20세기 이후 과학이 밝혀낸 놀라운 사실 중 하나는 우주를 구성하는 기초 재료인 원자들의 세계는 뉴턴 물리학을 이루는 질서와 법칙이 아니라, 우연과 확률이 지배한다는 점이다. 우리를 비롯한 모든 것은 분명 원자로 이루어져 있고 이렇게 명확한데, 정작 원자는 명확히 정해진 존재가 아니라니!
《혼돈의 물리학》은 무질서와 불확실성, 우연이 질서와 규칙, 필연과 어우러져 만들어내는 현실 세계의 모습을 현대 과학의 새로운 패러다임 ‘복잡계 과학’에 기초하여 이야기한다. 이 책은 그동안 주목할 가치로 여겨지지 않았던 ‘혼돈’이, 질서와 규칙, 필연과 만나 물질과 세계가 탄생한다는 하나의 주제를 가지고 물리학과 수학, 생물학, 인문·사회과학의 다양한 성과를 가로지른다.
과학적 지식 전달에 치중하는 여타의 과학 도서들과 달리 《혼돈의 물리학》은 과학을 통해 세계와 인간의 관계를 통찰하고, 진정으로 건강한 우리의 삶은 동서양의 생명관이 어우러져야 가능하다는 메시지를 전한다. 그럼으로써 과학을 지식의 영역을 넘어 삶과 세상을 대하는 태도로 확장시킨다.

연구실뿐 아니라 생명을 일구는 들녘에서, 그리고 달리는 고속버스 안에서 시간을 많이 보내는 물리학자다. 20세기까지는 몇몇 동료들과 함께 이론물리학의 기초적인 문제들을 탐구하는 것을 최대 가치로 여기며 대부분의 시간을 연구실과 강의실에서 보냈다. 그러나 대전환기인 21세기에 자본주의의 중심부인 미국에서 세상의 갖가지 문제들을 목격하면서 자본주의를 극복하고 자연과 인간이 서로 공생하는 건강한 세계를 만드는 데 미력이나마 바치기로 결심했다. 지금은 자연에 더 다가갈 수 있는 농촌에 살면서 물리학을 디딤돌삼아 삶과 학문이 조화를 이루며 자유로운 개인들이 공감하고 협력하는 대안대학 공간을 만드는 일에 전념하고 있다. 어렵고 딱딱한 물리학이 사실은 매우 재미있는 학문일 뿐 아니라 우리의 삶과 밀접한 관계가 있으며, 대안사회를 만드는 데 매우 중요한 학문임을 대안대학 학생들과 시민들에게 소개하고, 스스로도 차가운 머리뿐 아니라 뜨거운 가슴으로 세계를 이해하고 또 변화시키는 데 작은 힘을 보태고 있다.
고려대학교 물리학과를 졸업하고 동대학원에서 통계물리학으로 박사학위를 받은 후 서남대학교 교수가 되었지만, 사직한 후 미국 일리노이대학교(어바나-샴페인) 앤소니 레겟Anthony Leggett(2003년 노벨물리학상 수상) 그룹에서 3년간 방문연구원으로 활동했다. 귀국한 후에는 우리나라 최초의 대안대학인 함양의 녹색대학교에 합류했다. 학생들을 가르치면서 농사를 짓고, 물리학뿐 아니라 동양고전, 철학, 생태에 대해 공부하고 있으며, 전북대학교에서 강의를 한다. 그리고 2015년 서울에서 개교한 지식순환협동조합(지순협) 대안대학에 참여하고 있다.
녹색대학교에서는 기초교양과정을 담당하면서 ‘물질과 생명’, ‘천지인’, ‘대안문명의 탐색’ 등을 강의했고, 지순협 대안대학에서는 ‘물질과 우주’, ‘엔트로피와 생명’, ‘지구적 위기와 적녹보라 패러다임’ 등의 강의를 진행하고 있으며, ‘생명, 혼돈의 가장자리에서’ 등 일반인들을 대상으로 여러 차례 대중강의를 진행했다.

추천사
머리말

1장 유리수와 무리수
유리수, 피타고라스가 생각한 우주의 본질
있으면 안 되는 수, 무리수 발견
무리수가 많을까, 유리수가 많을까
실수 안 무리수의 역할
완전을 꿈꾸지만 불완전한 수학 체계

2장 양자역학-새로운 물결
빛은 파동이다
파동이면서 입자인 빛과 물질의 이중성
전자로 한 이중슬릿 실험
기괴한 코펜하겐 해석
전자가 원자 안 어딘가에 있을 확률
인간 지식의 한계를 보여주는 불확정성 원리
미시 세계가 일상 세계와 다른 이유
아인슈타인의 반격
EPR 문제를 검증할 벨의 정리와 실험적 입증
양자역학에 관한 또 다른 해석들
예술과 양자역학
이 장을 맺으며

3장 카오스와 코스모스
주기 배가, 카오스에 이르는 과정
나비효과, 작은 차이가 불러온 엄청난 결말
파이겐바움 상수, 카오스의 또 다른 공통점
카오스와 프랙털
정수가 아닌 소수의 차원, 프랙털 차원
어디에나 있는 프랙털 구조
이상한 끌개
카오스의 기원과 확장

4장 데모크리토스와 에피쿠로스
데모크리토스의 원자론
에피쿠로스와 루크레티우스의 원자론
맑스와 에피쿠로스가 만나는 지점
데모크리토스와 뉴턴 물리학의 결정론적 세계관
시스템의 변화를 예측하는 통계역학
무질서 속 질서와 복잡계 과학
거듭제곱 법칙, 복잡계의 보편성

5장 생명
물리학자 슈뢰딩거의 고민
생명은 우아한 비주기적 결정
음의 엔트로피
슈뢰딩거의 한계
생명에서 DNA가 하는 일
DNA 복제와 단백질 합성
실수에 대비한 안전장치
상호 연결이 만들어내는 뇌와 의식의 창발
생명과 거듭제곱 법칙
생명의 또 다른 정의, 온생명
가이아와 온생명
복잡계 과학과 동양의 생명철학이 만나는 지점
동양과 서양의 생명관이 어우러져야 할 이유

6장 진화
생명의 탄생
진화론의 긴 역사
라마르크와 할아버지 다윈
다윈의 진화론
역사에는 목적지가 없다
진화론이 확인되다
다양성의 원천은 우연이다
진화론의 새로운 종합, 이보디보
진화의 핵심은 협력이다

맺음말