보이지 않는
보이지 않는 세계를 본격적으로 다룬 과학서 국내 첫 소개
투명 인간이라는 오랜 상상은 실현될 수 있을까
실제로 해리 포터처럼 투명 망토를 두르고 사라질 수 있을까? 미래 기술을 다루는 소설이나 영화를 보며 우리는 한 번쯤 이런 상상을 한다. 아직은 이런 일이 상상에 머물고 있지만, 2006년에 투명 망토를 만드는 방법에 대한 획기적인 논문 두 편이 『사이언스』지에 발표되면서 이런 상상이 현실이 될 수 있는 가능성이 싹텄다. 그 이후 ‘보이지 않음’을 현실화하는 다양한 방법에 대한 집중적인 연구가 이어졌고, 오늘날 이러한 가능성을 다루는 과학은 우리의 머릿속 세계를 훌쩍 뛰어넘어 예기치 못한 모습으로 다가와 있다. 물리학자이자 광학 연구자인 그레고리 J. 그버가 이 분야의 최신 연구 성과를 바탕으로 쓴 이 책은 ‘보이지 않음’에 대한 탐구의 과거와 현재를 살펴보고, 과연 보이지 않는 세계가 도래할 수 있을지 그 가능성을 그려 본다. 그리고 이 여정에는 새로운 상상력으로 실제 과학에 영감을 불어넣은 다채로운 과학 소설(SF)들이 함께한다. 이 책은 보이지 않는 세계에 대한 이야기일 뿐만 아니라 빛의 본질에 대한 인류의 이해, 그리고 이 지식을 발전시킨 여러 흥미로운 인물들에 대한 이야기이기도 하다. 정재승 교수의 말처럼 이 책은 “‘관찰 가능한 것만이 존재하는 것’이라고 믿어 온 물리학의 역사를 새롭게 쓰”며 과학에서 일어난 과감한 관점의 도약을 보여 준다. 이 거대한 전환을 어떻게 받아들여야 할지는 이 책을 읽는 독자들에게 주어진 새로운 질문이 될 것이다.
빛과 물질 탐구의 역사와 최첨단 과학의 좌표
레이더를 회피하는 스텔스 전투기, 자연재해 억제 기술, 정전기장 차단 망토…
과학적인 정의에 따르면, 특별한 방식으로 빛을 조작하여 자연적인 상태보다 물체를 보기 어렵게 만들 때 물체가 보이지 않는다고 간주하는데, 이 책은 이러한 ‘보이지 않음’의 가능성을 토대로 현재 우리가 서 있는 곳의 좌표를 가늠한다. 이 책은 페르세우스 신화에 나오는 투명 투구와 기게스의 반지(플라톤의 『국가』에 나오는 가공의 마법 반지로, 반지를 낀 사람은 다른 사람에게 보이지 않게 된다)부터 현대 과학에서 연구되는 투명 망토까지, SF와 진짜 과학의 역사를 들려준다. 무언가를 눈에 보이지 않게 하려면 빛과 물질의 성질을 알아야 하기에 빛의 파동설과 입자설, 원자론 성립의 역사, 엑스선 발견과 CT 스캔, 양자역학의 태동 등 빛에 관한 과학의 역사를 차곡차곡 쌓아 가며 보이지 않음의 원리를 구현하는 ‘변환광학’과 ‘메타 물질’로 대표되는 특수 물질 개발의 현주소에 이른다. 해리 포터가 사용할 만한 완벽한 은닉을 실현하는 투명 망토는 가까운 시일 내에 나오기 쉽지 않겠지만, 이 연구에서 파생되는 통찰은 무시하기 어렵다. 현대 과학은 레이더를 회피하는 스텔스 전투기, 지진 및 거대 파도 등의 자연재해 대비, 음파를 차단하는 음파 망토, 정전기장으로부터 MRI 장치를 보호하는 자기 망토 등 광범위한 영역에 ‘보이지 않음’의 원리를 도입하고 있다. 이 분야의 과학은 우리가 예상치 못한 새로운 가능성을 제시한다. 이 책을 덮을 즈음에는 투명 망토를 두르고 누군가를 엿보는 상상은 새로운 가능성의 일부에 지나지 않음을 알게 될 것이다.
SF와 물리학의 매력적인 태피스트리
영감과 발견의 실마리를 탐색하는 흥미진진한 여정
투명 망토나 투명 인간 같은 새로운 세계를 창조해 낸 SF 이야기를 통해 상상의 세계와 실제 과학이 서로 영감을 주고받는 과정을 보여 주는 것도 이 책의 백미다. SF 작가들은 과학자들과 더불어 ‘우리가 과연 다른 사람들 눈에 보이지 않을 수 있을까’에 대해 연구하고 그 원리를 이해하기 위해 노력해 왔다. 150년 전 물리학의 발전으로 자연에 대한 지식이 점점 더 많아지면서 사람들은 자연법칙의 범위 내에서 보이지 않는 일이 가능한지 상상하기 시작했고, 이 질문을 처음 던진 사람은 과학자가 아니라 SF 작가였다. 바로 피츠 제임스 오브라이언이 1869년에 발표한 단편 소설 「무엇이었을까? 하나의 수수께끼」는 보이지 않음에 대해 최초로 과학적 설명을 시도했다는 점에서 이전의 이야기들과 확실히 구별된다. 또 1897년에 출간된 허버트 조지 웰스의 『투명 인간』은 19세기에 이루어진 과학의 발견을 발판 삼아 ‘투명 인간’이라는 전설적인 캐릭터를 창조해 냈다. 이후로도 쥘 베른의 『빌헬름 스토리츠의 비밀』(1897), 잭 런던의 「그림자와 섬광」(1906), 필립 와일리의 『보이지 않는 살인자』(1931) 등의 수많은 소설에서 투명 인간과 보이지 않음이라는 테마가 다채롭게 변용되며 이어졌다. 이 책은 이를 소재로 한 작품들을 물리학의 인상적인 장면들과 함께 다루며, 본문에 담지 못한 소설들은 부록(‘보이지 않음에 관한 소설들’)으로 정리해 흥미로운 독서 리스트를 제공한다. 그리고 또 다른 부록인 ‘나만의 투명 장치 만드는 법’을 실어 실생활에서 투명 장치의 원리를 구현할 수 있는 방법도 제시한다. 이 책을 읽는 독자들은 과학의 역사와 함께 펼쳐지는 상상의 세계 속에서 신선한 영감과 새로운 발견의 실마리를 찾아볼 수 있을 것이다.
1. 크게 빗나간 나의 예측
: 가깝게 다가와 있는 ‘보이지 않음의 과학’
2. ‘보이지 않음’의 의미
: 투명 망토의 물리학
3. 과학과 허구의 만남
: 신화와 고전 속 투명 투구와 반지는 실현될까?
4. 보이지 않는 빛, 보이지 않는 괴물
: 적외선과 자외선 발견
5. 어둠에서 나오는 빛
: 빛은 입자일까, 파동일까
6. 가장자리로 가는 빛
: 파동 이론의 진화
7. 자석, 전류, 빛
: 전자기파의 발견으로 시작된 새로운 빛의 과학
8. 파동과 웰스
: 신비한 엑스선과 『투명 인간』
9. 원자 안에는 무엇이 들어 있는가?
: 마침내 밝혀진 원자의 구조
10. 마지막 위대한 양자 회의론자
: 양자물리학이 바꾼 것들
11. 내부 들여다보기
: CT와 MRI, 몸속을 보다
12. 사냥에 나선 늑대
: 보이지 않는 물체 연구
13. 자연에 없는 물질
: 특수 물질 개발
14. 투명 망토의 등장
: 변환광학의 진화
15. 점점 더 신기해지는 상황
: 투명 망토 구현의 여러 가능성
16. 숨기기 그 이상
: 투명화 기술이 만들어 낸 또 다른 가능성
부록 1. 나만의 투명 장치 만드는 법
부록 2. 보이지 않음에 관한 소설들
감사의 말
주
참고 문헌
장 첫머리 인용문 출처
도판 출처
찾아보기
: 가깝게 다가와 있는 ‘보이지 않음의 과학’
2. ‘보이지 않음’의 의미
: 투명 망토의 물리학
3. 과학과 허구의 만남
: 신화와 고전 속 투명 투구와 반지는 실현될까?
4. 보이지 않는 빛, 보이지 않는 괴물
: 적외선과 자외선 발견
5. 어둠에서 나오는 빛
: 빛은 입자일까, 파동일까
6. 가장자리로 가는 빛
: 파동 이론의 진화
7. 자석, 전류, 빛
: 전자기파의 발견으로 시작된 새로운 빛의 과학
8. 파동과 웰스
: 신비한 엑스선과 『투명 인간』
9. 원자 안에는 무엇이 들어 있는가?
: 마침내 밝혀진 원자의 구조
10. 마지막 위대한 양자 회의론자
: 양자물리학이 바꾼 것들
11. 내부 들여다보기
: CT와 MRI, 몸속을 보다
12. 사냥에 나선 늑대
: 보이지 않는 물체 연구
13. 자연에 없는 물질
: 특수 물질 개발
14. 투명 망토의 등장
: 변환광학의 진화
15. 점점 더 신기해지는 상황
: 투명 망토 구현의 여러 가능성
16. 숨기기 그 이상
: 투명화 기술이 만들어 낸 또 다른 가능성
부록 1. 나만의 투명 장치 만드는 법
부록 2. 보이지 않음에 관한 소설들
감사의 말
주
참고 문헌
장 첫머리 인용문 출처
도판 출처
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저자
그레고리 J. 그버
노스캐롤라이나대학교 샬럿 캠퍼스의 물리학 및 광학 교수. 주로 빛의 생성과 전달에서 나타나는 양자역학적, 통계학적인 성질에 대해 연구하고 있다. 지은 책으로 대중 과학서 『고양이 집사가 된 과학자들Falling Felines and Fundamental Physics』과 전문서 『Mathematical Methods for Optical Physics and Engineering』, 『Singular Optics』 등이 있으며, 공포 소설, 물리학, 자연에 관한 블로그 두 개를 운영하고 있다. 광학적 투명성과 투명 망토에 대한 그의 관심과 연구가 두 번째 대중 과학서 『보이지 않는』으로 이어졌다. 이 책은 저자의 연구와 SF 애호가로서의 관심이 잘 어우러져 물리학 및 광학의 역사와 현재를 독창적인 시각으로 그리고 있다.
역자
김희봉
연세대학교 물리학과를 졸업하고 같은 대학원에서 물리학을 전공했다. 바른번역 소속 번역가로 활동하고 있으며, 과학을 중심으로 폭넓은 주제의 책을 번역하고 있다. 『카본 퀸』, 『과학에서 가치란 무엇인가』, 『1 더하기 1은 2인가』, 『사회적 원자』, 『E=mc2』, 『파인만 씨, 농담도 잘하시네』 등을 우리말로 옮겼다.
2023년 초이스 우수 학술 도서
“이보다 더 매력적인 ‘광학’ 책이 또 있을까! 본다는 것은 자연이 빚어낸 놀라운 빛의 향연! 이 책에는 본다는 것의 본질을 탐구해 온 발견의 역사와 그것을 극복하려는 발명의 미래가 고스란히 담겨 있다.
망원경, 현미경, 레이더, 엑스선, 적외선 감지기 등 지난 수백 년 동안 물리학은 보이지 않는 것을 보기 위해 애썼다. 하지만 물리학자 그렉 J. 그버는 이 책에서 물리학의 역사를 거꾸로 써 보려 한다. 어떻게 하면 볼 수 있는 것을 못 보게 할 것인지에 대한 탐구의 관점에서 말이다.
이 책의 미덕은 과학 소설에나 나올 법한 ‘투명 망토’나 가시광선 영역 밖에 있는 색을 가진 ‘보이지 않는 괴물’을 연구하는 학자들의 지적 탐험을 통해 독자들을 광학의 세계에 흠뻑 빠져들게 한다는 데 있다. 과학 소설 속 다양한 예제들로 빛의 물리적 속성들을 정확하게 서술하면서, 동시에 저자는 우리에게 ‘본다는 행위’ 그리고 ‘보인다는 현상’에 대해 철학적으로 사유할 수 있는 공간을 마련해 준다.
‘관찰 가능한 것만이 존재하는 것’이라고 믿어 온 물리학의 역사를 새롭게 쓰고 있는 이 책에서 ‘보이지 않는 것들의 과학’이 제공하는 매력에 빠져 보시길! 이로써 부디 이 책만은 당신의 책장에 오래도록 잘 보이길!”
― 정재승(뇌를 연구하는 물리학자, 『과학 콘서트』 저자)
“매혹적인 연구 분야에 대한 철저한 탐구”
― 퍼블리셔스 위클리
“보이지 않음의 과학은 대체로 이론적이고 추상적이지만, 문학에서는 생생하게 다가온다. 이 책의 저자는 보이지 않음을 다루는 소설에 관해서 세계 최고 전문가라고 확언할 수 있다.”
― 뉴욕 타임스 북리뷰
“우아한 문장으로 비범하고도 기묘한 과학과 문학, 인문학을 아우르는 중독성 강한 책. 언젠가 한 줄기 빛으로 사라진다는 오랜 꿈을 이룰 수 있을지에 대한 매혹적인 질문으로 가득 차 있다.”
― 데버러 블룸(퓰리처상 수상 과학 저널리스트)
“저자는 문학, 역사, 물리학의 매력적인 태피스트리를 엮어 수천 년 동안 인류의 상상력을 사로잡은 아이디어가 언젠가 어떻게 현실이 될 수 있을지를 보여 준다.”
― 리즈 하이네케(『무용수, 과학자, 빛으로 맺어진 우정』의 저자)
“광학의 역사에 대한 뛰어난 설명과 매력적인 개요. 독자를 매혹적인 과학 여정으로 안내한다.”
― 안드레아 알루(뉴욕시립대학교 첨단과학 연구센터 포토닉스 이니셔티브 초대 대표)
“광학과 원자에 대한 아이디어들이 2세기에 걸쳐 어떻게 얽혀 왔는지 보여 준다. 저자가 정리한 ‘보이지 않음에 관한 소설들’을 찾아보느라 월급을 탕진하지 않기를 바란다.”
― 포티언 타임스
한겨레: ‘보이지 않음’에 대한 과학·문학의 탐구와 상상
물질을 보이지 않게 하려면? 이에 대해 과학의 탐구와 과학소설(SF)의 상상이 150년 넘게 서로 영감을 주고받으며 이어져오고 있다. 이와 관련해 미국 노스캐롤라이나대 물리학·광학 교수인 지은이는 빛의 입자성·파동성, 전자기학, 엑스선, 원자 구조, 양자물리학 등 빛과 물질을 이해하기 위해 과학이 걸어온 길을 되짚어 본다. 또 많은 ‘보이지 않음’(투명)을 다룬 과학소설들에 담긴 과학적 근거와 문학적 상상을 소개한다.
문화일보: 물질 투과하는 빛의 활용성… 현실로 다가온 ‘투명인간’
완벽하게 인간의 눈으로 볼 수 없는 투명 망토가 나오기까지는 상당한 시간이 걸릴 수밖에 없고, 나오지 못할 수도 있다. 하지만 ‘투명해진다’는 현상 자체에 몰두한 나머지 이 연구에서 파생되는 철학적 통찰, 그리고 이를 접목시켜 우리의 삶을 더 안전하고 이롭게 하는 기술의 점층적 발전까지 간과해서는 안 된다고 저자는 강조한다.
연합뉴스: 발전하는 투명 기술…해리 포터의 '투명 망토' 나올 수 있을까 - 미국 물리학자가 쓴 과학서 '보이지 않는'
미국 노스캐롤라이나대에서 물리학과 광학을 가르치는 그레고리 J. 그버 교수가 쓴 '보이지 않는'은 사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있는 인류의 오랜 물음과 과학적 난제에 관해 풀어 쓴 책
경향신문: ‘사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있을까?’라는 인류의 오랜 물음이자 과학적 난제를 중심으로 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 훑어보는 책이다. 스텔스 전투기, 전자기장을 활용한 자기 망토 등 ‘보이지 않음’의 원리가 들어있는 과학기술을 소개한다.
조선일보: 2006년 ‘사이언스’지에 투명 망토를 만드는 방법에 대한 논문 두 편이 실렸다. 페르세우스 신화의 투명 투구부터 해리 포터의 투명 망토에 이르기까지 ‘보이지 않음’은 인간의 상상력을 자극해 왔다. 물리학자인 저자가 최신 연구 성과를 바탕으로 ‘보이지 않는 세계’의 실현 가능성을 탐구했다. 눈으로 보이는 현상이 세상의 전부가 아니라는 사실을 흥미롭게 펼쳐보인다.
중앙일보: SF잡지가 아니라 과학 잡지 사이언스에 2006년 투명 망토에 관한 논문 두 편이 발표되어 세계적 화제가 됐다. 이와 관련한 변환광학과 메타 물질 얘기는 물론 이에 앞서 적외선과 자외선의 발견 등을 비롯해 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 물리학자·광학연구자인 저자가 전한다.
한국경제: ‘사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있을까?’란 인류의 오랜 물음이자 과학적 난제를 중심으로 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 돌아보고, 이를 둘러싼 최첨단 과학의 현재와 미래를 그렸다. 과학의 역사와 SF 문학의 계보를 종횡무진한다.
“이보다 더 매력적인 ‘광학’ 책이 또 있을까! 본다는 것은 자연이 빚어낸 놀라운 빛의 향연! 이 책에는 본다는 것의 본질을 탐구해 온 발견의 역사와 그것을 극복하려는 발명의 미래가 고스란히 담겨 있다.
망원경, 현미경, 레이더, 엑스선, 적외선 감지기 등 지난 수백 년 동안 물리학은 보이지 않는 것을 보기 위해 애썼다. 하지만 물리학자 그렉 J. 그버는 이 책에서 물리학의 역사를 거꾸로 써 보려 한다. 어떻게 하면 볼 수 있는 것을 못 보게 할 것인지에 대한 탐구의 관점에서 말이다.
이 책의 미덕은 과학 소설에나 나올 법한 ‘투명 망토’나 가시광선 영역 밖에 있는 색을 가진 ‘보이지 않는 괴물’을 연구하는 학자들의 지적 탐험을 통해 독자들을 광학의 세계에 흠뻑 빠져들게 한다는 데 있다. 과학 소설 속 다양한 예제들로 빛의 물리적 속성들을 정확하게 서술하면서, 동시에 저자는 우리에게 ‘본다는 행위’ 그리고 ‘보인다는 현상’에 대해 철학적으로 사유할 수 있는 공간을 마련해 준다.
‘관찰 가능한 것만이 존재하는 것’이라고 믿어 온 물리학의 역사를 새롭게 쓰고 있는 이 책에서 ‘보이지 않는 것들의 과학’이 제공하는 매력에 빠져 보시길! 이로써 부디 이 책만은 당신의 책장에 오래도록 잘 보이길!”
― 정재승(뇌를 연구하는 물리학자, 『과학 콘서트』 저자)
“매혹적인 연구 분야에 대한 철저한 탐구”
― 퍼블리셔스 위클리
“보이지 않음의 과학은 대체로 이론적이고 추상적이지만, 문학에서는 생생하게 다가온다. 이 책의 저자는 보이지 않음을 다루는 소설에 관해서 세계 최고 전문가라고 확언할 수 있다.”
― 뉴욕 타임스 북리뷰
“우아한 문장으로 비범하고도 기묘한 과학과 문학, 인문학을 아우르는 중독성 강한 책. 언젠가 한 줄기 빛으로 사라진다는 오랜 꿈을 이룰 수 있을지에 대한 매혹적인 질문으로 가득 차 있다.”
― 데버러 블룸(퓰리처상 수상 과학 저널리스트)
“저자는 문학, 역사, 물리학의 매력적인 태피스트리를 엮어 수천 년 동안 인류의 상상력을 사로잡은 아이디어가 언젠가 어떻게 현실이 될 수 있을지를 보여 준다.”
― 리즈 하이네케(『무용수, 과학자, 빛으로 맺어진 우정』의 저자)
“광학의 역사에 대한 뛰어난 설명과 매력적인 개요. 독자를 매혹적인 과학 여정으로 안내한다.”
― 안드레아 알루(뉴욕시립대학교 첨단과학 연구센터 포토닉스 이니셔티브 초대 대표)
“광학과 원자에 대한 아이디어들이 2세기에 걸쳐 어떻게 얽혀 왔는지 보여 준다. 저자가 정리한 ‘보이지 않음에 관한 소설들’을 찾아보느라 월급을 탕진하지 않기를 바란다.”
― 포티언 타임스
한겨레: ‘보이지 않음’에 대한 과학·문학의 탐구와 상상
물질을 보이지 않게 하려면? 이에 대해 과학의 탐구와 과학소설(SF)의 상상이 150년 넘게 서로 영감을 주고받으며 이어져오고 있다. 이와 관련해 미국 노스캐롤라이나대 물리학·광학 교수인 지은이는 빛의 입자성·파동성, 전자기학, 엑스선, 원자 구조, 양자물리학 등 빛과 물질을 이해하기 위해 과학이 걸어온 길을 되짚어 본다. 또 많은 ‘보이지 않음’(투명)을 다룬 과학소설들에 담긴 과학적 근거와 문학적 상상을 소개한다.
문화일보: 물질 투과하는 빛의 활용성… 현실로 다가온 ‘투명인간’
완벽하게 인간의 눈으로 볼 수 없는 투명 망토가 나오기까지는 상당한 시간이 걸릴 수밖에 없고, 나오지 못할 수도 있다. 하지만 ‘투명해진다’는 현상 자체에 몰두한 나머지 이 연구에서 파생되는 철학적 통찰, 그리고 이를 접목시켜 우리의 삶을 더 안전하고 이롭게 하는 기술의 점층적 발전까지 간과해서는 안 된다고 저자는 강조한다.
연합뉴스: 발전하는 투명 기술…해리 포터의 '투명 망토' 나올 수 있을까 - 미국 물리학자가 쓴 과학서 '보이지 않는'
미국 노스캐롤라이나대에서 물리학과 광학을 가르치는 그레고리 J. 그버 교수가 쓴 '보이지 않는'은 사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있는 인류의 오랜 물음과 과학적 난제에 관해 풀어 쓴 책
경향신문: ‘사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있을까?’라는 인류의 오랜 물음이자 과학적 난제를 중심으로 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 훑어보는 책이다. 스텔스 전투기, 전자기장을 활용한 자기 망토 등 ‘보이지 않음’의 원리가 들어있는 과학기술을 소개한다.
조선일보: 2006년 ‘사이언스’지에 투명 망토를 만드는 방법에 대한 논문 두 편이 실렸다. 페르세우스 신화의 투명 투구부터 해리 포터의 투명 망토에 이르기까지 ‘보이지 않음’은 인간의 상상력을 자극해 왔다. 물리학자인 저자가 최신 연구 성과를 바탕으로 ‘보이지 않는 세계’의 실현 가능성을 탐구했다. 눈으로 보이는 현상이 세상의 전부가 아니라는 사실을 흥미롭게 펼쳐보인다.
중앙일보: SF잡지가 아니라 과학 잡지 사이언스에 2006년 투명 망토에 관한 논문 두 편이 발표되어 세계적 화제가 됐다. 이와 관련한 변환광학과 메타 물질 얘기는 물론 이에 앞서 적외선과 자외선의 발견 등을 비롯해 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 물리학자·광학연구자인 저자가 전한다.
한국경제: ‘사람이나 사물을 보이지 않게 할 수 있을까?’란 인류의 오랜 물음이자 과학적 난제를 중심으로 빛과 물질에 대한 탐구의 역사를 돌아보고, 이를 둘러싼 최첨단 과학의 현재와 미래를 그렸다. 과학의 역사와 SF 문학의 계보를 종횡무진한다.