공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기(개정판)

AI 시대, 다시 주목받는 공학?그런데 공학이 뭔지 아시나요?
2025년 교육부 발표에 따르면 공학계열 취업률은 여전히 전 대학 전공계열 중 최상위권을 유지하고 있다. 하지만 최근 몇 년간 대학가 풍경은 급격히 변했다. 2024년 의대 정원 확대 발표 이후 이른바 '의대 쏠림' 현상이 심화되면서 상위권 이공계 학생들이 대거 의대로 이동하는 현상이 벌어졌다. 한때 최고 인기를 누리던 반도체공학, 컴퓨터공학마저 의대 앞에서는 '차선'으로 밀려났다.
그런데 역설적이게도, 바로 지금이 공학이 가장 중요한 시대다.
2022년 챗GPT 등장 이후 생성형 AI는 사회 전반을 뒤흔들고 있다. 현재 AI는 단순 소프트웨어를 넘어 피지컬 AI로 진화하며 로봇, 자율주행, 스마트 제조 등 물리적 세계와 결합하고 있다. 반도체는 AI 시대의 '쌀'이 되어 국가 경쟁력의 핵심으로 부상했다. 에이전트 AI가 대중화되면 고성능 반도체의 수요는 폭증할 수밖에 없다. 더욱이 기후위기 대응을 위한 탄소중립 기술, 우주 개발, 양자컴퓨팅, 바이오헬스... 인류의 미래를 결정할 모든 분야에서 공학이 핵심 역할을 하고 있다.
지금 주변을 돌아보자. AI 스피커, 스마트폰, 전기차, 태양광 패널, 드론, 로봇청소기, 메타버스, 블록체인... 과학기술력으로 태어나지 않은 것이 없다. 200년 전 증기기관 시대에도, 그보다 훨씬 이전 고대 문명에도 인간은 기술을 만들고 사용했다. 인간을 호모 파베르(Homo faber), 즉 '도구를 만들어 사용하는 인간'이라고 부르는 이유다. 그 능력이 지금의 인류문명을 만들어낸 원동력이고 앞으로도 그럴 것이다.
공학계열 중에서도 각광받는 분야는 시대에 따라 달라져왔다. 건축붐이 일었을 때는 건축공학이, IT 혁명기에는 컴퓨터공학이, 지금은 AI·반도체·바이오 융합 분야가 주목받는다. 미래에 어떤 산업이 성장동력이 될 것인가에 따라 새로운 공학 분야가 계속 탄생한다.
그런데 가장 기본적인 질문이 빠진 것 같다. 공학이 도대체 뭐지?
많은 사람들이, 심지어 공대생조차 공학이 무엇인지, 공학자는 무슨 일을 하는지 제대로 설명하지 못한다. 의대 쏠림 현상 속에서도 공학의 본질과 매력을 제대로 이해한다면, 진로 선택의 지평이 달라질 것이다.

"과학은 탐구하고 공학은 창조한다"
공학(engineering)이란 단어를 사전에서 찾아보면 '공업분야의 노동생산력과 생산품 성능을 향상하고 발전시키기 위해서 활용되는 응용과학기술을 연구하는 학문'이라고 설명하고 있다. 좀 와닿지 않는다.
공학을 아주 간단히 설명하자면, 과학을 실생활에 쓸모 있게 응용한 응용과학이다.
많은 사람들이, 심지어 공대생들조차 과학과 공학이 어떤 차이인지 구분하지 못할 때가 있는다. 그런데 미국 제트추진연구소(JPL)의 초대소장을 지냈던 유체공학자 시어도어 폰 카르만 박사는 공학이 무엇인지와 더불어 과학과 공학이 어떻게 다른지 한마디로 설명했다.

"과학자는 현존하는 것을 탐구하고, 공학자는 존재하지 않는 것을 창조한다."

수학과 물리학, 화학, 생물학과 같은 기초과학이 자연현상에 대한 지적호기심에서 출발해 사물의 본질을 탐구하는 학문이라면, 공학은 이러한 기초과학을 실제 필요에 따라 무언가를 만들어내기 위해 응용하는 학문이다.
게다가 똑같은 과학적 원리를 이용한다 하더라도 정답이 하나만 있는 것이 아니라 만드는 사람에 따라, 쓰는 사람에 따라, 사회문화적 배경에 따라 다양하게 기술적 조합을 이뤄낼 수 있기 때문에 다양성이 풍부하고 높은 창조성이 요구되는 점이 공학의 큰 매력이다.

공대 교수님의 재미있는 공학이야기
《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》는 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 '공대생'들을 가르쳐온 '공대 교수님'이 공대생과 청소년, 공학에 대해 잘 모르는 일반인들에게 공학을 재미있게 소개하기 위해 쓴 책이다. 그리고 10년 만에 너무 오래된 내용은 일부 삭제하고 기후위기와 인공지능, 양자컴퓨터 등 그동안 달라진 공학의 세계를 반영하여 새로운 이야기를 추가하여 4개 부, 59개 장으로 구성된 개정판을 출간했다.
모두 일상에서 가져온 이야기를 통해 과학적 원리와 공학이론을 소개한다. 어렵고 딱딱한 이론이나 수식이 아니라 우리 주변에서 흔히 만날 수 있는 상황이나 현상을 통해 공학을 이야기하기 때문에 공학의 기본과 본분, 공학자의 역할과 자세에 대해서 많은 사람들에게 공감을 얻을 수 있을 것이다.
1부 살피고 재고 맛보고에서는 주로 관찰과 측정, 단위에 대해서 이야기한다. 공학은 머릿속에서 탐구하고 진리를 찾는 것을 넘어 실생활에서 사용돼야 하기 때문에 실제를 관찰하고, 제대로 측정하고, 현실적으로 정확하게 단위를 맞추는 작업이 아주 중요하다. 1부에서는 중국 초나라 공왕의 이야기, 일거수일투족이 기록되는 현대사회, 나이 들어감에 따라 시간이 빨리 간다는 느낌, 코끼리 무게 재는 법, 몰래카메라 등의 소재를 통해 공학을 소개한다.
2부 수와 식으로 그린 자연에서는 이 책에서 수식이 가장 많이 나온다. 너무 부담 갖지 않아도 된다. 이해하기 힘든 수식은 거의 나오지 않으니까. 공학 역시 여느 과학과 다를 바 없이 수식으로 자연을 표현한다. 공학자의 머릿속에 가득한 수식은 어떻게 세상과 만나는 걸까? 2부에서는 아이들이 수를 배우는 과정을 통해 허수 i를 소개하고, 공평함을 강조하는 옛날 한 고을원님의 이야기를 통해 다양한 평균을 설명하고, 같음과 다름의 여러 측면을 통해 '='에 대해 이야기한다.
3부 자연의 법칙이 생활 속으로에서는 주로 열과 에너지에 관한 내용이 소개되는데, 10년 전과 크게 다른 점이라면 극도로 심해진 기후위기와 그에 따라 부상한 재생에너지와 전기자동차일 것이다. 그밖에 저자가 유학 시절 칠면조를 맛있게 굽기 위해 열전달 이론을 동원한 이야기, 찜질방 안에서 우리가 열사병이 걸리지 않는 이유, 휴가기간 동안 온갖 게으름을 피우며 우주의 '열적 죽음'을 조금이나마 늦춘 이야기 등을 소개한다.
4부 공학자의 생각은 공학자의 세상이야기다. 지난 10년간 달라진 세상 속에서 공학자로서 쌓아두었던, 하고 싶은 이야기를 추가했다. 증기기관이 산업혁명을 일으키며 세상을 바꿨듯 인공지능이 세상을 바꾸고 있다. 그 중심에 대한민국이 있다고 해도 과언이 아니다. 이 천재일우의 기회를 단단히 잡고 더 나은 우리나라가 되는 길에 공학과 공학자가 있다.
책 속 여러 이야기들을 읽으며 부담없이 페이지를 넘기다 보면 공학이 무엇인지, 우리에게 어떤 의미인지, 공학자는 어떤 사람인지, 어떤 책임을 안고 있는지 느끼게 될 것이다.

개정판 머리말 다시, 공학으로 세상을 말하다
머리말 과학은 탐구하고 공학은 창조한다

1부 살피고 재고 맛보고
1 검사체적 | 관심 범위는 어디까지?
2 라그랑주 | 물체의 움직임을 좇아서
3 상대운동 | 절대적인 것, 상대적인 것
4 시간좌표 | 한 번 가면 올 수 없는 것
5 시간과 공간 | 사이와 사이
6 한국 단위계 | 근·자·짬
7 표준 정하기 | 잰다는 것
8 차원해석 | 수식이 알려주는 것
9 무차원화 | 차원을 없애면…
10 무차원변수 | 무차원 인생의 길이
11 공학적 단위감각 | 코끼리 무게 재기
12 불확정성 원리 | 몰래카메라
13 도플러효과 | 교통경찰 따돌리기
14 푸리에급수 | 모든 신호를 처리하는 마법사
15 파동 | 생명의 바이브레이션
16 디지털 샘플링 | 세상을 보는 속도

2부 수와 식으로 그린 자연
1 오일러수 e | 안다는 것
2 허수 i | 세상의 모든 수
3 테일러급수 | 대충계산법
4 여러 가지 평균 | 모두 모두 공평하게
5 해석함수 토막 | 작은 곡선 속 세상
6 그래디언트 | 깜깜한 밤에 산꼭대기 찾아가기
7 포텐셜과 플럭스 | 산행 애니메이션
8 다이버전스와 컬 | 내보내고 회전하고
9 등식 | 같음과 다름
10 0과 1 | 음양사상
11 상관관계 | 바람과 나무통은 어떤 관계?
12 확률게임 | 로또 당첨
13 게임 최적화 | 축구경기를 더 재미있게

3부 자연의 법칙이 생활 속으로
1 열전달 | 칠면조 맛있게 요리하기
2 온도성층화 | 따뜻한 겨울 보내기
3 온열반응 | 찜질방 즐기기
4 복사냉각 | 사막에서 얼음 얼리기
5 공기조화 | 난방·냉방·환기
6 풍혈냉천 | 천연 냉장고
7 열물성 | LPG 차량 이해하기
8 에너지보존 | 폭포수 목욕탕
9 기계의 효율 | 다이어트의 진리
10 엔트로피 증가 | 생명을 유지하는 길
11 전기요금과 가스요금 | 에너지 노예 해방
12 에너지는 돈 | 같은 점 찾기
13 기상이변 | 올해도 다가올 극한 기후 현상
14 재생에너지 시대 | 탄소 순환에서 수소 사회로
15 유체흐름 | 교통체증
16 유체항력 1 | 곰보 골프공의 비밀
17 유체항력 2 | 안전한 빗방울

4부 공학자의 생각
1 증기기관과 인공지능 | 새로운 산업혁명
2 컴퓨터 사용기 1 | 청계천밸리의 파인애플-II
3 컴퓨터 사용기 2 | 매킨토시와 윈도우란 신세계
4 양자컴퓨터 | 중첩과 얽힘
5 암호화 비밀문서 | 창과 방패
6 사고실험 | 상상력 폭발
7 머피의 법칙 | 나만 재수가 없어…
8 풀 프루프 설계 | 바보를 피하는 법
9 컨설팅 | 우리의 몸값
10 역해석 문제 | 거꾸로 보기
11 리버스 엔지니어링 | 짝퉁과 벤치마킹 사이
12 발상의 전환 | 불량 테이프
13 제조업강국 | 잘된 엔지니어링은 역사를 바꾼다

한화택 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 '공대생'들을 가르쳐온 '공대 교수님'이다.
공학이란 있던 것을 탐구하는 것을 넘어 없던 것을 창조하고, 정답찾기를 넘어 수많은 정답을 만들어가고, 그러기까지 사람과 사회에 끊임없이 관심을 기울이며, 계속해서 삶에 응용해가는 융합학문이다. 하지만 많은 공대생들이 주위를 유연하게 둘러보지 못하고 전공서적에만 파묻혀 있다.
이 모습이 늘 안타까웠던 저자는 학생들이 딱딱하고 어려운 공학을 조금이라도 재미있고 쉽고 유연하게 받아들일 수 있도록 '이론+응용+재미'의 3박자를 갖춰 강의해왔다.
아울러 우리 주위 모든 것들이 공학임에도 불구하고 공학이 무엇인지 잘 모르는 보통 사람들에게 공학이란 이렇게 재미있고 매력적인 학문임을 보여주고 싶었다.
그리고 강의실에서의 내공과 평소의 바람을 담아 이 책 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》와 이 책의 후속작 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》《공대생을 따라잡는 만만한 공학이야기》에 담았다.
한화택 교수는 서울대학교 기계공학과를 졸업한 후 동대학원에서 공학석사, 미국 미네소타대학교에서 공학박사 학위를 받았다. 마르퀴스 후즈 후Marquis Who's Who, 국제인명센터International Biographical Center, 미국인명정보기관American Biographical Institute 등 3대 세계인명사전에 모두 등재되어 있으며, 미국 기술사Professional Engineer와 대한상사중재원의 중재인Arbitrator으로 등록되어 있다. 현재는 국민대학교 명예교수, ASHRAE 펠로우, 하이리움과 GBK의 기술고문 등으로 활동하고 있다.
지은 책으로는 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》, 《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》, 《미적분의 쓸모》, 《10대에게 권하는 공학》 등이 있고, 옮긴 책으로는 《공기조화 및 냉동》, 《유체역학》, 《열전달》 등이 있다. 감수한 책으로 《너도 엔지니어가 되고 싶니?》, 《Why, 과학법칙》이 있다.
다양한 저술활동과 공학기술문화 확산에 기여한 공로로 2018년 해동상을 수상하였다.