]