세계를 바꾼 17가지 방정식 : 위대한 방정식에 담긴 영감과 통찰

17 Equations That Changed the World

세계를 바꾼 17가지 방정식 ｜ 이언 스튜어트 ｜ 김지선 옮김

위대한 방정식에 담긴 영감과 통찰

‘통찰의 시대’에 주목해야 할 필수 교양! 위대한 방정식의 세계

자연 법칙에 대한 우리의 가장 위대한 통찰은 방정식의 형태일 것이고, 우리는 방정식을 이해하고 알아보는 법을 배워야 할 것이다. 방정식들은 지금까지 세계를 진정으로 바꾸어 왔다. 그리고 이후에도 계속 그럴 것이다. ― 본문에서

새로운 시대의 필수 교양으로 수학이 주목받고 있습니다. 특히 자연과 우주의 본질을 여러 변수 사이의 간단명료한 관계로 풀어내는 수학 방정식은 통찰의 시대에 필요한 창의적․논리적 사고를 개발하는 데 매우 유용합니다. 하지만 수학 전공자라도 수학 방정식을 이해하고 즐기기란 쉽지 않습니다. 더욱이 오랫동안 수학과 담을 쌓아 온 사람들에게 수학 방정식은 두렵고 지루한 존재일지도 모릅니다.

『세계를 바꾼 17가지 방정식: 위대한 방정식에 담긴 영감과 통찰(17 Equations That Changed the World)』은 기술의 발전과 패러다임의 도약을 이끌며 인류 역사의 경로를 바꾼 17개의 수학 방정식을 엄선하여 소개하는 흥미진진한 수학책입니다. 저자인 이언 스튜어트가 간결한 개념 정리와 풍성한 이야기로 각 수학 방정식의 정수를 모아 한 권의 책에 담아냈습니다.

과학 기술 문명과 정신문화의 발전을 이끈 

17가지 수학 방정식

방정식은 바깥 세계에 있는 심오한 패턴들을 나타낸 모형이다. 방정식의 가치를 제대로 알고 방정식이 들려주는 이야기들을 읽는 법을 배우면, 우리 주변 세계의 중요한 특성들을 깨달을 수 있다. ―본문에서

피타고라스 방정식부터 블랙-숄스 방정식까지, 『세계를 바꾼 17가지 방정식』에는 인류 역사에서 가장 중추적인 역할을 한 17가지 수학 방정식이 등장합니다.

수학 방정식은 자연과 우주를 이해하는 우리의 세계관을 혁신적으로 바꾸었습니다. 갈릴레오 갈릴레이가 “자연은 수학의 언어로 쓰여 있다.”라고 말한 것처럼, 쉽게 눈으로 보거나 상상할 수 없는 자연의 법칙과 원리가 수학 방정식을 통해 명쾌하게 이해할 수 있습니다. 예를 들어 피타고라스 정리를 활용하면 우리는 우주 밖으로 나가지 않고도 지구가 둥글다는 것을 추론해 낼 수 있습니다. 또한 뉴턴의 중력 법칙을 활용해 중력이 만드는 태양계의 지형도를 그려 볼 수도 있습니다.

수학 방정식은 문제 해결의 돌파구를 제공하며 수학과 과학의 영역을 확장시켰습니다. 엄청나게 큰 수를 정량적으로 다룰 수 있는 로그나 끊임없이 변하는 자연을 분석할 수 있게 해 주는 미적분은 과학 혁명을 이끈 중요한 개념적 도구들이었습니다. 허수를 도입하자 복잡하고 어려운 수학 문제들이 마법처럼 풀렸습니다. 또한 오일러의 다면체 공식은 신비로운 위상 수학의 시작을 알렸습니다.

우주가 지닌 비밀스러운 패턴, 즉 자연법칙을 밝혔을 뿐만 아니라 그 법칙들을 정확히 나타내고 결과를 추론할 수 있는 수학적 도구까지 내놓았다. 세계의 시스템은 수학적이었다. ― 본문에서

뿐만 아니라, 수학 방정식은 사고의 지평을 넓히며 인류를 새로운 세계로 이끌었습니다. 우주의 엔트로피는 증가한다는 열역학 제2법칙은 열기관의 효율성 같은 실용적 차원을 넘어서, 타임머신과 시간 여행 같은 상상력을 자극하며 신비로운 철학적 난제를 열어젖혔습니다. 카오스 이론은 단순한 원인이 복잡한 결과를 낳을 수 있으며 복잡한 결과가 반드시 복잡한 원인을 가지는 것이 아니라는 사실을 보여 주며 과학계에 큰 반향을 일으켰습니다.

물론 오늘날의 세계를 만드는 데에는 훨씬 더 많은 것들이 필요했겠지만, 이 책에 등장하는 17가지 방정식들이 중추적인 역할을 했음은 분명합니다. 때로는 순수한 호기심에서, 때로는 실질적 필요에 의해서, 때로는 의도치 않은 우연에 의해서 만들어진 수학 방정식들이 과학 기술의 발전과 패러다임의 변화를 이끌며 세계를 혁신적으로 바꾸었습니다.

수학에 도전하는 당신을 위한 최고의 수학 길잡이!

방정식은 수천 년도 더 전부터 인간 문명의 원동력이었다. 인류 역사상 방정식들은 사회 전반에 영향력을 행사해 왔다. 현장 뒤에 숨어 있어 설령 사람들이 알아차리지 못했을지라도 분명 그 영향력은 계속 그 자리에 있었다. 이 책은 17가지 방정식을 통해서 인류의 정신이 날개를 펴는 이야기이다. ― 본문에서

수학은 어렵습니다. 특히 대수학의 정수라고 할 수 있는 수학 방정식은 더더욱 어렵습니다. 하지만 수학 방정식의 진정한 가치와 아름다움은 복잡한 수식과 계산이 아니라, 그 이면에 숨어 있는 영감과 통찰에 있습니다. 수학 방정식은 우주와 자연 속의 신비를 밝히고, 보이지 않게 문명을 움직인 원동력이었습니다. 

과학 기술의 발전과 사고의 혁신을 이끌며 새로운 시대를 열어젖힌 수학 방정식은  문명의 기둥이자 과학의 뿌리였습니다. 『세계를 바꾼 17가지 방정식』은 수학 방정식이 들려주는 위대한 영감과 통찰의 순간들로 독자를 안내합니다. 무엇보다도 『세계를 바꾼 17가지 방정식』은 독자들을 수학의 진정한 매력 속으로 이끄는 훌륭한 길잡이가 되어 줄 것입니다. 

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차례

추천의 말: 흥미진진한 방정식의 세계 7

머리말: 왜 방정식인가? 11

1 우주를 측량하다: 피타고라스 정리 19

2 곱셈을 덧셈으로 바꾸는 마법: 로그 49

3 현대 과학의 나사돌리개: 미적분 71

4 태양계의 숨겨진 구조: 뉴턴의 중력 법칙 99

5 오일러의 아름다운 선물: -1의 제곱근 129

6 세상의 모든 매듭: 오일러의 다면체 공식 153

7 우연에도 패턴이 있다: 정규 분포 181

8 조화로운 진동: 파동 방정식 217

9 디지털 시대의 주역: 푸리에 변환 245

10 하늘을 지배하는 공식: 나비에-스토크스 방정식 269

11 빛은 전자기파다: 맥스웰 방정식 289

12 무질서는 증가한다: 열역학 제2법칙 311

13 우주의 탄생과 진화: 상대성 이론 345

14 괴상한 양자 세계: 슈뢰딩거 방정식 387

15 통신 혁명: 정보 이론 419

16 자연은 균형 상태라는 환상: 카오스 이론 449

17 황금의 손: 블랙-숄스 방정식 467

맺음말: 다음은 어디로? 499

저자 정보

이언 스튜어트 Ian Stewart

영국 수학자이자 대중 과학 저술가. 급변(Catastrophe) 이론의 개척자로 이름을 높인 그는 케임브리지 대학교에서 수학을 전공하고 워릭 대학교에서 박사 학위를 받았다. 1995년 영국왕립학회에서 대중 과학에 기여한 이에게 수여하는 마이클 페러데이 상을 받았고, 2002년 미국과학진흥회가 수여하는 과학 대중화 공로상을 받았다. 현재 워릭 대학교 수학과 교수이자 왕립 학회 특별 회원으로 있으며 모든 사람들이 자신처럼 수학을 즐길 날을 꿈꾸고 있다. 지은 책으로는 『미래의 수학자에게』, 『자연의 패턴』, 『눈송이는 어떤 모양이지?』, 『자연의 수학적 본성』, 『생명의 수학』, 『미로 속의 암소』 등 다수가 있다.

옮긴이 김지선

서울에서 태어나 대학 영문학과를 졸업하고 출판사 편집자로 근무했다. 현재 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 『나는 자연에 투자한다』, 『수학의 파노라마』, 『필립 볼의 형태학 3부작: 흐름』, 『희망의 자연』, 『기사도에서 테러리즘까지: 전쟁과 남성성의 변화』, 『오만과 편견』, 『반대자의 초상』, 『엠마』 등이 있다.

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