파인만의 물리학 강의

1 개요

일명 '빨간 책'으로 불리는 리차드 파인만의 명저서.

물리학자 리처드 필립스 파인만이 캘리포니아 공과대학교에서 강의한 물리학 수업을 정리한 책이다. 파인만이 녹음기를 착용한 상태로 수업을 하고, 그 녹음된 내용을 듣고 옮겨 적어서 만든게 바로 이 책이다. 그래서인지 구어체로 적혀있는 특징이 있다. 책 표지가 굉장히 빨갛기에, 물리학 전공자들이 빨간 책이라고 말하면, 십중팔구는 이 책을 가리킨다고 할 정도로 유명하다. Shankar : 샹무룩

집필 의도가 첨단과학을 접하기 전에 일반물리에서 시시하다고 의욕을 잃어버리는 학생들을 구제하기 위함이라 우리가 일반적으로 배우는 일반물리나 역학 전자기 등의 코스와는 다소 다른 서술 방식을 취하고 있다. 예를 들면 1권 같은 경우 에너지 보존 법칙부터 설명하는데, 에너지 보존 법칙부터 설명하는 이유는 1권 전체에서 어떠한 경우에도 에너지 보존 법칙은 항상 성립하기 때문이다(1권 전체 뿐 만 아니라 에너지 보존 법칙은 양자역학 범위까지 항상 성립한다. 1권 맨 뒤에도 사실 힘은 양자에선 안중요하고 에너지랑 운동량이 제일 중요하다고..). 2권의 경우에도 chapter 1을 보면 [math] \bold{F} = q(\bold{E} + \bold{v}\times \bold{B})[/math]을 먼저 설명하는데 1권과 마찬가지로 전자기력에서 항상 이 식이 성립하기 때문이다.

서술하는 정도도 각각의 독립과목과 같은 수준이기 때문에 초심자들이 보기에는 약간 버겁고 내용을 어느 정도 숙지한 전공자들이 술술 읽기에 괜찮다는 평이 있다. 내용을 완벽하게 소화한다면 학부 2~3학년 중간까지를 날로 먹는다는 장점이 있기야 하겠지만... 호랑이가 담배피던파인만 시절의 책이기 때문에 최신의 물리학을 반영하지 못한다는 맹점이 있으며, 책의 일부 내용은 현대에 와서 오류로 밝혀지기도 했다. 강의자/저자가 이미 사망한 상태라 다시 쓰이기는 힘들지만, 공개적으로 오류지적을 받아 수정 정도는 하고 있다.

칼텍 측에서 아예 책을 무료로 공개했다. 1권 2권 3권 한글 번역판도 역시 있다. 하드커버로 된 비싼 책의 경우엔 1권을 그대로 파는 거고, 덜 비싼 하드커버가 아닌 책은 보급형으로 한 권을 쪼개파는 거다. 파인만이 저자로 된 몇몇 책을 보고 이 책을 보면 익숙할 수 있는데, 사실 이 강의록에서 특정 주제를 다루는 단원들만 잘라서 책으로 묶어 파는 경우가 있다.

2 1권

한줄요약 : 고전역학 + 광학 + 통계역학&열역학 + α

책을 대충 펼처보는 순간부터 당황할 것이다. 쪽수가 쪽수대로 안적혀있다.뭐라고요? 무슨말이냐 하면, 130쪽 422쪽 이런식이 아니라 챕터3의 4쪽 챕터 16의 2쪽(3-4나 16-2 등) 이런식으로 적혀있기 때문이다. 어차피 읽다보면 딱히 불편하단 느낌은 안드니 그냥 무심한듯 시크하게 넘어가게 된다. 책의 첫 3단원은 간단하게 물리학이 무엇인지 이런저런 이야기를 나누는 것이고 챕터4부터 본격적인 내용이 시작된다. 특이하게도 통상의 일반물리나 일반역학 책이 변위, 속도 등의 운동의 기술을 먼저 하고 후에 에너지를 다루는것에 비해 에너지 보존이 제일 처음 나와있다...? 빨간 책의 특별한 대목을 제일 처음 만나볼 수 있는 부분. 예제들도 일반물리의 그것과는 다소 다른 독특한 것들이 많다. 그 뒤로는 계속해서 역학의 내용을 설명하다가 중간중간에 수학적 개념들을 한 챕터를 통째로 할애해서 설명하는 부분이 나온다. 보통 물리학 책들이라면 수학적인 부분은 저 맨뒤 구석탱이에다 Appendix로 쳐박아 놓았을 것이다. 그 대신 보통 교재는 단원 끝마다 있는 연습문제가 부록으로 밀려났으며, 중간에 양념처럼 상대성 이론도 다룬다.

chapter 3~6 까지는 1권에 나오는 물리학 이론들의 기반이 되는 에너지 보존 법칙과 단위, 통계역학을 위한 확률 이야기가 나오고, chapter 7 ~ 14 까지는 다른 물리학에서 익숙하게 배웠던 뉴턴의 고전역학을 다루다가 chapter 15~17은 특수 상대성 이론을 잠깐 설명한다. chapter 18~20 부터는 다시 회전 운동을 설명하고. chapter 21~25는 이후에 나오는 광학, 전자기 복사, 통계역학, 파동을 이해하기 위한 수학이 나오는데 특히 이 부분은 여기서 이해하지 못하면 다른 책을 봐서라도 반드시 이해 해야한다. 이 부분을 이해 못하면 아무리 이 이후 chapter를 아무리 열심히 봐도 이해할 수 없다! 챕터 26부터는 광학을 다루는데, 이역시 통상적으로 전자기학을 먼저 배우고 나서 광학을 들어가는 커리큘럼과 딴판이다. chapter 28~ chapter 34 까지는 전자기 복사에 대해서 다루고, chaper 35~36 지금까지 배운 물리학을 통해 시각에 대한 설명을 하는 부분이라 관심이 없는 사람이라면 굳이 안 읽어봐도 되는 부분. chapter 37~39 부터는 다시 통계역학을 이해 하기 위한 입자의 기본적인 성질을 다룬 다음 chapter 40~46 까지는 통계역학과 열역학을 다룬다. chapter 47~51 까지는 파동에 대해서 다룬다, 특이한 점은 chapter 50 에서 푸리에 급수를 다루는데 이해하기 어렵다고 그냥 넘어가지 말고 푸리에 급수에 대해서 이해하고 넘어가길 권하지만.... 사실 푸리에 급수가 미분방정식을 푸는 해법에 있어 끝판왕 중 하나라서 공대생들 중에서도 어영부영 넘어가는 경우가 왕왕있다. chapter 52은 물리학에서 가장 많은 것을 설명해 주는 이론 중 하나인 대칭성에 대한 이야기를 한다.

검색 엔진에 '파인만의 물리학 강의'를 검색하면 고등학교 수준만 되도 파인만의 물리학 강의를 이해할 수 있다고 말하는 사람들이 있지만 실질적으로 1권을 이해 하려면 calculus와(특히 기본적인 미분, 적분 계산 방법과 급수 부분이 1권을 이해 하는데 매우 중요하다.) 공업수학이라고 불리는 대학과목에서 미분방정식과 푸리에 급수를 이해 해야 내용을 따라갈 수 있으니 이 책을 읽으면서 책이 이해가 안되는 것이 고등학교 때 학업을 소홀히 했다고 자책하지 말것(....)

한글 번역판에 원판과 비교하여 단어가 다른 경우가 있어 혹시 한글 번역판을 구매하여 책을 읽고 있는 사람들에게 도움이 되고자 번역판에 틀린 단어들을 남긴다.

20-1 : ~ 'xy평면에서의 각운동량' 또는 'x축에 대한 각운동량'(X) 'z축에 대한 각운동량'(O)
22-9 : 밑이 10인 모든 로그(상용 로그)에 2.0325(X) 2.3025(O)
31-5 : 얇은 판이 위치한 곳에서는 z=0(X) 얇은 판의 오른쪽 앞은 z=0(O)
(원판에는 Right at the plane, where z=0 라 명시되어 있음)
32-4 : 식 (32.5)는 P = e^2 a^2/c^3 (X) P = e^2 a'^2/ c^3 (O)
41-6 : 식 (41.8)에 분모 항의 r^2(X) (gamma)^2 (O)
42-8 : [식 (42.7)의 우변은 상자의 부피와 아무런 상관이 없다] (X) [식 (42.7)의 좌변은 ~(이하동문)] (O)
감사합니다

3 2권

전자기학과 고체, 액체같은 물질에 대해서 다룬다. 사실 상 전체 물리에서 1권과 3권을 제외한 나머지 내용에 대한 것이다. 1권과 마찬가지로 2권도 중간중간에 필요한 수학을 설명하는 챕터가 있다. 중간에 왕립학회산 짧은 논문도 한 편 끼어있다.

4 3권

양자역학을 다루는데, 세 권중 가장 두께가 앏다...
하지만 그 난이도는... (당신의 지식이 얼마나 얄팍한지를 느끼게 될 것이다.) 위키 설명을 보니 1권만 보고 책 덮은 티가 난다

5 파인만의 물리학 길라잡이

영어명은 "Feynman's Tips on Physics". 파인만이 학생들에게 물리 문제를 푸는 방법을 알려주고 그 방법대로 문제를 풀어볼 수 있도록 하는 문제집이다.

파인만이 칼텍에서 강의를 어떻게 맡게 되었는지와 칼텍 학생 중 하위권에 위치한 학생들을 상대로 강의를 한 내용이 들어가 있다. 물리를 이해하기 위한 기본적인 수학 내용과 간단한 물리 문제들이 들어가 있어 굳이 파인만의 물리학 강의 volume 1, 2, 3을 모두 이해 했다면 살 필요가 없는 책이다.