어쩐지 애니에서 과학이 보인다

덕후의 예측불허 호기심이
과학적 탐구로 이어지는 흥미진진한 순간

애니메이션 덕후가 MIT 박사 출신 공학교수라면? 이 책《어쩐지 애니에서 과학이 보인다》의 저자 류상진 교수는 애니메이션 덕후이다. 우연한 기회에 한 SF영화를 수업에 활용했다가 흥미진진해하던 학생들의 반응을 보곤 여러 유명 애니메이션을 수업에 도입하기 시작했다. 그러한 시도가 일반 대중을 위한 '프로페서 오타쿠' 강연으로 이어졌다. 책은 강연 내용에서 한 발 더 나아가 조금은 엉뚱한 상상력에서 시작된 질문을 던지고 함께 답을 찾아본다.
저자는 애니메이션 〈원피스〉를 보며 루피의 고무고무 팔은 얼마나 늘어날지 궁금해하고 몇 가지 탄성 실험을 해보거나, 〈귀멸의 칼날: 무한열차편〉 속 혈귀가 기차 위에 꼿꼿이 서 있는 모습에 의문을 품고 바람과 항력을 설명한다. 그 외에도 〈슬램덩크〉 〈귀멸의 칼날〉 〈원피스〉 〈천공의 성 라퓨타〉 등의 애니메이션 속에 숨은 과학과 공학의 원리를 간단한 실험과 일러스트, 사진을 통해 최대한 쉽게 설명하는 등, 매 장마다 흥미로운 질문과 진지한 과학적 탐구가 이어진다.
질량, 무게, 밀도, 부피 같은 기본 개념부터 에너지 보존 법칙, 뉴턴의 법칙, 마그누스 효과 같은 단어만 들어도 골치가 아파지는 개념들도 프로페서 오타쿠를 만나면 얘기가 달라진다. 이제 그 흥미진진한 수업에 함께 빠져보자.


AI 시대를 살아가는 이들에게 필요한
기초 공학 지식을 길러주는 책

이 책의 저자 류상진 교수의 전공은 기계공학이다. 기계공학은 자동차, 조선(배) 같은 전통적인 제조업부터 반도체, 전기차, 자율주행, 로봇 같은 미래 산업의 기반이 되는 분야이다. 때문에 AI와 로봇, 자율주행이 주도하는 미래 사회일수록 고체역학(재료역학), 동역학, 유체역학 등 기초 공학에 대한 이해가 중요해진다.
이 책은 중고등학교 과학 과정의 핵심 개념은 물론 과학 공학적 사고방식까지 자연스럽게 얻을 수 있도록 돕는다. 특히 저자의 세부 전공인 유체역학(흐르는 물질인 액체나 기체에 관련한 역학)은 다양한 문제와 분야를 아우르고 있어 과학과 공학의 기본 개념을 이해하기에 안성맞춤이다. "액체나 기체의 흐름은 자연계뿐 아니라 인간이 만들어낸 장치들에도 매우 중요하다. 자동차 엔진에는 연료와 공기가 섞여 연소실로 들어가고, 연소 가스는 엔진으로부터 나와 기다란 파이프를 따라서 공기 중으로 배출된다. 배는 부력이라는 힘 때문에 물 위에 뜰 수 있고, 비행기는 양력이라는 유체역학적 힘 때문에 날 수 있다. 이렇게 중요한 '흐름'에 대한 분야이기 때문에 유체역학은 기계공학뿐 아니라 물리학, 수학, 화학공학 등 다른 과학, 공학 분야에서도 가르치고 연구한다."(본문 11-12쪽)
중고등학교 수준의 과학 공학부터 대학원 수준의 정밀한 이론까지 다루는 이 책은, 이공계 진학을 꿈꾸는 학생들은 물론 성인들에게도 과학과 공학의 기본개념을 한눈에 파악할 수 있는 훌륭한 과학 교양서이다.

프롤로그

1장 과학은 어떻게 농구선수 강백호를 도울 수 있을까? (〈슬램덩크〉: 자유투와 동역학)
나의 인생 만화 〈슬램덩크〉 | 기계공학은 어떻게 강백호를 도울 수 있을까? | 농구공의 동역학을 알아보자 | 낙하 실험을 해보자 | 수평운동+수직 낙하=? | 자유투를 위한 이상적인 농구공의 궤적은? | 너무도 아름답고 유용한 포물선 궤적 | 자유투 성공을 위해 또 고려할 것은? | 3D 프린팅을 이용한 농구공의 등장

2장 달리는 기차 위에서 꼿꼿이 서 있을 수 있을까? (〈귀멸의 칼날: 무한열차편〉 바람과 항력)
가장 핫한 애니메이션에는 어떤 공학이 | 엔진은 어떻게 작동할까? | 이제 증기기관을 알아보자 | 바람에 굴하지 않고 너무나 똑바로 서 있는 엔무 | 항력과 항력계수란? | 연비를 위해 항력계수를 줄여보자 | 강풍에 뒤로 넘어가지 않으려면 | 그래서 엔무는 어떻게 항력을 이겨낼까?

3장 고무고무 팔은 얼마나 늘어날까? (〈원피스〉: 고체와 탄성)
〈원피스〉와 고무고무 열매 | 고무란 무엇인가? | 용수철을 이용한 탄성 실험 | 그래프를 그려 인장 실험 결과를 한눈에 보자 | 용수철 상수와 후크의 법칙 | 탄성의, 탄성에 의한, 탄성을 위한 고무줄 늘이기 사고실험 | 응력, 변형률, 탄성계수란? | 일상 속 탄성계수 | 그래서 루피의 팔은 얼마만큼 늘어날까? | 그나저나 루피의 팔은 정말 고무일까?

4장 장풍으로 모기를 잡을 수 있을까? (〈원펀맨〉: 장풍, 파리채와 유체역학)
주인공이 강해도 너무 강한 히어로 애니메이션 | 모기 잡기는 쉬운 일일까? | 보통 모기 한 손 잡기 | 보통 모기 두 손 잡기 | 원펀맨, 도구를 써라! 파리채의 공기역학 | 바닷가재의 더듬이와 파리채의 연관성 | 그래서 원펀맨이 모기를 잡으려면?

5장 초생물의 몸은 과연 어떤 물질일까? (〈암살교실〉: 고체와 유체 & 가설에 의한 과학적 사고 방법의 실제)
진정한 스승 살생님 | 관찰과 가설 세우기 | 고체와 액체, 그리고 다일레이턴시란? | 액체 실험을 해보자 | 고양이 액체설에 대한 고찰 | 달걀장조림과 확산 | 그래서 살생님의 몸은 유체일까 고체일까? | 뉴턴유체와 비뉴턴유체, 그리고 살생님의 몸 | 실리 퍼티로 실험을 해보자 | 마하 속도로 비행하는 살생님 머리에 작용하는 압력은? | 전단후화유체를 응용한 방탄복이 있다고?

6장 떨어지는 빗방울은 무슨 모양일까? (〈날씨의 아이〉: 표면장력과 습윤성)
〈날씨의 아이〉와 장마 | 물방울의 모양은 왜 동그랗지? | 부피가 같을 때 표면적이 적은 모양은? | 떨어지는 빗방울에 작용하는 힘 | 중력가속도가 0이거나 공기가 없다면 빗방울은? | 빗방울의 종단속도를 구해보자 | 그럼 빗방울의 모양은? 진짜 동그래? | 물방울이 튈 때 왕관이 만들어진다고? | 비에 젖지 않으려면 | 브라질 피그미 게코의 젖지 않는 피부 | 자연계의 초소수성 표면들 | 그럼 피부를 코팅해볼까?

7장 미야자키 하야오의 항공기는 정말 하늘을 날 수 있을까? 1 (〈천공의 성 라퓨타〉: 밀도와 부력)
〈천공의 성 라퓨타〉와의 인연 | 타이거 모스는 '잘' 날 수 있을까? | 질량과 무게에 대해 알아보자 | 이번에는 밀도를 알아보자 | 부력이란? | 부력의, 부력에 의한, 부력을 위한 장난감 | 이제 타이거 모스에 작용하는 부력을 계산해보자 | 부력으로 하늘을 나는 다른 방법은 없을까?

8장 미야자키 하야오의 항공기는 정말 하늘을 날 수 있을까? 2 (〈천공의 성 라퓨타〉: 날개와 양력)
타이거 모스가 '잘' 날기 위해서 필요한 것은? | 타이거 모스의 양력을 계산해보자 | 베르누이의 법칙을 알아보자 | 그래서 비행기 날개는 어떻게 양력을 만들까? | 여전히 어려운 양력 | 그러면 플랩터는 정말 날 수 있을까?

류상진 류상진(Sangjin Ryu)
미국 브래들리대학교 기계공학과 교수(a.k.a. 프로페서 오타쿠Professor Otaku)
서울대학교에서 기계공학 학사와 석사 학위를, 매사추세츠공과대학교(MIT)에서 공학 박사 학위를 받았다. 브라운대학교 박사후 연구원, 네브라스카주립대학교 교수 등을 거쳐, 2025년부터 일리노이 브래들리대학교 교수로 재직하고 있다.
초등학교 시절부터 일본 로봇 애니메이션을 좋아하여, 미니 백과의 정보를 달달 외우고 틈만 나면 로봇을 그려대는 등 일찌감치 오타쿠가 될 떡잎을 보였다. 한편으로 오래된 톱니바퀴 시계나 버려진 전기장치를 분해해 작동원리를 생각해보고, 잡동사니를 그러모아 풍력차를 만들거나 직접 디자인한 우주전투선을 종이로 삼차원 모델로 만드는 등 공학자로서의 자질을 드러냈다. 자라면서 비행기의 공학적 아름다움에 반해 기계공학을 진로로 잡았다.
교수가 된 데에는 대전 성은야학교와 MIT 한국어교실에서 자원봉사로 누군가를 가르치며 보람을 느낀 경험이 한몫했다. 연구와 수업에 매진하며 공학과 과학의 대중화에도 힘써, 2016년부터 '프로페서 오타쿠'라는 닉네임으로 일본 애니메이션이나 만화를 이용해 비전공자를 대상으로 기계공학과 관련 기초과학을 설명하는 강연을 하고 있다. 강연 내용을 정리하고 확충하여 학술 논문이나 잡지에 투고하는 등 저술 활동도 활발히 하고 있다. 미국물리교사협회, 필리핀국립대학, 대한기계학회 공학교육분과의 학술대회에서 초청강연을 한 바 있다. 교육과 학생지도에 관한 상을 다수 수상하였으며, 그의 강연은 미국을 넘어 한국은 물론 일본과 필리핀에서도 큰 관심을 받았다.
프로페서 오타쿠로서의 연구와 수업을 한다는 핑계로 여전히 애니메이션과 만화를 열심히 찾아보고, 다양한 장난감을 수집하고 있다.
저자 인스타그램 @profotaku