머리말
대칭이란 무엇인가 17
음악 속 대칭 20
지구는 둥글다 23
수학과 물리학의 대칭 26
에미 뇌터를 기리며 30
1장 타이탄의 자손
우주의 진화와 그에 대한 신화적 비유 35
타이탄 37
신들의 황혼 45
지구 49
오클로 천연 원자로 53
물리법칙의 안정성 55
2장 에너지와 시간
절대로 일어날 수 없는 일 57
도대체 에너지란 무엇인가 69
다가오는 에너지 위기 78
3장 에미 뇌터
대칭은 불변성을 의미한다 83
수학과 물리학 85
에미 뇌터의 삶과 시대 배경 88
대칭과 물리학 99
4장 대칭 · 공간 · 시간
시공간 연속체 103
사고 실험실 104
공간 병진 107
시간 병진 111
회전 113
운동 대칭 117
전역 물리와 국소 물리의 비교 120
5장 뇌터의 정리
기초 물리학의 보존 법칙들 125
운동량 보존 126
에너지 보존 135
각운동량 보존 143
6장 관성
좀처럼 인지되지 않지만 분명히 존재하는 151
관성, 대칭, 태양계 역사의 요약 155
관성을 알아차리다 165
대칭·관성·물리법칙의 통합 168
뉴턴의 운동 법칙 170
가속도 172
중력 176
7장 상대성
빛의 속력 183
움직이는 관찰자가 본 빛의 속력 189
상대성 원리 195
전복된 갈릴레오의 상대성 197
아인슈타인의 상대성 199
특수 상대성의 기이한 결과 204
특수 상대성의 에너지와 운동량 209
일반상대성이론 212
8장 반사
거울 나라에서 찾은 대칭 215
반사 대칭 217
반전성 대칭과 물리법칙 223
반전성 대칭을 폐기하다 228
시간 역전 대칭 235
시간 역전 불변성과 반물질 239
CPT 대칭 243
9장 깨어진 대칭
깨어진 대칭의 재구성 245
심 끝으로 선 연필 246
자석 249
자연에서 일어나는 자발적인 대칭 깨짐 255
우주 팽창 259
10장 양자역학
고전역학의 한계 263
빛은
출판사 서평
“현대 과학이 이룩한 모든 업적 중에서 가장 중요한 것을 골라 하나의 문장으로 요약하라면,
나는 ‘이 세계는 원자로 이루어져 있다’(원자가설는 문장을 꼽을 것이다. 그런데 여기에
또 하나의 문장을 추가할 여지가 남아 있다면, 아마도 대부분의 과학자는
‘우주가 운영되는 법칙의 저변에는 대칭성이 깔려있다’는 문장을 선택할 것이다.”
- 리처드 파인만 -
19세기 산업은 전기 기술 시대, 20세기는 전자 기술(반도체 시대, 21...
“현대 과학이 이룩한 모든 업적 중에서 가장 중요한 것을 골라 하나의 문장으로 요약하라면,
나는 ‘이 세계는 원자로 이루어져 있다’(원자가설는 문장을 꼽을 것이다. 그런데 여기에
또 하나의 문장을 추가할 여지가 남아 있다면, 아마도 대부분의 과학자는
‘우주가 운영되는 법칙의 저변에는 대칭성이 깔려있다’는 문장을 선택할 것이다.”
- 리처드 파인만 -
19세기 산업은 전기 기술 시대, 20세기는 전자 기술(반도체 시대, 21세기는 양자 기술(양자 암호, 양자 컴퓨터, 양자 통신과 같은 양자 정보 과학분야, 양자 철학 등 시대이다. 미래의 주역인 청소년들을 위해 21세기 양자 기술 산업 시대를 대비하도록 기획된 「대칭 시리즈 5권」을 완간했다.
5권에서 집중적으로 다루고 있는 주제는 현대 수학과 물리학에서 핵심 개념으로 대두된, ‘대칭symmetry’이다. 20세기 인류의 가장 위대한 지적 성취인 상대성 이론과 양자역학, 이 둘을 연결하는 표준모형이 이 개념으로부터 나왔으며, 21세기 양자 기술 산업 시대에 양자역학을 연구하는 핵심적인 언어이자 개념이 바로 대칭이다.
양자 기술 시대를 이끌어나갈 영재들이나, 교과 과정에서 배우는 수학의 추상적 개념이 실제로 어떤 맥락에서 연구되고 있는지에 관심 있는 고등학생이나
