하늘과 바람과 별과 인간(10만 부 기념판)

한국 과학 교양서의 새로운 기준
모두를 위한 통합과학
저자는 이 책을 "고등학교에서 배우는 《통합과학》의 성인 버전"이라고 말한다. 우리는 과학을 물리, 화학, 생물로 나누어 배우지만, 과학이 대상으로 삼는 자연은 "그 자체로 분리할 수 없는 하나"다. 들어가는 글에서 밝혔듯, 이 책은 그 하나의 자연을 이해하려고 "경계를 넘은 물리학자의 좌충우돌 여행기이자, 세상 모든 것에 대해 알고 싶은 사람을 위한 지도책"이다. 조각난 지식보다 세상을 하나로 꿰어 이해하고 싶은 독자들이 이 지도를 펼쳤다. 과학을 다시 공부하고 싶은 어른에게는 흩어진 지식을 하나로 잇는 길잡이가, 통합과학을 배우는 청소년과 그 부모에게는 교과서 너머의 큰 그림을 보여 주는 창이 된다. "인공지능이 인간의 지능을 뛰어넘는 시대, 사람들은 그 어느 때보다 과학에 관심이 많다"는 저자의 말처럼, 전체를 이해하려는 공부는 앞으로 더 필요해질 것이다. 지난 3년 동안 '모두를 위한 통합과학'으로 자리 잡은 이 책은 글자를 키운 특별 기념판으로 그 역할을 이어 간다.
이번 특별 기념판은 내용을 덜어내지 않고, 읽는 경험을 바꿨다. 본문과 각주, 도판 설명의 글자를 키워 400쪽이 넘는 긴 여정을 더 편안하게 따라갈 수 있게 했고, 본문의 일부 오류도 함께 바로잡았다. 책 맨 앞에는 저자가 10만 부를 기념해 새로 쓴 '감사의 말'을 실었다. 저자는 10만이라는 숫자 자체보다 그만큼 많은 독자가 자신의 공부를 응원해 주었다는 데 고마움을 전한다. 세상 모든 것을 알고 싶어 쓴 책이지만 그 바람은 여전히 채워지지 않았고, 지금도 모르는 것을 조금씩 알아가는 삶이 행복하다며 "많은 사람이 나의 이런 노력을 응원하는 것 같아 공부하는 길이 외롭지 않다"고 적었다. 과학을 세부 분야의 시각으로만 보지 않고, 각자가 자신의 시각으로 전체를 이해해 보자는 것이 이 책에 담긴 제안이다. 저자는 독자들에게도 그 길을 권한다. "이 책을 읽는 많은 이들이 자기만의 세상 모든 것에 관한 이야기를 써보는 날이 오길 기원하고 응원한다."

하늘과 바람과 별 그리고 인간
물리학자 김상욱이 바라본 우주와 인간
윤동주 시인의 시집에서 영감을 받은 이 책의 제목 '하늘과 바람과 별과 인간'은 존재하는 모든 것을 이해하고 싶었던 저자의 마음을 담고 있다. 저자에게 하늘은 우주와 법칙을, 바람은 시간과 공간을, 별은 물질과 에너지로 다가온다고 한다. 여기에 인간을 더한 '하늘과 바람과 별과 인간'은 물리학자 김상욱이 이 책에서 다루고자 하는 모든 대상들을 포괄한다.
저자는 에두르지 않고 원자에서 시작해, 원자에서 분자로, 분자에서 물질로, 다시 물질에서 생명으로, 그리고 생명에서 인간으로 존재의 층위를 오르며 평소 그가 말하는 "모든 것은 원자로 되어 있다"라는 말의 의미가 무엇인지 세밀히 그려나간다. 물리학자의 시각으로 이 담대한 여정을 안내하지만 모든 것을 물리로 환원할 수 있다는 물리제국주의적 태도는 아니다. 오히려 그는 세상 모든 것을 이해하기 위해 물리학을 넘어서야 할 필요가 있다고 말한다. 왜냐하면 각 층위를 오를 때마다 존재의 새로운 특성들이 창발하기 때문이다. 이는 전체가 부분의 합일 수 없는 이유이기도 하다. 저자는 필연의 우주에서 피어난 다양한 존재들의 가치를 긍정하며 세상에 존재하는 모든 것들에 대해 따뜻한 시선을 건넨다.

원자에서 인간까지,
한 권으로 관통하는 삶과 과학의 향연
저자는 세상을 이해하고 싶어 물리학자가 됐지만, 오랜 공부 끝에 도달한 결론은 세상을 이해하려면 물리를 넘어 다양한 학문이 필요하다는 것이었다고 한다. 물리와 우주는 인간적이지 않고, 오히려 인간을 배제해야 더 잘 이해할 수 있다. 이는 역으로 인간을 이해하기 위해서는 물리와는 완전히 다른 방법이 필요하다는 말이다. 저자는 물리학에서 화학으로, 화학에서 다시 생물학으로, 그리고 생물학에서 인간학으로 다시 경계를 확장하며 물리학자의 관점에서 세상을 이해한다는 것이 무엇인지 독자들에게 이야기를 들려준다.
물리학자가 본 세상은 원자와 분자의 차가운 운동으로만 가득할 듯하다. 하지만 김상욱이 과학의 언어로 그리는 세상은 그렇지 않다. 이 책은 인간적이지 않은 원자에서 출발하지만, 원자가 별, 지구, 생명, 그리고 우리와 어떤 관계를 맺고 있는지 다각도로 드러내면서 세상을 보는 새로운 관점과 때로는 위안을 전한다. 저자는 원자의 관점에서 본 죽음에 대해 다음과 같이 말한다. "죽음이란 원자의 소멸이 아니라 원자의 재배열이다. 내가 죽어도 내 몸을 이루는 원자들은 흩어져 다른 것의 일부가 된다. '인간은 흙에서 와서 흙으로 돌아간다'라는 말은 아름다운 은유가 아니라 과학적 사실이다. 이렇게 우리는 원자를 통해 영원히 존재한다." 인간의 가장 근본적인 문제인 죽음에 대해 이보다 멋지게 과학의 언어로 표현할 수 있을까? 원자에서 인간까지 김상욱이 안내하는 존재의 그물을 따라가다 보면 마치 과학이 삶 속에서 춤을 추듯 이런 표현들이 단지 수사에 그치지 않는다는 것을 알 수 있다.

감사의 말

들어가는 글
하늘, 바람, 별, 그리고 인간. 존재하는 모든 것을 이해하고 싶었다

1 원자는 어떻게 만물이 되는가
1장 사물의 본성에 관하여 ─ 만물을 구성하는 원자의 비밀
2장 내 이름은 원자 ─ 원자의 프로필
3장 물질을 만드는 세 가지 방법 ─ 원자는 어떻게 만물이 되는가
물리학자에게 신이란 ─ 인간이 함께 살기 위해 만든 최고의 상상력

2 별은 어떻게 우리가 되는가
4장 물리학의 관점으로 본 지구 ─ 지구에 존재하는 대부분의 만물
5장 핵과 별 그리고 에너지의 근원 ─ 지구 에너지의 근원을 찾아서
6장 기본 입자가 빚어내는 우주의 신비 ─ 가장 작은 것은 가장 큰 것과 통한다?
물리학자에게 죽음이란 ─ 우주는 죽음으로 충만하고 우리는 원자로 영생한다

3 생명, 우주에서 피어난 경이로운 우연
7장 생물은 화학 기계다 ─ 물리학자의 눈으로 본 생명의 화학
8장 생물은 정보 처리 기계인가 ─ 사람은 사람을 낳고, 고양이는 고양이를 낳는 이유
9장 최초의 생명체와 진화 ─ 변화의 누적이 만든 기적
10장 다세포 생물에서 인간까지 ─ 지구상 생물의 장대한 역사
물리학자에게 사랑이란 ─ 필연의 우주와 궁극의 우연

4 느낌을 넘어 상상으로
11장 우리는 어떻게 호모 사피엔스가 되었는가 ─ 물리학자가 본 호모 사피엔스의 특성
12장 나는 존재한다, 더구나 생각도 한다 ─ 정보란 무엇인가
13장 느낌과 상상, 인간을 특별하게 만드는 것들 ─ 느낌에서 상상 그리고 문화로

나오는 글
부분과 전체

김상욱 경희대학교 물리학과 교수로 양자물리학을 연구하고 예술을 사랑하며 대중과 활발히 소통하는 다정한 물리학자다. 고등학생 때 양자역학에 매료되어 카이스트 물리학과에서 양자물리학 연구로 박사 학위를 받았다. 지은 책으로는 《세상이 그대를 속일지라도》 《김상욱의 양자 공부》 《떨림과 울림》 《뉴턴의 아틀리에》(공저) 등이 있다. 전문 분야에만 머무르지 않고 경계를 넘어 대중과 호흡하며 과학, 특히 양자역학을 통해 본 세상이 얼마나 놀라운지 널리 알리고 있다. 이 책에서 저자는 다시 한번 경계를 넘어 물리학자의 눈으로 본 세상 모든 것에 대해 이야기한다. 과학이 새로운 시대의 교양이 될 수 없는지 묻는 저자는 이 시도를 통해 차갑게만 느껴지던 우주가 물리학자의 시선 속에서 얼마나 따뜻할 수 있는지 보여준다.