공학이 일상으로 오기까지

초보 공학자를 위한
레벨 업 가이드

공학은 우리 삶 어디에나 있다. 이 책 역시 수없이 많은 기술과 엔지니어의 손을 거쳐 만들어졌다. 통신 기술을 활용해 원서를 수입하고, 컴퓨터를 활용해 책을 디자인한 뒤 엔지니어들이 개발한 종이와 잉크, 인쇄 기계로 제작되었다. 마지막으로 이 책과 글이 여러분에게 가닿기 위해서는 통신 및 운반 기술이 필요할 것이다.
그러나 공학이 꼭 이렇게 복잡한 기계를 사용하는 것만은 아니다. 공학은 아주 사소한 사물, 예를 들어 빗자루에도 적용된다. 빗자루의 원리는 세게 누르는 힘을 멀리 휩쓰는 동작으로 변환시켜 사물을 옮기는 것, 즉 지렛대의 원리를 활용한다. 이처럼 우리의 삶은 공학의 산물이라고 할 수 있다.
이 책은 당연하게 느껴왔던 일상을 구성하는 공학의 여러 분야를 소개하고 대표적인 발명품, 그 원리와 비하인드 등을 유쾌하게 설명하고 있다. 이공계열 진학 및 진로를 선택한 병아리 공학자들의 흥미를 돋워줄 수 있으며 그들이 꿈을 이루는 데 격려와 응원을 아끼지 않는 발돋움이 되어줄 것이다.

공학을 가장 간단하게 설명해 줄
10가지 주제

〈1장. 공학이란 무엇일까?〉에서는 먼저 공학의 개념과 기초를 비롯해 공학자가 되기 위해 갖춰야 할 자질에는 무엇이 있는지 알아본다. 〈2장. 공학의 과학〉에서는 공학에 적용되는 수학 및 과학 개념을 훑어본다. 공학은 과학과 수학을 응용하여 이루어지므로 2장의 내용을 공부함으로써 이어질 내용에 대비해 볼 수 있다.
〈3장. 건축〉에서는 건축의 역사와 건축에 사용되는 기계, 현대 건축물의 구조와 원리 등을 알아본다. 〈4장. 동력과 과학〉에서는 기술을 실현 가능케 하는 에너지의 종류와 에너지의 발생 원리를 설명한다. 또한 오염이 덜한 에너지 자원의 종류를 알아보며 이 책을 읽을 초보 공학자들에게 지속 가능한 발전이라는 방향을 제시한다. 〈5장. 운송 수단〉에서는 지구촌화를 이끈 여러 교통수단의 유래와 구조를 알아본다. 배가 발명되며 바다를 건너가 다른 나라와 교류할 수 있게 되었듯 우주를 여행하는 우주선을 개발함으로써 다른 행성을 탐사할 수 있게 될지도 모른다. 5장에서는 인류의 최대 목표라 할 수 있는 우주여행에 대한 논의 역시 다룬다. 〈6장. 기계〉는 우리 삶을 편리하게 하는 사물의 기본 원리와 구조를 설명한다. 6장을 주의 깊게 읽고 주변을 관찰한다면 평소에는 눈치챌 수 없었던 공학 기술을 발견하게 될지도 모른다.
〈7장. 화학 공학〉에서는 만물을 이루는 원자와 같은 요소의 특징 및 결합과 그를 통해 발전된 현대의 기술을 살펴본다. 또한 이를 통해 지구에 닥친 환경 오염 문제, 스포츠 공학의 불공정성 등을 짚어본다. 〈8장. 생명 공학〉은 우리를 더욱 건강하게 살게끔 도와주는 의료 기술과 유전자 조작 등의 예시를 소개한다.
〈9장. 통신〉에서는 현재 가장 소중한 기술인 통신 기술의 역사와 발전을 살펴본다. 〈10장. 미래의 공학〉에서는 아직 실현되지는 않았지만 수많은 엔지니어가 힘을 합쳐 개발 중인 미래 기술을 소개한다. 여기에는 화성으로 인류의 거주지를 옮기는 프로젝트, 히어로 영화에서나 볼 수 있었던 나노 기술 등이 포함되어 있다.
마지막으로 〈기술 연대표〉에서는 기원전부터 현재까지 핵심적인 발명의 타임라인을 제공한다.

머리말ㆍ6
책 소개ㆍ8

1장ㆍ공학이란 무엇일까?
1.1 발견과 발명ㆍ12
1.2 공학자의 자질ㆍ14
1.3 공학의 경제학ㆍ18
1.4 위험과 안전ㆍ20
1.5 엔지니어란?ㆍ24
1.6 측정ㆍ28
… 퀴즈ㆍ30

2장ㆍ공학의 과학
2.1 과학에서 공학으로ㆍ34
2.2 숫자의 공학ㆍ36
2.3 과학에 사용되는 공학ㆍ38
2.4 미는 힘과 당기는 힘ㆍ40
2.5 사물을 구성하는 아주 작은 요소들ㆍ44
2.6 에너지의 균형ㆍ48
… 퀴즈ㆍ52

3장ㆍ건축
3.1 고대의 건축ㆍ56
3.2 고도의 제한ㆍ58
3.3 다리를 건설하기ㆍ62
3.4 깊게 땅 파기ㆍ66
3.5 다른 세계에 정착하기ㆍ68
… 퀴즈ㆍ70

4장ㆍ동력과 공학
4.1 에너지원ㆍ74
4.2 전기ㆍ78
4.3 발전ㆍ82
4.4 국가 단위의 발전ㆍ84
4.5 친환경ㆍ86
… 퀴즈ㆍ88

5장ㆍ운송 수단
5.1 운송ㆍ92
5.2 개인용 운송 수단ㆍ94
5.3 대중교통ㆍ96
5.4 배와 잠수함ㆍ98
5.5 비행기ㆍ100
5.6 우주와 우주 너머로ㆍ102
5.7 미래의 교통수단ㆍ106
… 퀴즈ㆍ108

6장ㆍ기계
6.1 간단한 기계ㆍ112
6.2 동력으로 작동하는 기계ㆍ114
6.3 시간 측정ㆍ116
6.4 로봇 공학ㆍ118
6.5 지능형 기계ㆍ120
6.6 양자 컴퓨팅ㆍ122
6.7 멋진 기술ㆍ124
… 퀴즈ㆍ126

7장ㆍ화학 공학
7.1 연금술, 마법인가 공학인가?ㆍ130
7.2 시대별 제련 방식ㆍ132
7.3 반사와 어둠ㆍ136
7.4 플라스틱 문제ㆍ138
7.5 비료ㆍ142
7.6 공학과 스포츠ㆍ144
… 퀴즈ㆍ146

8장ㆍ생명 공학
8.1 제약 공학ㆍ150
8.2 심장의 공학ㆍ152
8.3 피부 아래에는 무엇이 있을까?ㆍ154
8.4 신체를 구성하는 요소ㆍ156
8.5 장기는 어떻게 자랄까?ㆍ158
8.6 실험실에서 잉태된 생명ㆍ160
8.7 유전자 조작ㆍ162
8.8 주방 안의 공학ㆍ164
… 퀴즈ㆍ166

9장ㆍ통신
9.1 통신의 역사ㆍ170
9.2 파동을 통한 통신ㆍ172
9.3 디지털화ㆍ174
9.4 데이터의 세계ㆍ176
… 퀴즈ㆍ178

10장ㆍ미래의 공학
10.1 별을 향하여ㆍ182
10.2 소행성의 공학ㆍ186
10.3 더 작은 것들ㆍ188
10.4 새로운 세상 만들기ㆍ190
10.5 불가능한 공학적 주제ㆍ194
… 퀴즈ㆍ196

기술 연대표
큰 영향을 미친 발명품ㆍ200
연대표: 기원전 1만 년~ 서기 1500년ㆍ202
연대표: 서기 1500 ~ 1900년ㆍ204
연대표: 서기 1900 ~ 2000ㆍ206
연대표: 21세기ㆍ208

정답ㆍ211
용어 사전ㆍ220

마이클 맥레이 (Michael McRae)

마이클 맥레이는 인기 있는 온라인 뉴스 서비스 〈사이언스 얼러트ScienceAlert〉의 작가로 10년 넘게 과학에 관한 글을 쓰고 있다. 또한 다양한 조직을 위한 교육 자료, 뉴스 아이템, 박물관 전시물을 정기적으로 만들고 있다. 이 밖에도 호주 정부, 호주 박물관과 일하는 등 활발하게 활동하고 있다.