하루는 딸아이가 어린이집에서 연을 만들어 왔다. 오징어 같은 몸통에 알록달록한 문양의 꼬리를 달아 색칠을 하는 미술 시간 작품이었지만, 아이는 연을 만들 때부터 하늘을 날 수 있다는 선생님 말씀에 가슴이 설렜던 것 같았다. 그래서 자꾸 자신이 만든 연을 날려 보자고 했다. 어설픈 모양이지만 기본 뼈대는 다 있어서 주말에 학교 운동장에 갔다. 하지만 안타깝게도 바람의 도움 없이 연을 날리기는 쉽지 않았다. 자신의 달리기로 연이 날 수 있을 거라 믿었던 딸아이는 얼굴이 벌겋게 달아오를 만큼 쉬지 않고 달렸지만, 연은 계속해서 아이의 머

규칙적으로 오가는 진자나 드넓은 바다 위로 출렁이는 파도는 많은 영감을 떠오르게 한다. 안무가들은 이런 주기적 모습을 다양한 춤으로 표현하고, 떨리고 흔들리는 마음은 발라드곡 가사의 단골 메뉴다. 반면, 물리학은 ‘진동’과 ‘파동’을 구분한다. 동일 상태로 반복해서 돌아오는 회귀성에 대해 진동은 시간적 측면만 고려하지만 파동은 공간과 시간의 두 가지 측면을 모두 살펴야 한다. 구체적으로 파동은 아주 많은 진동이 합쳐져 만들어진다. 그래서 파동이 진동보다 어렵다. 공학계열 학생들은 이 과정을 복잡한 수학의 언어로 풀어내야 하는데 처음

물리학을 전공했다고 하면 대뜸 “당구 잘 치시겠네요?”라는 질문을 하는 분들이 많다. 매끈한 공이 테이블 위를 굴러가다 “딱!”하는 소리를 내며 다른 공과 충돌하는 감각적 모습은 복잡한 물리 내용을 이해하지 못해도 쉽게 공감을 주는 것 같다. 당구를 통해 ‘공간’과 ‘시간’이라는 변수로 표현되는 운동을 느껴볼 수도 있지만 나는 검도 연습을 하면서 고전역학을 체감한다. 당구에서는 큐대라는 긴 막대에 자신의 힘을 조절해 운동량을 공에 전달하지만 큐대가 공을 치고 난 이후에는 그저 공이 굴러가는 모습을 바라보며 행운을 기대하는 일만 남게

초등학교에 입학할 무렵, 딸아이는 수 공부가 재미있다고 했었다. 하지만 학교에서 기계적으로 알려주는 두세 자리 덧셈과 곱셈 규칙을 적용할 때면 항상 실수를 했다. 원리를 모르고 무조건 규칙을 익혀야 하는 아이에게는 기계적인 연산 과정이 집중할 수 있는 동기를 주지 못하는 것 같았다. 그래도 익숙해지기 위해서는 연산 연습의 반복이 필요한데 아이는 오류가 생길 때마다 자존심이 상했는지 집중을 하지 못하고 스트레스까지 받았다. 그래서 화투를 알려줬다. 게임 규칙은 민화투로 했다.민화투는 그림과 패턴을 찾아내는 것이 재미있고 나중에 합산도

우리는 화살 같은 직선으로 시간을 표상할 수 있다. 이를테면 지난날의 추억이나 다가올 소중한 날을 하나의 직선 위에 점을 찍어 구분할 수 있다. 현재를 0이라고 한다면 과거는 음수가 되고 미래는 양수가 된다. 수직선 위 0과 1 사이에는 무한히 많은 점이 있다. 수학에선 정수 0과 1 사이에는 분수로 표현되는 유리수 (1/3 = 0.33333…)와 불규칙한 수를 쉬지 않고 만들어 내는 무리수 (√2 = 1.414…)의 점들로 직선을 빈틈없이 메울 수 있다고 말한다. 과거, 현재, 미래에 존재하는 실재의 순간들을 실수 축 위의 점들에

“몸이 천 냥이면 눈은 구백 냥”이라는 말처럼 인간에게 시각은 다른 감각기관에 비해 상대적으로 큰 비중을 차지한다. 어려운 내용도 일단 그림이 있으면 이해하기 훨씬 편해지고 뉴스를 듣더라도 사진 정보가 있어야 더 실감이 난다. 말을 배우기 전 아기들은 엄마와 아빠를 눈에 익혀 부모와 다르게 생긴 사람에게는 낯을 가리고, 눈 앞에 펼쳐진 모습을 보고 상황을 판단한다. 언어에 익숙해진 우리는 말을 통해 정보를 전달하지만 복잡한 몸동작을 요구하는 무용이나 무술을 배워 보면 언어가 별로 도움이 되지 않는다는 것을 알게 된다. 정교한 춤사위

좀 오래된 영화이지만 나는 영화 「Jerry McGuire」를 좋아한다. 스토리가 좀 진부해 보일 수도 있겠지만 영화는 프로스포츠 선수의 화려한 성공과 비싼 몸값 같은 자본주의적 가치에 매몰되어 살아가는 스포츠 에이전시 매니저 Jerry McGuire의 일상을 보여 준다. 대형 프로스포츠 에이전시 매니저로 잘 나가던 그는 어느 날 점점 비인간적으로 변해가는 프로 스포츠계와 그에 일조하는 에이전시 회사의 분위기에 대해 오래전부터 하고 싶었던 쓴소리를 작정하고 전체 메일로 보낸다. 이후 그는 바로 해고 통지를 받는다. 그런데 소지품을

10대 시절 우연히 식당에서 이쑤시개 한 통을 쏟은 적이 있다. 입에 쓰이는 것들이 바닥에 떨어졌으니 모두 쓸모없게 된 셈이었다. 허탈한 마음 때문이었는지 바닥을 나뒹구는 이쑤시개들이 문득 낯설게 느껴지면서 유난히 짧아 보이는 이쑤시개의 모습이 마치 한 생의 시작과 끝처럼 보였다. 그러다 문득 이쑤시개들이 제각각 다른 곳을 향하고 있다는 사실에 호기심이 생겼다. 이쑤시개가 바닥에 떨어지며 선택한 특별한 방향은 일평생 한 방향만을 바라보다 마지막 순간까지도 그곳을 향한 굳은 신념일 수도 있지만, 아무런 방향 없이 살아가다 불현듯 죽음

소리는 떨림이다. 저음은 떨림의 주기가 길고, 고음은 주기가 짧다. 인간은 1초에 스무 번 정도 떨리는(20Hz) 극저음부터 2만 번까지 빠르게 떨리는 (20,000Hz) 초고음을 들을 수 있다. 하지만 다양한 높이의 음들이 모두 음악이 되지는 않는다. 수많은 발성 중에서 선택된 모음과 자음으로 언어가 만들어지듯 음악도 소리의 바다에서 건져낸 특별한 ‘음’으로 구성된다. 라디오 방송 역시 특별한 주파수에서만 들을 수 있다. 언어와 음악 모두 ‘간격’과 ‘선택’의 속성을 지니고 있다.양자역학이 작동하는 미시세계도 그렇다. 확률이라는

내가 국민학교를 다니던 시절에는 교실에 연통이 달린 난로가 있었다. 난로 위에는 습도 조절을 위해 항상 물을 담은 대야가 놓여있었고 누르스름한 빛의 낡은 대야는 심지어 타원 모양으로 찌그러져 있었다. 하루는 체육 시간에 몸이 아파 교실에 남아 있었는데 혼자 있는 시간이 지겨워 무심코 대야의 수면 위로 물방울을 떨어뜨렸다. 대야의 가장자리에 떨어지며 시작된 동그란 파문은 곡면 벽에서 반사한 뒤 반대편의 대칭적 위치의 한 점으로 수렴하는 모습을 보였다. 호기심 많은 어린 나이라 계속해서 반복해도 그 광경은 매번 신기하고 놀라웠다. 아이

10여 년 전 두 명의 교육대학원 신입생들이 연구실로 찾아왔다. 석사학위 논문을 교육학이 아닌 물리 실험으로 쓰고 싶다고 했다. 두 명 모두 중고등학교 교사들이어서 평일에는 실험할 시간조차 없었다. 종일 실험실에서 생활하는 이공계열 일반대학원생만 지도해 본 나로선 조금 당혹스러웠다. 그래도 대부분의 입학 동기들과 다른 길을 선택한 나름의 열정이 느껴져 일단 지도교수 신청을 수락했다.첨단 연구는 아니라도 교육 현장에서 활용할 수 있는 기초 물리학을 다루되 나름의 깊이도 얻을 수 있는 주제를 찾아야 했다. 교과서에서 배운 기본 원리를

아이들도 다섯 손가락을 사용하면 5까지는 거뜬히 셀 수 있다. 하지만 만화영화 속 주인공들은 그렇지 않은 경우가 많다. 스머프, 스폰지밥, 겨울 왕국의 올라프, 로보카 폴리, 뽀로로와 함께 사는 아기 공룡 크롱조차 모두 한 손에 네 손가락만 지니고 있다. 일명 ‘네 손가락 그리기’는 미키마우스부터 시작되었지만, 애니메이션 업계에선 손동작 묘사의 편리성과 제작비 절감을 위해 여전히 통용되는 나름의 규칙이다. 그렇다면 물리학은 몇 개의 손가락을 지니고 있을까? 생일이나 소풍날을 손꼽아 기다리는 아이들처럼 간절하게 헤아리는 물리적 대상의

(서울=뉴스1) 박정양 기자 = '3분 53초를 버터라.'순수 우리 기술로 제작된 '한국형 발사체' 누리호가 넘어야 할 1차 난관은 나로호의 실패 원인으로 지적된 '페어링 분리'다. 누리호의 페어링(위성덮개)은 발사체의 가장 앞쪽에 원뿔 모양으로 장착되어 있다. 지구 대기권에 돌파하는 순간, 정확한 타이밍에 둘로 분리되어야 한다.누리호는 발사 2분 7초에 1단 분리, 3분 53초에 페어링 분리, 4분 34초에 2단 분리, 16분 7초에 위성모사체 분리의 과정을 거친다. 특히 이륙후 3분53

움직이는 것들은 다양한 생각과 감정을 유발시킨다. 떠오르는 태양, 위치와 모습이 바뀌는 밤하늘의 별과 달, 떨어지는 낙엽, 때론 파도의 힘으로 해안가를 굴러다니는 조약돌조차도 각별한 의미로 다가올 수 있다. 또한, 변하는 것들 사이에서 한결같은 모습을 유지하는 대상 역시 눈에 띈다. 오래된 시골집을 품고 있는 뒷산의 듬직한 모습이 그렇고 세월이 지나 찾아와도 모든 것을 기억하고 있는 듯한 바다 풍경이 그렇다.인간은 자연의 사물에 끊임없이 의미를 부여하고 그 의미에 자신이 영향을 받기도 한다. 움직이거나 정지한 것들에 대한 다양한 생

머리 위로 고개를 들어 보면 하늘은 언제나 가늠할 수 없을 만큼 높아 보인다. 자유롭게 날아다니는 새들보다 높이 떠 있는 구름, 그보다 더 높은 곳에는 또 무엇이 있을지 궁금해진다. 아마도 오래전 인류는 이런 상상을 통해 까마득하게 먼 하늘 위 어디쯤 신들이 사는 천상을 믿기 시작했을 것이다. 밤하늘 반짝이는 별들은 그 믿음에 대한 더욱 확실한 증거가 되었을 것이다. 하지만 하늘을 향한 여정은 쉽지 않다. 지상의 삶은 자유로운 수직 운동을 허락하지 않기에 도약을 꿈꾸는 자를 예외 없이 추락시킨다. ‘날개’는 지상을 벗어나고 싶은 욕

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 2021년 노벨물리학상은 인류가 기후변화를 과학을 통해 분석할 수 있게 도운 거장들에게 돌아갔다.스웨덴 왕립 과학원 노벨위원회는 5일 미국의 슈쿠로 마나베와 독일의 클라우스 하젤만, 그리고 이탈리아의 조르지오 파리시를 노벨물리학상 공동 수상자로 결정했다고 발표했다.슈쿠로 마나베 교수와 클라우스 하셀만 연구원은 기후모델에 대해 기여했고, 조르지오 파리시 교수는 복잡계 연구에 대한 기여를 인정받았다.기후변화 논의에서 2100년의 지구를 예측 할 수 있는 과학적 근거는 각종 관측 데이터와 수식으로 이뤄진

매력적인 사람에게는 보이지 않는 힘이 있다. 그 힘에 이끌리다 보면 자신도 모르게 자꾸만 다가가게 된다. ‘Attractive’라는 단어는 ‘매력적’이라는 마음의 상태를 묘사하기도 하지만 ‘잡아당기는’ 물리적 인력을 표현할 수도 있다. 나무에서 떨어지는 사과처럼, 지구는 질량을 가진 모든 것들을 잡아당긴다. 힘의 속성이 다르지만 음(-)과 양(+)의 전하 사이에도 전기적 인력이 작용한다.그런데 가만히 생각해 보면 중력과 전기력이 힘을 전달하는 방식은 좀 신기하다. 대체로 힘에 대한 감각 경험은 접촉을 통해 이뤄진다. 길을 막아서는

물리학 초보자들은 흔히 속력을 다음과 같이 설명한다. “육상 선수가 100m를 10초 만에 달렸다면 속력은 10m/초.”속력은 100m ‘거리’나 10초 ‘시간’처럼 측정을 통해 바로 알 수 있는 값이 아니라 두 값을 사용해야 얻을 수 있다. 이런 연산에 대한 번거로움 때문인지 초보자들은 속력에 대한 이 서술의 문제점에 대해 깊이 생각할 경황이 없는 것 같다. 하지만 필사적으로 100m를 달려본 사람이라면 누구나 나눗셈을 하지 않고도 빠름을 감각적으로 안다. 결승선 앞에서 다른 선수들을 추월하던 짜릿한 경험을 ‘10m/초’라는 ‘평

생일을 기다리며 작은 손가락을 헤아리던 유년 시절의 수는 행복을 주는 존재였다. 다섯 손가락을 가득 채운 선물의 수는 배부른 만찬 같은 것이었고 열 손가락을 넘어서는 수는 가늠할 수 없는 우주의 밖이었다. 하지만 익숙한 두 자연수도 서로 나누다 보면 과자 부스러기가 떨어지듯 소수점 이하 자리에서 숫자가 등장한다. 막 잠근 수도꼭지에서 떨어지는 물방울처럼 한 두 개의 숫자만 나열하다 멈추기도 하지만(1/4=0.25), 같은 숫자가 계속해서 반복될 수도 있다(2/3=0.6666...). 그런데 (√2 =1.414213562...)는 아

신설 융합학과의 첫 강의에서 마주한 학생들의 표정은 생각 이상으로 당혹스러웠다. 그나마 물리학과와 물리교육과 학생들은 어렵더라도 이해하려 애쓰는 모습이라도 보였지만 물리학을 단지 다양한 이학 과목 중의 하나로 취급하는 공학계열 학생들은 물리학에 아무런 매력을 느끼지 못하는 것 같았다. 물리학은 첨단 과학기술의 근간이며 우주와 자연의 기본 원리를 다룬다는 내 말이 그들에겐 그저 고리타분하고 이해할 수 없는 딴 세상 이야기 정도로 들리는 것 같았다.사실 이 문제는 구조적으로 학생들 잘못만은 아니다. 많은 일반 고등학교에서는 물리를 제대