모든 움직이는 것들의 과학

★★★ 2018 경기도 우수출판콘텐츠 제작지원사업 선정작! ★★★

모든 움직이는 것들에는 어떤 과학이 숨어 있을까?

우리 주변에서 움직이고, 굴러다니고, 날아다니고 하는 모든 것들에는 과학이 숨어 있다. 이 책은 그런 ‘모든 움직이는 것들’에 대해 탄생에서부터 과학적 원리, 인류 문명의 발전에 끼친 영향 등을 풀어내고 있다. 친환경 미래자동차를 연구하는 공학박사인 저자는 이 책에서 땅, 물, 하늘, 미래에서 움직이는 것들 중 16가지 주제를 뽑아 그것들이 어떻게 인류와 함께 발전해왔나를 살펴본다.
저자의 관심은 기원전 3500년경에 등장한 나무 바퀴에서부터 미래에 등장할 타임머신까지 과거에서 미래로, 또 물속에서 하늘까지 시공간을 넘나든다. 1부에서는 땅에서 움직이는 것들―바퀴, 자전거, 자동차를 다루고 2부에서는 물에서 움직이는 것들―배, 잠수함 등을, 3부에서는 하늘에서 움직이는 것들―비행기, 제트기, 로켓을, 마지막 4부에서는 미래에 움직이는 것들―로봇, 자율자동차, 드론, 우주선, 타임머신까지 이야기한다.

바퀴와 도구의 사용

 우리가 태어나서 제일 처음 만나는 바퀴는 보행기이다. 보행기는 젖먹이 아기가 유일하게 자유로이 이동할 수 있는 도구였다. 이처럼 인간은 본성적으로 이동에 대한 자유의지를 갖고 있었고, 이동에 대한 갈구는 오래 전 바퀴의 발명을 가져왔다. 지금도 인류의 가장 위대한 발명을 선정할 때마다 첫 번째로 꼽히는 이유이다.
아무리 지능이 뛰어난 생물이라도 흔한 재료들로 무언가를 만들거나 가공하는 일 없이 단순한 용도로만 사용한다. 딱 거기까지이다. 하지만 인간은 지구 곳곳에 널려 있는 재료들을 용도에 맞게 도구로 가공하여 사용했고 그로 인해 지구상 먹이사슬에서 최상단으로 뛰어오를 수 있었다.

부력(浮力)의 이용― 배의 발명

 인간은 세상 밖으로 나오기 전부터 어머니의 양수 속에서 10달을 지냈기에 물과 친숙하다. 신체의 70%에 물을 머금고 살아가는 ‘물과 함께 하는 인생’이라고 할 수 있다. 그런 인류가 물속을 궁금해하는 것은 어쩌면 당연하다. 먼 바다로 나가기 위해 배를 만들고, 물속을 탐험하기 위해 잠수함을 발명한다. 육로를 통한 수송보다 수로(水路)를 이용하면 더 효율적이라는 것을 깨닫는다. 그리고 실크로드 대신 블루로드(Blue Road)를 개척해 대항해시대를 연다. 그리고 경쟁적으로 더 크고 더 빠른 배를 발명해내어 식민지를 개척하고 전쟁을 치른다.

하늘을 날고 싶은 욕망―비행기, 제트기, 로켓의 발명
 인간의 욕망은 하늘로 눈을 돌린다. 공기 주머니에 뜨거운 공기를 불어넣으면 하늘로 떠오른다는 것을 발견하고 열기구를 만들어 하늘을 나는 쾌감을 맛본다. 더 원대해진 꿈은 윌버(1867~1912)와 오빌(1871~1948) 라이트 형제로 인해 ‘하늘의 신’을 넘어선다. 1903년 2월 라이트 형제는 자신들이 만든 플라이어 1호에 몸을 싣고 10.9킬로의 속도로 12초 동안 37미터를 나는 데 성공한다. 라이트 형제가 인류에게 날개를 선물한 순간이었다.

미래로 향해 걸어가다―화성 탐사와 타임머신
1969년 아폴로 11호로 달에까지 날아가 발자국을 찍은 인간은 지구 궤도를 벗어나 우주에까지 도약의 발자국을 남긴다. 과거 냉전시대 미국과 소련이 독점했던 우주개발 산업에 최근 들어 민간기업이 뛰어들었다. 아마존 창업자 제프 베조스(1964~ )가 세운 블루오리진, 엘론 머스크(1971~ )의 스페이스 X, 버진그룹 리처드 브랜슨(1950~ )이 세운 버진 갤럭틱이 우주경쟁 3파전을 벌이고 있다. 특히 엘론 머스크는 2018년 초대형 우주 로켓 팰콘 헤비의 시험 발사에 성공함으로써 ‘화성 식민지 프로젝트’를 전 세계에 알렸다. 저자는 조만간 “나 우주여행 좀 다녀올게”라는 날이 올 것이라고 예상했다.
인간의 호기심은 우주를 넘어 과거 혹은 미래로의 여행까지를 꿈꾼다. 이제 공간뿐만 아니라 ‘시간여행’을 상상한다. 예전에 상상 속에나 존재했던 것이 지금에 와서 현실이 됐듯이, 이론상으로는 과거나 미래로 이동할 수 있다고 믿기 시작했다. ‘웜홀’이라는 지름길을 이용해 우주공간을 빠르게 이동할 수 있다. 인간이 웜홀을 통제할 수 있는 날이 오면 영화 ‘인터스텔라’가 현실이 되는 것이다.

지은이 : 한근우 
2017년 출간한 첫책 <일렉트릭 빅뱅>으로 세종도서에 선정되는 등 교양과학 분야 저자로 산뜻한 출발을 했다.

공무원이었던 아버지의 부임지 전라남도 진도에서 1978년 태어나, 학원도 사교육도 없는 덕분에 라디오를 분해, 조립하고 놀면서 나름 공학적인(?) 어린 시절을 보냈다.고등학교 시절 독학으로 일렉트릭 기타를 배운 뒤, 대학에 진학해 밴드 활동을 하며 뮤지션을 꿈꾸기도 했으나, 재능 부족을 한탄하며 접어야 했다. 대신 록 음악에 대한 열정을 더욱 뜨거워져 전자기기에 대한 애정으로 이어졌고, 일렉트릭 기타와 음향기기에 매료된 덕후이기도 하다.

자연스레 혹은 운명처럼 엔지니어의 길을 선택했고 전남대학교에서 전력전자공학으로 석사와 박사학위를 받았다.

LG이노텍(주)에서 선임연구원, 삼성전자(주)에서 책임연구원으로 근무했고 현재는 (재)자동차융합기술원에서 선임연구원으로 재직 중이다. 주요 업무는 전기자동차와 관련된 전력변환 시스템에 관한 것으로, 친환경자동차, 무선전력 전송, 충전창치 등 미래 자동차에 관한 연구를 하고 있다.

머리말 : 과학기술은 세상을 어떻게 진보시켰나?

1부 땅 위를 걷는 사람들

 중력의 임무

1. 바퀴 ― 움직이는 도구의 탄생

 인간은 왜 바퀴에 열광할까?
바퀴의 탄생
 향상된 바퀴의 등장 : 바퀴살
 바퀴와 축
 마차 혁명

2. 증기기관 ― 산업혁명의 견인차

 증기기관의 탄생
 증기기관의 르네상스

3. 철도 ― 시간을 달린다

 철마는 달리고 싶다
 트레비식의 증기기관차
 철도의 아버지 조지 스티븐슨

4. 자전거 ― 자유로운 영혼의 반려 기계

 자전거의 탄생
 뼛속까지 전달되는 충격, 본 셰이커(Boneshaker)
안전 제일! 안전 자전거의 탄생
 세이프티 자전거, 타이어를 만나다
 자전거와 여성

5. 자동차 ― 남성의 욕망을 자극하는 기계장치

 자동차의 시초
 내연기관의 탄생
 디젤기관을 탄생시킨 비운의 천재, 루돌프 디젤
 증기· 전기· 내연기관의 애매한 삼각관계

2부 물 위를 걷는 사람들

 부력(浮力)의 작용 : 물과 함께 한 인류

6. 배(ship) ― 선박의 진화

 고대의 선박
 고대 그리스와 이집트의 선박
 로마제국, 지중해를 평정하다
 바이킹의 배, 20세기에 부활하다
 대항해의 시대를 열다: 갤리언의 등장
 바닷길, 혹은 블루로드(Blue Road)

7. 증기선 ― 쉬지도 먹지도 않는 기계 노예

 허클베리핀의 추억
 로버트 풀턴 : 증기선의 상업화를 앞당기다

8. 잠수함 ― 은밀하게 빠르게

 빅 블루 : 깊고 깊은 바다 속으로
 상상 속의 잠수함: <해저 2만리>
전투형 잠수함의 등장
U-보트 : 죽음의 신과 함께
 핵잠수함 : 원자력과 잠수함의 만남

3부 하늘을 걷는 사람들

 부력(浮力, buoyancy)·양력(揚力, lift)·추력(推力, thrust)

9. 비행기 ― 무동력 · 동력 항공의 역사

 이카루스의 꿈
 몽골피에 형제 : 열기구의 탄생
 라이트 형제, 하늘의 문을 열다

10. 제트기와 헬리콥터 ― 보다 멀리, 보다 빠르게

 제트엔진 시대를 연 두 남자
 프랭크 휘틀
 한스 폰 오하인
 출동! 에어울프

11. 로켓 ― 로켓의 탄생부터 우주로켓까지

 로켓의 원리와 다양한 적용
 현대 로켓의 시작
 미국과 소련의 우주개발 전쟁
 호모 사피엔스, 달에 가다

4부 미래를 걷는 사람들

21세기의 프랑켄슈타인

12. 로봇 ― 로봇은 어떻게 인간의 삶에 들어왔나

 영혼을 불어 넣은 기계 오토마타
 알파고의 원조는
 바오닉스 맨 : 인간을 위한 로봇

13. 자율주행 자동차 ― 미래형 꿈의 자동차

 자율주행의 시작
 자율주행자동차란?
자율주행자동차의 핵심 기술
 자율주행자동차, 인공지능을 품다
 사고는 누구의 책임인가?

14. 드론 ― 벌처럼 날아 나비처럼 침투한다 

 드론이 뭐길래?
날로 진화하는 드론
 현대식 드론의 등장
 드론의 세계를 경험하세요

15. 민간 우주여행 ― 불 붙은 화성탐사 경쟁

 우주 여행자
 잠깐만, 나 우주여행 좀 다녀올게
 화성 침공!
화성과의 랑데부
 화성에 간 쌍둥이 로버
 리턴 투 마스(Return to Mars)

16. 시간여행 ― 타임머신에서 블랙홀까지

 우주의 끝은 어디인가
 당황하지 마시오!
웜홀 속으로 빠져들다
 과거로 돌아갈 수 있다면
 태양을 삼켜버린 블랙홀
 우리는 모두 시간 여행자

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