“만유인력은 내가 안드로메다를 잡아당기는 힘이고, 안드로메다의 티끌이 나를 잡아당기는 힘이에요. 이 법칙은 우주 어느 한 곳, 한 물체에도 예외 없이 적용돼요. 여기에 대해 질문 있나요?”

‘현대물리학과 인간사고의 변혁’ 수업이 진행 중인 14일 오전11시 종합과학관 B동 151호. 김찬주 교수(물리학과)는 한 이론에 대한 설명을 끝낸 뒤 습관적으로 “질문이 있나요?”라고 물었다. 학생들은 김 교수의 말이 끝나기 무섭게 강의실 이곳저곳에서 손을 들고 ‘만유인력이 무중력 공간에서도 적용되는지’, ‘거리에 상관없이 만유인력의 정도가 같은지’ 등을 질문했다. 그는 열 개도 넘게 이어지는 질문에 바로 대답을 했다. 수강생이 300명에 가까운 대형 강의임에도 소규모 강의처럼 질문과 대답이 자유롭게 오가는 수업이 진행되는 모습이었다.

김 교수는 관성의 법칙, 만유인력의 법칙을 주제로 수업하며 학생들이 어렵게 느낄 만한 ‘뉴턴 상수’등의 공식은 언급하지 않고 뉴턴에 관한 이야기로 수업을 시작했다. “뉴턴은 여러분이 고등학교 때 배운 미적분, 이항정리를 만들었죠. 뉴턴은 1665년부터 그다음 해까지 만유인력을 발견하고, 운동법칙을 만드는 등의 여러 연구를 활발히 했어요. 물리학계에서는 이때를 ‘첫 번째 기적의 해’라고 부르죠.”

김 교수는 직접 그림을 그리며 물리학 실험 과정을 설명하는 등 여러 수업 도구를 이용해 물리학을 쉽게 설명했다.

김 교수는 애니메이션 효과를 활용한 프레젠테이션 화면을 통해 간단한 물리학 실험도 보여줬다. 물체가 무게순으로 땅에 떨어진다고 가정하고 가벼운 물체인 A와 무거운 물체 B를 같은 높이에서 떨어뜨린 실험, A와 B를 실로 연결한 물체를 떨어뜨리는 실험이다. 첫째 실험에서 B가 A보다 먼저 떨어진다면 A, B, A-B가 떨어지는 순서에는 모순이 생길 수밖에 없다는 증명을 보인 것이다.

김 교수는 갈릴레이가 관성의 법칙을 알아낸 실험을 그림을 그려 설명했다. 마찰이 없는 경사면에 공을 굴리면 공은 맞은편 경사면의 같은 높이까지 올라간다. 김 교수는 이 경사로를 점차 수평이 되게 그리면서 공이 멈추지 않고 굴러간다는 것을 보여줬다. 그는 “갈릴레이는 이러한 추론을 통해 한 번 움직인 물체는 계속해 움직일 것이란 결과에 도달했다”고 말했다.

김 교수는 이론 설명뿐만 아니라 책「갈릴레이의 생애」와 갈릴레이의 재판을 소재로 한 희곡 등을 소개했다. “물리학자를 소재로 한 연극도 많아요. 뒤렌마트(Friedrich Dürrenmatt)의 ‘물리학자들’은 모든 물리학의 이치를 깨달은 천재 과학자와 그를 악용하려는 무리의 이야기죠. 졸릴 때 봐도 재미있어요.(웃음)”

이 수업을 듣는 최현진(언홍영․12)씨는 “수업을 듣고 일상생활에서도 물리적 요소들이 있다는 것을 알게 돼 물리에 흥미가 생겼다”며 “질문을 자유롭게 하는 분위기여서 수업 내용을 쉽게 이해할 수 있다”고 말했다.

임경민 기자 grey24@ewhain.net