세계적인 물 과학자, 제럴드 폴락이 들려주는 물의 네 가지 상
얼음, 물, 수증기에 배타 구역이라는 개념을 추가해
물 분자의 상호작용에 대한 새로운 학설을 제시하다
우리는 물이 고체인 얼음, 액체인 물, 기체인 수증기 이렇게 세 가지 상으로 존재한다고 알고 있다. 하지만 이 세 가지 상만으로는 다양한 물의 현상을 만족스럽게 설명할 수 없다. 이에 물 과학자 제럴드 폴락(Gerald H. Pollack)은 고체와 액체의 중간 형태인 ‘배타 구역(exclusion zone)’이라는 네 번째 상을 제시한다. 폴락은 『물의 과학: 물의 궁극적 실체를 밝히는 과학 여행』에서 물의 네 번째 상인 배타 구역을 소개하고, 배타 구역이라는 개념을 적용해 그동안 미제로 남아 있던 물의 다양한 현상들을 과학적으로 설명한다.
저자 폴락은 물의 네 번째 상인 배타 구역을 도입하여 ‘물은 100미터가 넘는 나무 속을 어떻게 이동할 수 있을까? 파도는 어떻게 지구 몇 바퀴의 거리를 돌 수 있을까? 99퍼센트 이상이 물로 된 푸딩은 어떻게 흐르지 않고 뭉쳐 있는 걸까?’와 같이 지금껏 명확하게 밝혀지지 않았던 물에 관한 궁금증을 해결해준다. 그 밖에도 관절이 삐걱거리지 않는 이유, 얼음에서 스케이트를 탈 수 있는 이유, 이집트인들이 피라미드 건설에 필요한 거대한 바위를 자르는 과정, 나무뿌리가 콘크리트 인도를 부수는 과정, 견과류에 들어 있는 배아가 딱딱한 껍질을 깨고 나오는 과정 등을 배타 구역이 형성될 때 방출되는 양성자의 힘 등을 알려준다. 이처럼 우리가 일상생활에서 흔하게 접하는 물에 대한 현상들을 배타 구역이라는 새로운 개념을 통해 쉽고 재미있게 설명해주고 있다.
폴락은 배타 구역이라는 개념이 낯설 독자들을 위해 일러스트, 사진, 그래프, 동영상 링크 등을 가득 실어 시각적 이해를 도모했다. 일러스트과 사진을 통해 동료들과 직접 수행한 실험의 도구와 방식을 자세히 소개했다. 독자들이 실험 결과를 직접 분석해볼 수 있도록 pH 색상 막대, 적외선 사진, 그래프 등을 그대로 실었다. 책은 물 분자를 다루는 화학 분야의 책인데도 불구하고 복잡한 화학식이나 공식을 넣지 않아 기존에 과학 지식이 없는 독자들도 수월하게 읽을 수 있다.
물 연구와 근육의 수축 및 운동에 관한 연구 분야를 이끄는 세계적인 학자이다. 1968년 펜실베이니아대학에서 박사 학위를 받았고 워싱턴대학 생물공학과 교수이다. 과학 저널 [워터Water]의 창립자이자 편집자이다. 폴락 박사는 2008년 워싱턴대학 교수회가 뽑은 그해 가장 뛰어난 과학자로 선정되어 최우수 교육상을 받았다. 또 2012년 분산계 열역학 분야의 프리고진Prigogine 메달을 수상했다. 러시아 예카테린부르크 우랄 주립대학에서 명예박사 학위를 받았으며, 최근에는 러시아 국립과학협회 및 살프스카재외과학자협회 명예교수로 발탁되었다. 그의 관심사는 근육 생리학, 생물학적 운동, 세포 생물학, 생물학적 계면 그리고 물의 상호작용 등 매우 다양하다. 『근육과 분자: 생물체의 운동 원리Muscles and Molecules: Uncovering the Principles of Biological Motion』라는 책으로 미국 기술자협회 최우수상을 받았고, 『진화하는 물Cells, Gels and the Engines of Life: A New Unifying Approach to Cell Function』과 『물의 과학: 물의 궁극적 실체를 밝히는 과학 여행The Fourth Phase of Water: Beyond Solid, Liquid, and Vapor』으로 같은 협회에서 특별상을 받았다. 제럴드 폴락 박사는 패기 넘치는 웅변가이자 과학자로 전 세계적으로 알려져 있으며, 실재와 일치하지 않는 오랜 도그마와 힘겨운 싸움을 이어가고 있다.
옮긴이의 글
감사의 글
서문
물의 세계를 탐험하기 위한 길라잡이
제1부 물의 탐험
1장 미스터리에 둘러싸여
2장 물의 사회적 행동
3장 계면에 존재하는 물의 수수께끼
제2부 물의 숨겨진 진실
4장 물의 네 번째 상이란?
5장 물로 만든 배터리
6장 물 배터리 충전하기
7장 물, 자연의 엔진
제3부 물을 움직이는 것이 세계를 움직인다
8장 보편적인 인력
9장 브라운 운동
10장 열과 온도
11장 삼투와 확산
제4부 자연에서의 물의 형상
12장 양성자와 결합한 물의 힘
13장 물방울과 기포
14장 기포의 탄생
15장 증발의 원리
16장 켜켜이 쌓인 수면 구조
17장 따뜻한 채로 얼리기
제5부 지상의 미스터리를 풀다
18장 자연의 숨겨진 법칙
참고문헌
도판 저작권
용어 설명
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