학부모를 위한 과학 책 : 책 예고편 : '차원이란 무엇인가?'

 

 책 소개합니다.

 '차원이라 무엇인가?'(Newton HIGHLIGHT, 강금희 역, (주)뉴턴코리아, 2009)

 

'제 5의 차원', 그게 어떻게 가능해?

 

 TV 연예 오락 프로그램에서 특이한 행동을 하는 연예인을 보고 가끔 '4차원'이라고 얘기하더라고요. 그런데 "차원이 뭐야?"라는 아이의 질문에 잘 대답하실 자신 있으신가요? 어린이 과학책에서 '10차원'이란 단어를 보고 "이게 어떻게 가능해?"라고 물으면 또 어떻게 대답하실 건가요?

 

 이런 경우에 이 책을 펼쳐서 아이와 함께 읽어보시기 바랍니다.

 

 뉴턴 하이라이트 시리즈 중의 한 권이고, 얇고 그림이 대부분인 책입니다. 사실 이 책의 가치는 그림에 있습니다. 그림으로 어려운 개념을 쉽게 설명하고 있으니까요.

 

 우리가 인식할 수 있는 공간은 3차원이라고 합니다. 그런데 요즘 과학 관련 뉴스를 보면 10차원도 언급됩니다. 어떻게 가능할까요?

 

 먼저 '차원'에 대한 정의가 필요하겠지요. 이 책에는 이렇게 나와 있습니다.

데카르트식으로 말하면 차원은 '한 점의 위치를 정하기 위해 필요한 수치의 개수'로 정의할 수 있다.(차원이라 무엇인가, (Newton HIGHLIGHT, 강금희 역, (주)뉴턴코리아, 10쪽)

 

 우리가 사는 공간의 한 점의 위치를 정하는 데에는 가로, 세로, 높이의 세 가지 수치가 필요하니까, 우리는 3차원 공간에 사는 것이지요. 여기에다 시간 차원까지 더하면, 우리는 4차원 시공간에 있는 셈이고요.

 

 그런데 과학자들은 그게 다가 아니라고 하네요.

 '제 5의 차원은 이 우주의 어디에 있을까?'
 아인슈타인이 던진 의문에 대해 1926년 스웨덴의 이론 물리학자 오스카르 클라인(1894~1977)은 다음과 같은 아이디어를 내놓았다.
 "제5의 차원은 3차원 공간의 각 점에서 작게 뭉쳐져 들어가 있다. 그 크기가 너무나도 작기 때문에 누구도 그 존재를 알아차리지 못한다."(앞의 책, 86쪽)

 

 '3차원 공간의 각 점에서 작게 뭉쳐져 들어가 있다.', 이것은 무슨 의미일까요? 이 책에서는 그림과 함께 이렇게 설명합니다.

 멀리서 가느다란 막대를 쳐다보았다고 하자. 그때 막대는 1차원의 세계(선)로 보일 것이다. ······ 
 그러나 그 막대를 가까이서 보니, 막대 위를 개미가 기어가고 있었다. 개미는 막대의 앞뒤로 움직일 뿐 아니라 막대의 주위를 빙그르 돌 수도 있다. '막대의 주위'란 막대를 둥글게 잘랐을 때 단면의 원둘레 방향이라는 뜻이다. 즉 개미에게 막대의 표면은 1차원이 아니라 2차원의 세계인 것이다.(앞의 책, 84)

 

 그렇다면 과연 우리는 몇 차원의 시공간에 살고 있는 것일까요? 특수 상대성이론, 초끈이론에서의 차원에 관한 이야기도 그림과 함께 나옵니다.

 

 

 이런 내용을 보면 호기심 많은 아이들의 질문이 이어지겠지요? 다행스럽게도 책 중간 중간에 칼럼이나 Q&A가 나와 이런 걱정을 약간은 들어주기도 합니다.

 

 예를 들면 이런 것들이지요.

"1차원과 2차원의 중간에는 무엇이 있을까?",

"시간은 왜 1차원밖에 없을까?" ······

 

 아이의 질문이 아니더라도, '차원'이 무엇인지 궁금하지 않으신가요? 가볍게 한번 읽어보시기 바랍니다.