파도관찰자를 위한 가이드 - 경이롭고 유쾌한 파동의 과학

구름감상협회 회장 개빈 프레터피니, 그가 파도관찰자가 되어 돌아왔다! 봐도봐도 질리지 않는 파도를 감상하던 그는 질문한다. 파도는 어디에서 올까? 파도는 어떻게 생기는 걸까? 그는 이내 파도의 정체가 파동임을 깨닫고, 세상 속 파동을 찾아 나서기로 결심한다.



심장박동이나 뇌파와 같은 몸속의 파동, 소리를 전달하는 음향파, 항공기와 라디오 등에 쓰이는 전자기파, 세상에 색깔을 입히는 빛인 광파, 땅의 지진파, 경기장의 파도타기와 꼬리를 무는 교통체증까지… 과학적 호기심에서 시작해서 각종 파동을 집요하게 연구한 끝에 그는 자신 있게 말한다. 파동은 세상 어디에나 존재한다! 이제 경쾌한 전개와 모험적 예시로 가득한 파동의 세계로 우리가 떠날 차례다.



파도는 어디에서 와서 어디로 가는 걸까?

포말과 함께 파도가 부서져갈 때, 우리의 파도 연구는 시작된다!



★★영국왕립학회 과학도서상 수상작★★

★★왕립기상학회 마이클 헌트상 수상 작가의 또 다른 역작★★

★★하와이의 파도에 심취했던 서퍼, 카이스트 전은지 교수 추천★★



“과학의 언어와 시의 감각을 동시에 건네는 보기 드문 책이다.”

_전은지, 카이스트 항공우주공학과 교수



“파도타기부터 전자기파에 이르기까지

우리 주변 환경을 이해하는 새로운 즐거움과 경이감을 선사한다!”

_리처드 홈즈, 영국왕립학회 과학도서 심사위원장



파도를 하염없이 바라본 적이 있는가? 철썩철썩 쏴아아 해안으로 밀려드는 파도를 보고 있노라면 그 신기하고 시원한 파도에 기대 근심 걱정까지도 모두 날려버릴 수 있을 것 같다. 그렇게 비워진 머릿속에 문득, 질문 하나가 찾아든다. 이 파도는 어디에서 와서 어디로 가는 걸까? 파도의 생성 원리는 무엇일까?

영국의 남쪽 끝 콘월 바닷가에서 세 살배기 딸과 놀던 개빈 프레터피니가 마주한 질문이 바로 그것이었다. 구름감상협회 회장이기도 한 그는 평소 자연현상을 관찰하고 그 원리를 이해하는 일에 늘 진심을 다한다. 그래서 구름을 관찰하고 연구한 책까지 출간했다. 이번에는 파도였다. 그리고 파도를 탐구하기 위해 파도관찰자들의 성지, 하와이로 떠나기로 결심했다.



대중적 재미와 과학적 충실성을

모두 갖춘 파동 입문서

파도(wave)는 파동(wave)이다. 즉, 파도는 바닷물을 매질 삼아 지나가는 에너지인 것이다. 파도가 지나가고 나면 물 덩어리는 그 자리에 남고, 파도는 계속해서 앞으로 나간다. 해변에 이른 파도가 흰 포말을 일으키며 부서질 때 에너지는 흩어지고 파도는 생을 마감한다.

파동의 원리로 만들어지는 것이 파도뿐일까? 소리를 전달하는 음향파, 항공기와 라디오 등에 쓰이는 전자기파, 세상에 색깔을 입히는 빛인 광파… 개빈 프레터피니는 파편처럼 흩어져 있던 각종 파동 현상들에 대한 그의 이해를 하나로 모아 정리해야겠다고 생각한다. 가장 대중적이면서 과학적으로도 충실한 파동 입문서의 탄생을 예고하는 순간이었다.



몸 속의 파동, 음향파, 전자기파, 광파, 지진파…

세상 모든 파동을 한자리에 모으다

저자는 파동을 관찰하기 쉬운 가장 가까운 곳, 우리 몸에서 연구를 시작한다(1장). 우리 몸 구석구석으로 혈액을 내보내 생명을 유지시키는 심장의 움직임은 근육의 파동이다. 우리가 먹은 음식이 식도를 따라 위를 지나 장으로 이동하면서 소화하게 하는 것도 ‘연동운동파’라는 파동으로 가능한 일이다. 그런가하면 뇌에서 뉴런이 발화할 때 형성되는 뇌파 또한 파동의 한 종류다.

말소리를 비롯한 각종 소리인 음향파도 흥미롭다(2장). 익숙하게 떠올릴 수 있는 공연장의 악기소리뿐 아니라 물속에서 전달되는 수중 음파, 국가 방위 차원에서도 널리 쓰이는 대기권에서의 대기 음파까지 저자의 관심은 확장된다. 이어, 실생활에서 많이 활용되는 라디오파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, X-선 등의 전자기파도 세세히 살펴본다(3장). 저자는 각종 파동에 얽힌 다양한 에피소드와 과학 이론을 버무려 알기 쉽게 설명함으로써 책장 넘기는 재미를 더해 준다. 특히, 파동의 형태(횡파, 종파, 비틀림파), 파동의 이치(반사, 굴절, 회절), 파동과 필수불가결 관계인 공명(공진), 매질의 이동 여부에 따른 구분(정상파, 진행파) 등 파동에 관한 과학 이론을 꼼꼼하게 포괄하되, 챕터별로 사례에 맞게 접목해 정리하는 탁월함을 선보인다.



경쾌한 전개, 모험적 예시!

저자의 글쓰기까지 파도를 닮았다!

이 책의 또다른 매력은 생생한 시각 자료와 파도(파동) 관찰자들에 얽힌 재미있는 이야기를 소개하는 데 있다. 그는 파동 현상을 관찰하기 위해 수많은 현장을 찾고, 전문가를 직접 인터뷰했다. 또 아이작 뉴턴이나 아인슈타인, 리처드 파인만 같은 정통 과학자뿐 아니라, 기원전 1세기의 건축가 마르쿠스, 17세기 수도사 아타나시우스, 18세기 악기 비올라 다모레, 19세기 문학작품 《폭풍의 언덕》 등, 세기를 넘나들고 장르를 불문해 파동에 관한 이야기를 찾아내 독자에게 내보이는 데도 주저함이 없다. 책에 실린 도판만 100개가 넘는데, 독자들의 이해를 돕기 위해 사진뿐 아니라 다양한 벤다이어그램도 활용하고, 책 제일 뒤에 ‘파도관찰자를 위한 A-Z 가이드’도 추가했다.

긴장감으로 따지자면 이 책의 하이라이트에 해당하는 아폴로 13호 이야기는 손에 땀을 쥐게 한다. 그만큼 저자의 글쓰기는 유려하고 생생하다. 나사(NASA)의 유인 달 탐사 임무를 수행하기 위해 1970년 4월 11일, 아폴로 13호가 발사되었다. 그러나 우주선의 산소 탱크가 폭발하면서 세 명의 우주비행사의 귀환 여부에 전 세계의 관심이 쏠렸다. 우주선이 지구로 귀환하기 위해 대기권에 돌입하면 사령선 전면에 파동의 한 형태인 선수파가 형성되는데, 그때 발생하는 위력과 고온이 미칠 영향에 우주비행사들의 목숨이 걸려 있었다. 영화로 만들어질 만큼 위험천만했던 당시의 상황을 책에서도 실감나게 확인할 수 있다.

한편, 그는 경기장의 파도타기, 꼬리에 꼬리를 무는 도로의 교통체증, 왕꿀벌의 물결춤, 하마의 울음소리, 민물도요와 찌르레기떼의 집단 비행 등 파동과 연관이 있지 않을까 하는 약간의 호기심이라도 생기는 현상을 마주하면, 파동일지 아닐지 집요하게 연구했다. 결국에는 그가 책에 쓴 대로, “아주 아주 느슨하게” 파동을 정의함으로써 독자들의 흥미를 돋운다.

저자 개빈 프레터피니는 이 책 출간으로 영국왕립학회 과학도서상을 수상하는 영예를 얻었다. 심사위원장 리처드 홈즈는 이 책을 선정한 이유로 특별히 대중과학의 필요성을 언급하는데, 이는 우리가 살아가는 세상을 호기심 어린 눈으로 바라보고, 그 세상을 더 깊이 이해하기 위해 탐험하기를 주저하지 않는 개빈이 이 상을 받기에 더없이 적합한 사람임을 보여 준다.



영국왕립학회 과학도서상 수상한 저자와 함께

경이롭고 유쾌한 파도 속으로!

파도를 관찰하면서 시작된 파동의 원리가 우리 삶 곳곳을 비추는 과학 이야기로 거듭나는 동안, 저자는 파도에 대한 애정을 놓지 않고 결국 하와이에 가서 서핑 배우기에 도전한다. 이 책을 추천한 카이스트 전은지 교수를 서퍼로 변신시켰던 곳이기도 한 바로 그 하와이다. 파동을 연구하면 할수록 파동의 정수이자 원형은 파도라 느꼈기에, 파도 앞에 섰을 때 그는 고향에 돌아온 듯한 느낌에 휩싸였고 아롱진 햇살이 춤을 추며 그를 반겼다.

이제, 파도의 원리를 이해한 파동관찰자의 파도 타기를 감상하러 떠나 보자. 아니, 독자들도 직접 파도를 타러 떠나고 싶다고? 더할 나위 없이 좋은 선택이다. 끊임없이 솟아오르고 가라앉는 파도 속에서 웅장하고도 찬란한 삶을, 인생을 배우게 되시길.