4차원의 세계 - 초공간에서 상대성이론까지 (츠즈키 다쿠지, 2017)

책소개
‘4차원 세계’를 기존의 기하학적 분석 방법인 아닌 다른 각도에서 검토해 본다. 많은 사람들이 알고 싶어 하는 것은 4차원 공간의 기하학적 성질이란 형식론이 아니고, 정말 이 세상은 4차원인가 아닌가 하는 현실론일 것이다.

따라서 격식을 갖춘 기하학의 공식을 늘어놓는 것보다 ‘우리가 살고 있는 세계는 이렇다’는 진실을 말하는 편이 훨씬 실속이 있을 것이다. 그래서 기하학을 최소한으로 줄이고 거기에서 자연계를 상대로 하는 연구, 즉 물리학 쪽으로 방향을 돌렸다.

공간의 차원을 근본적으로 비판하는 경우에는 상대성 이론을 말하지 않을 수 없다. 이 책의 처음 세 장은 4차원의 기초지식으로서 기하학을 중요시하였으나, 나중 네 장은 이야기의 바탕이 되는 것은 상대성 원리이다. 상대성 이론에 정면으로 접근하는 것은 피하고 「차원」이란 입장을 중심으로 설명하였다.

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목차
머리말
프롤로그
1장 차원이란 무엇인가?
1차원의 세계
2차원의 세계
3차원의 세계
아키아브의 원기둥 작전
우리는 그림자를 보고 있다
달걀을 깨지 않고 노른자를 꺼내다
환상의 차원
다차원 공간의 마술

2장 4차원 공간의 성질
현세는 4차원 공간의 단면
초공간에서 교차하다
평행한 공간과 수직한 공간
4차원의 공
4차원 구가 간다
고무공의 반전
정이십면체까지만
4차원 주사위를 보기 위하여
그릴 수 없는 그림을 그리다
초정육면체의 수수깡 놀이
3차원 공간에 밀어붙인다
4차원 주사위의 전개도
4차원 정다면체

3장 휜 공간
돌아오지 않는 비행기
나팔꽃 덩굴은 몇 차원인가?
이상한 구면
휜 공간
평면기하학은 쓸모없다
곡률
가우스의 발견
말안장의 기하학
의구
제5공준의 수수께끼
비유클리드 기하학
다차원 구의 부피

4장 해프닝
정말 알고 싶은 것
기하학과 물리학의 차이
실증 없는 진리는 존재하지 않는다
사건
해프닝이 아닌 사건
정수의 수수께끼
시간은 왜 1차원인가?
공간과 시간의 차이
시간과 공간
불변량

5장 빛이란 무엇인가?
보이니까 믿는다
빛에 속도가 있는가?
하늘을 보지 않고 측정하는 광속
우주에서 가장 빠른 신호
시간에도 두께가 있다
파로서의 빛
파란 무엇인가?
에터
절대로 움직이지 않는 우주의 바다는?
마이클슨-몰리의 실험
절대론자의 억지
자연과학의 입장
양자론적인 파
태초에 광속이 있었다

6장 실재하는 4차원
길이란 무엇인가?
시간의 지연
길이의 수축
좌표변환이란 무엇인가?
드디어 4차원을 찾다
실재하는 4차원
라이트 콘
좌표가 달린다
수원과 천안에서 점심 먹다
동시는 동시가 아니다
인과율
초다시간이론

7장 비유클리드 공간
질량이란 무엇인가?
중력장의 발상
중력장의 실증
빛은 왜 휘는가?
중력은 왜 시간을 지연시키는가?
시계의 패러독스
어디서 대칭성이 깨지는가?
베르그송의 반론
검출된 중력파?
알쏭달쏭한 우주의 구조
우주의 움직임
에필로그
역자 후기

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출판사 제공 책소개

아직까지 『4차원의 세계』 이야기를
이렇게 쉽게 이해할 수 있도록 쓰인 책은 없었다!
이 책은 ‘4차원 세계’를 기존의 기하학적 분석 방법인 아닌 다른 각도에서 검토해 보고 있다. 많은 사람들이 알고 싶어 하는 것은 4차원 공간의 기하학적 성질이란 형식론이 아니고, 정말 이 세상은 4차원인가 아닌가 하는 현실론일 것이다.
따라서 격식을 갖춘 기하학의 공식을 늘어놓는 것보다 ‘우리가 살고 있는 세계는 이렇다’는 진실을 말하는 편이 훨씬 실속이 있을 것이다. 그래서 기하학을 최소한으로 줄이고 거기에서 자연계를 상대로 하는 연구, 즉 물리학 쪽으로 방향을 돌렸다.
공간의 차원을 근본적으로 비판하는 경우에는 상대성 이론을 말하지 않을 수 없다. 이 책의 처음 세 장은 4차원의 기초지식으로서 기하학을 중요시하였으나, 나중 네 장은 이야기의 바탕이 되는 것은 상대성 원리이다. 상대성 이론에 정면으로 접근하는 것은 피하고 「차원」이란 입장을 중심으로 설명하였다.

SF공상과학 영화에서의 시간 여행은 가능할까?
10대, 20대 때 우주에 대해 한번쯤 생각해 본 사람들 중 이 책을 읽어보지 않은 사람은 없을 것이다. 이 책은 수식을 거의 사용하지 않으면서도 우리가 존재하고 있는 이 세계의 구조와 우리가 인지하지 못하는 4차원의 세계를 너무도 쉽게 설명하고 있다.
『김상욱의 과학 교실』의 저자 김상욱(부산대) 교수도 고등학교 때 전파과학사의 『양자역학의 세계』와 『4차원의 세계』를 읽고 물리학자의 꿈을 가지게 되었다고 밝혔다.(미디어 오늘, 2016.07.04.)
이 책이 지금까지 과학 분야의 스테디셀러로 꾸준히 사랑받고 있는 이유가 여기에 있다. 분명 천재가 아닌 당신도 아인슈타인이 말하고 있는 상대성 이론을 이해할 수 있을 것이다.