창조적 사고는 비범한 사람이나 천재들만 하는 것이 아니다
사고하는 방식을 알고 훈련만 한다면 누구나 반짝이는 아이디어를 낼 수 있다
흔히 물리는 공식을 외워야 하는 과목, 단위며 숫자가 둥둥 떠다니는 어려운 과목으로 생각하기 쉽다. 필자 역시 고교 시절부터 물리 과목에 대해 막연한 두려움을 갖고 있었다. 이는 대학에 진학했을 때도 마찬가지였지만 일상생활에서 물리를 활용할 일은 없을 것이라는 선입견으로 물리가 가진 가치를 짐짓 외면하고 살아왔다. 그러다 결국 기술고등고시(현재 행정고시로 편입) 1차 시험에서 많은 비중을 차지했던 물리를 다시 접하게 되면서 이를 어떻게 극복할 것인가에 대한 많은 고민을 하게 되었다. 그야말로 생존을 위해 물리를 공부해야만 하게 된 것이다. 유명한 학원을 가 봐도, 물리를 잘하는 친구들의 문제집을 똑같이 사서 풀어봐도, 물리라는 벽을 넘기는 쉽지 않았다. 이에 필자는 대학물리학 책을 정독하며 물리에 대해 본격적으로 탐구하게 되었고 물리를 통해 파악할 수 있는 자연현상들에 대해 감탄하게 되었다고 말한다. 더 쉽게 말하면 물리는 복잡한 자연현상들을 한 가지 원리로 설명할 수 있도록 하는 학문이자 진리였고 이를 알게 되면서 물리라는 과목 자체가 재미있어지고 이를 응용하는 방법을 연구하게 된 것이다.
요즘 사회는 문제를 해결하는 데 ‘창조적 사고’를 요구하고 이러한 인재를 키워야 한다고 강조하지만, 암기에 익숙하거나 시키는 일을 처리하는 데 익숙해진 사람들은 ‘창조적 사고’가 다소 어렵게 느껴질 수도 있다. 그런데 필자는 우리가 일상에서 자주 접하는 문제에서는 체계적인 사고의 전개과정, 즉 ‘물리적 사고’를 훈련함으로써 충분히 창의적인 해결방법을 찾아낼 수 있다고 말한다. 이 책에서 말하는 ‘물리적 사고’는 필자가 만들어낸 개념으로, 주어진 문제의 개념과 본질을 쉽게 이해하고 그 문제에 붙어 있는 가정이나 조건의 변화를 체계적으로 분석하는 방법을 고민하는 과정을 말한다. 바로 물리 과목이 갖고 있는 특징이라고 할 수 있다.
필자는 바라던 공무원이 되어 서울시청 건설 및 안전 분야에서 일하거나 유학생활을 하며 박사공부를 할 때 등 틈틈이 생활 속 문제들에 대해 고민하고 그 해결책을 체계적으로 찾는 방법에 대해 고민해왔고, 이 책을 통해 그 결과물의 일부를 전하고자 한다. 예술활동을 제외한 모든 ‘창의적 사고’는 ‘물리적 사고’를 기초로 할 때 더욱 탄탄하고 체계적으로 이루어질 수 있고 세상 모든 일에는 일정한 물리적 법칙이 있으며 이를 활용하여 또다른 법칙을 찾아낼 수 있다는 것이다.
작가소개
조성일
기술고등고시(지금은 행정고시에 편입) 21회 합격, 주로 서울시청의 건설 및 안전 분야와 함께 도시계획 분야에서 잔뼈가 굵은 1급 공무원으로 여러 가지 어려운 현안업무를 창의적인 방법으로 해결하고 새로운 제도도 많이 제안하여 추진했다. 젊은 시절 성수대교 붕괴사고, 삼풍백화점 붕괴사고를 겪으면서 대도시의 안전 분야에 깊은 관심을 갖기 시작하여 40대 초반에는 교량의 유지관리 분야에서 이름 있는 써리 대학에서 박사학위를 취득한 바 있다. 서울시청 근무 시절에 현안업무의 쟁점을 빨리 파악하고 명쾌한 해결책을 제시하는 데 탁월한 재능을 보였는데, 그 바탕이 ‘물리적 사고’였다. 어려운 문제가 발생하면 다양한 자료를 통해 업무의 개요를 파악한 후, 주말에 북한산 등 서울 근교 산을 오르면서 깊이 분석하고 사고하여 해결방안을 찾는 것을 습관으로 하였다. 2013년에는 업무의 전문성과 소통능력을 인정받아 서울시청 출입기자단이 선정한 최우수간부로 선정되기도 했다.
목차
첫째 장_ 시작하면서 7
스마트폰과 그 영향 8
창조적 사고에 도움을 주는 물리적 사고 12
고등학교 시절, 어렵기만 했던 물리 15
체계적인 물리적 사고와의 만남 18
사고의 단절과 연결 - 무엇의 차이인가? 21
물리적 사고방식의 수혜자가 돼라 24
둘째 장_ 개념의 기초 27
개념(槪念)을 잡아라? 28
놓치기 쉬운 등호(等號; Equal)의 다양한 의미 31
너무나도 중요한 단위(單位; unit) 35
벡터와 스칼라의 혼용이 헛갈리는 주요원인 40
벡터는 특히 방향이 중요하다 42
공식을 말로 풀어 이해하는 방법 46
가정과 조건이 착오와 혼선의 원인 51
셋째 장_ 가정과 조건 53
복잡한 문제의 단순화 - 가정과 조건은 왜 필요할까? 54
가정과 조건의 효과 – 결과가 완전히 바뀔 수 있다 57
가정과 조건을 바꾸어 생각하는 훈련 61
숨어 있는 가정과 조건의 중요성 – 고정관념을 탈피하라 69
넷째 장_ 변수와 상수 73
변하는 물리량과 변하지 않는 일정한 물리량 74
‘무엇이 일정하고 변하는가’가 중요하다 78
다섯째 장_ 그래프의 활용 85
수학을 잘해야 물리를 잘한다? 86
미분과 적분이 그래프상 기울기와 면적임을 알면 충분하다 89
미분의 의미 – 곡선의 기울기 90
미분계수의 그래프 적용사례 95
적분의 의미 – 곡선의 면적 101
물리에서 적분의 그래프 적용사례 110
그래프를 통해 물리량 간의 상호관계를 사고(思考)하는 습관 120
