과학의 개념어들

"과학 영역을 넘나들며 개념어의 경계를 허물다!"
물리학, 화학, 생명과학의 새로운 만남과 연결

★ 과학 개념을 총체적으로 이해하기 위한 필수 교양서
온오프라인의 다양한 매체를 통해 과학에 관한 지식이 대중화되고 있다. 그렇지만 많은 내용이 부분적으로 조각난 개념의 지식이나 정보이기 때문에 이러한 수준을 넘어 통합적 측면의 통찰을 얻기는 힘든 경우가 많다.
이 책의 세 집필자는 기존 과학 교양서의 틀을 벗어나기 위해, 전통적 학제 간 영역에 얽매이지 않고 물리학, 화학, 생명과학의 영역을 넘나들었다. 물리학, 화학, 생명과학은 독립적인 학문이 아니라 서로 밀접한 관계를 맺고 있기 때문이다. 따라서 이들의 관계에 관심을 기울이고 종합적으로 접근하면 과학을 보는 눈이 한층 넓어질 수 있을 것이다.

★ 에너지부터 DNA 복제, 양자 정보 등 고전역학부터 첨단 과학의 개념까지 꿰뚫다
총 16장에 약 440개에 이르는 개념어가 등장하는 이 책은 단순히 사전처럼 용어 뜻만 설명하지 않고 관련 주제에 관해 물리학, 화학, 생명과학의 관점을 공유하며 서술한다.
예를 들어 생명과학 측면에서 '생체분자'라는 개념을 언급하며 탄수화물, 단백질, 핵산 등을 설명하면, 물리학 측면에서 생체분자의 구조를 규명한 엑스선회절을 설명한다. 그리고 화학은 엑스선회절 분석을 위한 생체분자의 결정화에 관심을 두고 이해의 범위를 더욱 확장한다.
한편으로는 고대 그리스 철학자들이 주장한 자연철학부터 현대의 양자 중첩과 나노 분자 기계에 이르는 과학사의 차원에도 개념을 위치시키며 의미를 설명한다. 따라서 단편적 지식이 아니라 과학의 여러 학제를 아우르고 과학사에서 차지하는 위치까지 통합적으로 가늠하며 과학 개념을 이해할 수 있다.
즉, 과학의 근본적 물음이었던 에너지와 물질 그리고 생명에 대한 탐구로부터 형성되어온 여러 자연법칙의 모습, 고전역학에서 양자역학에 이르는 과정에서 나타난 개념들을 접할 수 있다. 그 개념들의 스펙트럼은 물리학과 화학, 생명과학에서 다루는 에너지와 생명현상, 수많은 화학반응과 생체분자, 대사, 물, 엔트로피 및 양자역학적 현상 등으로 모두 언급하기 힘들 정도로 폭넓다.
이 책을 통해 독자는 이미 드러나 있는 과학의 경계를 더욱 확장, 탐색하거나 하나의 세부 내용을 심층부까지 파고들어 새로운 확장과 연결을 이어가는 계기를 마련할 수 있다. 그럼으로써 과학 이해의 경계를 한층 더 넓히고 나아가 과학을 새로이 탐색할 수 있을 것이다.

머리말
1 에너지, 화학반응
2 엔트로피, 화학반응의 자발성, 깁스 자유에너지
3 원소, 원자, 주사 터널링 현미경, 양자 터널링
4 생체분자, 엑스선회절 분석법, 이중 슬릿 간섭
5 고분자, 배위 고분자, 금속 유기 골격체
6 산·염기, 완충용액, 지시약, 극한 환경 생물
7 산화·환원 반응
8 화학전지, 2차 전지, 생물 연료전지
9 세포막, 막전위, 활동전위
10 물
11 탄소순환
12 물질대사, 효소, 촉매, 활성화 에너지
13 광합성, 양자 결맞음, 양자 얽힘, 양자생물학, 인공 광합성
14 발효, 세포호흡, 프로바이오틱스, ATP 에너지 수송, 화학결합, 분자 기계
15 DNA 복제, 생명 복제, 배아 줄기세포, 양자 정보, 양자 복제 불가능성
16 암세포, 종양 유전자, 종양 억제 유전자, 암 치료, 방사선치료, 발암물질, 항암제
참고문헌
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김현벽 물리학
카이스트(KAIST) 물리학과를 졸업하고 같은 대학원에서 입자물리학 및 우주론에 관한 연구로 박사 학위를 받았다. 삼성전자 반도체연구소 차세대 메모리 개발 부서에서 연구했다. 2010년부터 카이스트 부설 한국과학영재학교 전임교원으로 과학영재들을 가르치고 있다. 공저로 《어린이를 위한 과학 개념어 100》, 《스토리 물리학》이 있다.