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1초의 탄생

해시계부터 원자시계까지 시간 측정의 역사

채드 오젤 저/김동규 역/김범준 감수 | 21세기북스 | 2024년 1월 12일 리뷰 총점 10.0 (8건)정보 더 보기/감추기

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분야: 자연과학 > 과학일반

파일정보: EPUB(DRM) 37.21MB

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1초의 탄생

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#과학궁금증 #교양과학 #문명의탄생 #문과도읽을수있는과학 #재미있는과학

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수학이 생명의 언어라면

김재경 저
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아주 위험한 과학책

랜들 먼로 저/이강환 역
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과학잡학사전 통조림 (일반과학편)

사마키 다케오 등저/서수지 역
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최소한의 과학 공부

배대웅 저
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과학잡학사전 통조림 (우주편)

사마키 다케오 등저/서수지 역
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원하는 키와 얼굴을 선택하세요!

윤자영 저
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뇌를 바꾼 공학, 공학을 바꾼 뇌

임창환 저
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아주 위험한 과학책

랜들 먼로 저/이강환 역
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암컷들

루시 쿡 저/조은영 역
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어떻게 물리학을 사랑하지 않을 수 있을까?

짐 알칼릴리 저김성훈 역
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당신의 꿈은 우연이 아니다

안토니오 자드라,로버트 스틱골드 공저/장혜인 역
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과학잡학사전 통조림 (우주편)

사마키 다케오 등저/서수지 역
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보이지 않는 질서

뤼디거 달케 저/송소민 역
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오리진

루이스 다트넬 저/이충호 역
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21세기 지정학

아미타브 아차리아 저/최준영 역
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황금, 불멸의 아름다움

강인욱 저
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물고기는 존재하지 않는다

룰루 밀러 저/정지인 역
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전기의 요정

이태연 저
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매우 작은 세계에서 발견한 뜻밖의 생물학

이준호 저
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왜요, 기후가 어떤데요?

최원형 저
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무섭지만 재밌어서 밤새 읽는 감염병 이야기

오카다 하루에 저/김정환 역/최강석 감수
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우리는 다시 달에 간다

최기혁,김대영,김방엽,김연규,신재성,이종원,이주희,정서영 공저
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수학이 생명의 언어라면

김재경 저
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미래는 생성되지 않는다

박주용 저
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나 없이는 존재하지 않는 세상

카를로 로벨리 저/김정훈 역
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전기의 요정

이태연 저
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크로스 사이언스

홍성욱 저
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위험한 과학책 (10주년 기념판)

랜들 먼로 저/이지연,장영재 공역/이명현 감수

책 소개

내셔널 인디 엑설런스 어워즈 수상작통계물리학자 김범준 교수, 과학 커뮤니케이터 궤도 강력 추천정확하게, 더 정밀하게! 미래를 향한 여정, 한 치 오차도 없는 1초를 측정하기 위한인류의 집요하고 치열한 시간 탐구가 시작된다!시간은 어떻게 인류 문명의 발전을 이끌었고, 인류는 어떻게 현대의 시간을 창조했는가? 오늘날 우리는 너무나 당연하게 시간을 단위로 하루하루의 삶을 계획하고, 더 나아가 일주일, 한 달의 일정을 관리한다. 시간이 없는 현대인의 삶은 상상도 할 수 없으며, 현대 문명은 정확하게 측정된 시간이라는 바탕 위에 발전했다. 그렇다면 시간이란 과연 무엇이며, 인류는 언제부터 시간의 흐름을 인식하고 이를 정확하게 측정하기 위해 노력했던 것일까? 시간에 점령당한 채 시간의 통제를 받으며 살아가고 있지만 우리는 오늘날과 같은 정확한 시간의 배경에 얼마나 깊은 역사와 다양한 과학이 숨겨져 있는지 미처 깨닫지 못하고 있다. 이 책은 천문학에서 수학, 물리학, 양자역학까지 정확한 1초를 측정하기 위한 인류의 집요한 노력과 그와 함께 발전해온 과학의 역사, 그리고 표준 시간의 성립을 위한 사회적 합의의 과정까지 생생하게 그리고 있다. 영국의 스톤헨지나 아일랜드의 뉴그레인지 유적, 오크니 제도의 메이쇼, 웨일스 지방의 브린 챌리 두와 같은 고대 유적이 언제, 무슨 이유에서 건설된 것인지 여전히 베일에 싸여 있다. 저자는 이 유적들의 대부분이 하지나 동지의 일출 지점에 맞추어 정렬되어 있다는 사실을 바탕으로 그와 같은 고대 건축물의 본질은 시계이며, 건설된 이후 수천 년 이상 완벽하게 작동해왔다고 말한다. 이처럼 시간을 측정하고 관리하는 일은 아주 오래전부터 인류가 가장 큰 관심을 기울인 활동이었으며, 역사상 모든 사회는 저마다의 방식으로 시간의 흐름을 측정했다. 이 책은 태양과 별의 움직임으로 절기를 파악해 농사의 시기를 예측하려 했던 고대인들의 역법에서 그레고리우스력을 기본으로 한 현대의 역법이 정립되기까지의 과정은 물론이고, 뉴턴 물리학에서 오늘날 전자기학과 양자역학으로 이어지는 물리학의 혁명을 바탕으로 현대적인 원자시계가 개발되기까지, 정확한 1초라는 시간을 측정하기 위한 수천 년의 시간의 모든 역사를 차근차근 짚어나간다. 저자가 시간의 역사에서 주목하는 또 한 가지는 인류가 시간의 측정에 집착해온 까닭은 과거나 현재만을 위한 것이 아니라 미래를 예측하기 위해서였다는 사실이다. 신석기시대 유물에서 발견되는 동지점의 표시 흔적은 봄이 다시 온다는 것을 알려주는 표시였고, 마야의 천문학자들은 금성의 움직임을 추적하여 전쟁의 기운을 점치려고 했다. 유럽의 수학자들은 전 세계에 걸친 더 넓은 바다를 항해하기 위한 목적에서 달의 위치를 계산하는 정교한 모델을 개발했다. 이런 미래 예측 요소는 현대의 최첨단 원자시계를 개발하는 과정에서도 찾아볼 수 있다. 그리고 이런 정밀한 시간 측정의 기반이 마련되기까지는 수 세기에 걸친 엄청난 과학 지식의 축적 과정이 있었다. 이 책을 통해 경이로운 시간 측정의 역사 속으로 한 걸음 따라 들어가다 보면 흘려보내는 우리가 무심하게 흘려보내는 지금 이 순간과 미래에 다가올 시간까지, 우리 삶의 기본이 되는 시간의 새로운 의미를 발견하게 될 것이다.

감수의 글_경이로운 1초의 과학, 그리고 그 역사 머리말_더 정확하고 더 정밀하게 1초를 측정하라Chapter 1 　세계에서 가장 오래된 시계　　태양의 움직임을 기록하다그림자의 길이로 거리를 재다Zoom In 계절이 있는 모든 것은 돌고 돈다Chapter 2 　완벽한 달력이 존재하지 않는 이유　　계절에 따라 변하는 별자리의 의미태양력, 태음력, 태음태양력달력은 사회적 필요의 결과다Chapter 3 　자연의 시간 vs. 사회적 시간　　변화무쌍한 기념일이 가져온 혼란그레고리우스력의 탄생Chapter 4 　마야 문명의 낯선 시간 속으로　시간을 결정하는 서로 다른 기준마야 문명을 만든 세 개의 역법 마야력의 기원을 찾아서종말이 아닌 영원한 시간의 기록Chapter 5 　물시계, 시대의 첨단기술　어둠 속에서 시간을 재는 법중국 첨단기술의 결정체, 수운의상대물시계의 한계를 극복한 모래시계Zoom In 다양한 물시계의 작동 원리Chapter 6 　기계식 시계가 발명되다　　혁명이 일어나기 전시계추의 물리학진자시계의 한계Zoom In 갈릴레오의 진자 실험Chapter 7 　별을 이용한 시간의 측정혼란스러운 금성의 주기사라졌다 나타나는 행성행성의 운동을 정리한 천문학의 천재Chapter 8 　천체 시계를 만든 철학 혁명　　행성의 운동 법칙을 발견하다목성의 위성들빛의 속도를 계산하다Chapter 9 　달을 이용한 시간 측정 　뉴턴의 세계관과 그 계승자들달 주기표를 완성한 마이어스Zoom In 항해를 위한 시간 측정법Chapter 10 　항해력과 해상시계의 탄생　정확한 항해용 시계를 제작하라　바다 위의 시계천재와 장인Zoom In 휴대용 시계의 등장Chapter 11 　시간을 정의하는 다양한 기준　철도를 위한 표준 시간본초자오선을 둘러싼 경쟁일광 시간 절약제Zoom In 시간을 동기화하는 방법Chapter 12 　시간과 공간의 패러다임이 바뀌다　　시간의 철학빛의 속도와 속성아인슈타인 이전의 상대성 이론아인슈타인의 상대성 이론위치가 달라지면 시간도 달라진다Zoom In 열차 안의 시간, 열차 밖의 시간Chapter 13 　양자역학이 가져온 또 하나의 시간 혁명 　　빛과 어두움의 선진자시계에서 원자시계까지원자시계의 작동원리Zoom In 공식적인 세계 시간의 측정Chapter 14 　중력과 시간의 상관관계　아인슈타인의 행복한 공상엘리베이터 안의 마법중력에 의한 시간 지연중력의 영향을 측정하기 위해Zoom In 빛의 굴절 현상Chapter 15 　시간 측정의 대중화　　달러를 유명하게 만든 시계더 정밀한 시계를 위한 경쟁크리스탈 혁명시계의 대량 생산과 대량 소비Zoom In 수정시계의 원리Chapter 16 　시간의 미래　세슘시계를 뛰어넘는 원자시계세계에서 가장 정확한 시계더 정밀한 시계를 향한 갈망Zoom In 세슘시계가 사용되는 이유감사의 글 찾아보기

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저자 소개 (3명)

저 : 채드 오젤 (Chad Orzel)

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뉴욕 주 스키넥터디의 유니온칼리지 교수. 윌리엄스칼리지에서 물리학 학사학위를 받고, 메릴랜드대학교에서 화화물리학 박사학위를 받았으며, 미국 국립표준기술연구소에서 근무하며 노벨 물리학상 수상자인 빌 필립스의 연구실에서 레이저 냉각 원자의 충돌에 관한 연구를 진행했다. 2002년부터 물리에 대한 블로그를 운영 중이며, [포브스]와 Scienceblogs.com에 글을 기고하고 있다. 저서로는 시간 측정의 역사를 흥미진진하게 풀어내 '2022 내셔널 인디 엑셀런스 어워즈' 역사 부문 수상작이자 'APCTP 선정 2024 올해의 과학도서'가 된 『1초의 탄생』, 평범한 일상 속에 숨겨진... 뉴욕 주 스키넥터디의 유니온칼리지 교수. 윌리엄스칼리지에서 물리학 학사학위를 받고, 메릴랜드대학교에서 화화물리학 박사학위를 받았으며, 미국 국립표준기술연구소에서 근무하며 노벨 물리학상 수상자인 빌 필립스의 연구실에서 레이저 냉각 원자의 충돌에 관한 연구를 진행했다. 2002년부터 물리에 대한 블로그를 운영 중이며, [포브스]와 Scienceblogs.com에 글을 기고하고 있다. 저서로는 시간 측정의 역사를 흥미진진하게 풀어내 '2022 내셔널 인디 엑셀런스 어워즈' 역사 부문 수상작이자 'APCTP 선정 2024 올해의 과학도서'가 된 『1초의 탄생』, 평범한 일상 속에 숨겨진 양자역학의 원리를 설명한 『아인슈타인과의 아침 식사』가 있으며, 반려견과의 상상의 대화를 바탕으로 한 『우리집 강아지에게 양자역학 가르치기』, 『우리집 강아지에게 상대성이론 가르치기』는 출간 즉시 대중과 언론의 호평을 받으며 베스트셀러에 올랐다.

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역 : 김동규

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포스텍 신소재공학과를 졸업하고 동대학원에서 석사 학위를 받았다. 여러 기업체에서 경영기획 업무를 수행했으며, 현재 엔터스코리아 소속 번역가로 활동 중이다. 번역한 책 『1초의 탄생』이 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 선 정 2024년 올해의 과학도서가 되었다. 그 외 옮긴 책으로는 『비트코인, 초제국의 종말』『나의 뇌를 찾아서』『스 케일업』『보이지 않는 확신을 팔아라』『벤 버냉키의 21세기 통화 정책』『다크 소셜』『플립 싱킹』『지칠 때 뇌 과학』『극한 갈등』『더 나은 나를 위한 하루 감각 사용법』『나는 오늘도 행복한 투자를 한다』『스토리의 기술』『비트코인... 포스텍 신소재공학과를 졸업하고 동대학원에서 석사 학위를 받았다. 여러 기업체에서 경영기획 업무를 수행했으며, 현재 엔터스코리아 소속 번역가로 활동 중이다. 번역한 책 『1초의 탄생』이 아시아태평양이론물리센터(APCTP) 선 정 2024년 올해의 과학도서가 되었다. 그 외 옮긴 책으로는 『비트코인, 초제국의 종말』『나의 뇌를 찾아서』『스 케일업』『보이지 않는 확신을 팔아라』『벤 버냉키의 21세기 통화 정책』『다크 소셜』『플립 싱킹』『지칠 때 뇌 과학』『극한 갈등』『더 나은 나를 위한 하루 감각 사용법』『나는 오늘도 행복한 투자를 한다』『스토리의 기술』『비트코인의 미래』『랭킹』『그 일이 일어난 방』『리더는 멈추지 않는다』『더 툴 북』『내 안의 자신감 길들이기』 등이 있다.

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크레마클럽에서 볼 수 있는 작가의 다른 책

감수 : 김범준

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서울대학교 물리학과에서 초전도 배열에 대한 이론 연구로 박사 학위를 받았으며, 이후 스웨덴의 우메오대학교와 아주대학교 교수를 거쳐 현재 성균관대학교 교수로 재직 중이다. 통계물리학, 비선형 동역학, 고체물리학, 수리신경과학을 강의하고 있다. 통계물리학 분야의 상전이, 임계현상, 비선형 동역학, 때맞음 등에 대한 연구를 진행해오고 있으며, 최근에는 복잡계 물리학의 이론 틀 안에서 사회·경제·생명 현상을 설명하려는 연구를 시도하고 있다. 저서《세상물정의 물리학》(2015)으로 제56회 한국출판문화상(저술-교양 부문)을 수상했으며 <한겨레신문> <한국 스켑틱> <머니 S> <조선일보>... 서울대학교 물리학과에서 초전도 배열에 대한 이론 연구로 박사 학위를 받았으며, 이후 스웨덴의 우메오대학교와 아주대학교 교수를 거쳐 현재 성균관대학교 교수로 재직 중이다. 통계물리학, 비선형 동역학, 고체물리학, 수리신경과학을 강의하고 있다. 통계물리학 분야의 상전이, 임계현상, 비선형 동역학, 때맞음 등에 대한 연구를 진행해오고 있으며, 최근에는 복잡계 물리학의 이론 틀 안에서 사회·경제·생명 현상을 설명하려는 연구를 시도하고 있다. 저서《세상물정의 물리학》(2015)으로 제56회 한국출판문화상(저술-교양 부문)을 수상했으며 <한겨레신문> <한국 스켑틱> <머니 S> <조선일보> <문화일보> <과학동아> <크로스로드> <주간동아> 등 다양한 매체에 칼럼을 연재해 물리학의 대중화를 위해 노력하고 있다.

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작가와 인터뷰(1개)

[읽다] 김범준 “통계물리학은 덕업일치가 가능해요”

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출판사 리뷰

일출과 일몰의 측정에서 시계의 발명까지,시간 측정의 과학과 함께 발전해온 인류 문명의 발자취신석기 시대에 하·동지점을 표시한 구조물인 뉴그레인지 유적과 스톤헨지를 봐도 알 수 있듯이, 인간은 아주 오래전부터 시간을 측정하기 위한 기술을 개발해왔다. 그들은 태양의 움직임을 세심하고 끈질기게 관찰했고, 그 관찰을 바탕으로 미래에 다가올 세상의 모델을 만들었으며, 수 세기에 걸쳐 그 모델을 다듬고 공유했다. 그 모든 과학적 노력이 집약된 결과가 바로 장엄한 오늘날 거대한 유적으로 남아 있는 하·동지 표시 장치이며, 그것은 건설된 이후 다시 수 세기가 지난 지금에도 완벽하게 작동하고 있다. 시간에 대한 인간의 이런 집착과 모든 과학적 활동은 결국 해시계와 물시계 같은 자연현상을 이용한 시계에서 기계식 시계를 거쳐 오늘날과 같은 원자시계의 발명으로 이어졌다. 저자는 시간을 측정한다는 것은 곧 모든 시계의 공통점이라고 할 수 있는 ‘똑딱임’을 파악하고 이해하는 과정이라고 말한다. 여기서 ‘똑딱임’이란 기계식 시계의 추가 흔들리면서 나는 소리를 포함해 시간의 흐름을 표시하고 이를 측정하는 데 사용할 수 있는 정기적이고 반복된 움직임을 의미한다. 매일 동쪽에서 떠서 서쪽으로 지는 태양의 움직임이나 한 달을 주기로 차고 기울어지는 달의 움직임 또한 하나의 ‘똑딱임’이라고 할 수 있다. 인간은 더 정확한 시계를 개발하기 위해 태양과 별들의 ‘똑딱임’을 집요하게 관찰했고, 구름 낀 날은 물론이고 밤에도 시간을 측정하기 위해 주변 일상의 똑딱임에 주목하여 흘러내리는 물과 모래, 진자의 움직임을 ‘똑딱임’으로 이용하기 시작했다. 이와 같은 다양한 종류의 똑딱거리는 과정을 이해하려는 노력은 천문학과 수학은 물론이고 특히 물리학과 양자역학 분야에서의 혁명적인 발견들로 이어졌다. 이처럼 시간 측정의 역사는 변덕과 혼란이 가득했을 세상에 질서와 예측 가능성을 부여하는 일인 동시에 더 정확하게 시간을 표시할 수 있는 혁신적인 기술 개발을 위한 과정이었다. 이렇게 발달한 기술은 유럽의 자본가들이 안정적인 원거리 수송망을 수립하고 유지함으로써 막대한 부와 정치 권력을 획득하는 계기가 되었을 뿐만 아니라 전 세계적인 차원에서 우리가 시간을 인식하는 방법이 완전히 바뀌었다. 그리고 더 나아가 정확하게 미래를 예측하기 위해 시간 측정 장치를 구축하고 다듬는 과정은 지난 수천 년간 모든 과학과 기술의 발전을 이끈 가장 큰 원동력이었다. “인류가 시간에 매혹된 것은 ‘지금’이 아니라 ‘미래’를 알기 위함이었다!”완벽한 역법을 위한 치열한 도전과 노력의 과정, 시간과 달력의 탄생과 발전에 관한 매혹적인 서사시 시간 측정의 역사에는 과학에 관한 내용만 담겨 있지 않다. 인류 사회에 오늘날과 같은 역법이 자리를 잡기까지 정치와 종교는 물론이고 철학과 관련한 매우 흥미로운 이야기가 포함되어 있다. 오늘날 현대사회에서는 어디서나 한 해를 12개의 달로 구분하는 것을 당연하게 생각지만, 인류는 태양의 주기와 달의 주기가 일치하지 않는 문제를 해결하기 위해 태양력, 태음력, 태음태양력이라는 다양한 역법을 발전시켰다. 달의 위상에 중점을 둔 이슬람력은 1년 중의 달과 계절의 오차가 매년 조금씩 벌어지는 단점이 있는 반면, 로마 제국의 공식 역법으로 채택된 율리우스력은 달력을 계절 변화와 동기화하여 중요한 계절별 축제가 돌아오는 날짜를 예측할 수 있게 했지만, 달의 위상과는 직접적인 연관성을 찾아볼 수 없다. 히브리력은 이 둘의 균형을 추구한 것으로, 각종 기념일은 항상 음력 주기의 해당 시점과 일치하지만 일반적인 계절과 맞추려면 때때로 한 달씩 추가해야 하는 번거로움이 있다. 이처럼 태양과 달의 움직임 모두를 정확하게 반영하지 못한 이 세 종류의 역법이 불편하게 공존했다는 사실은 오늘날 우리가 절대적인 기준으로 여기고 있는 시간이란 것이 사회적 구성물임을 보여준다. 지구와 달의 공전은 천문학적으로 실증된 사실이지만 역법은 인간의 발명품이며, 각 문화의 역법에는 그것을 발명해낸 사회의 이해와 우선순위가 녹아 있다는 것이다. 그리고 각 문화의 역법 체계는 천문 현상에 그 뿌리를 두고 있지만, 그 사회의 신학과 농경, 정치적 타협 과정을 통해 발전해왔다고 저자는 말한다. 그리고 이를 보여주는 분명한 증거로 태양력이나 태음력과는 완전히 다른 주기에 바탕을 세 가지 역법이 공존했던 마야의 역법에 대해 이야기한다. 이 책에는 마야 문명의 최전성기였던 서기 500년경에 그들이 운영했던 복잡한 역법 체계의 사회적 측면과, 고대 로마에서 제정된 율리우스력이 1,500년 이상 문제없이 운영되다가 1582년에 그레고리우스력으로 변경된 신학적 배경, 그리고 미국의 철도 시간이 확립된 과정과 현대의 시간대 체계를 낳은 정치적 협상 등의 내용이 흥미진진하게 펼쳐진다. 그리고 그 과정에서 제기되는 철학적인 질문들이 곧 우주에서 인간이 차지하는 위치는 물론이고 시간과 공간의 속성에 대한 이해의 근본이 된다는 사실 또한 알려준다. “1년 뒤, 10년 뒤가 정확히 언제인가?나의 1초와 당신의 1초가 같다는 것을 어떻게 알 수 있는가?”정확한 1초를 측정하기 위한 인류의 놀라운 시간여행!이 책은 시간 측정의 역사는 결국 표준적인 똑딱임과 그것을 모델화한 수단이 오래도록 축적된 과정임이라고 말한다. 인류는 과학 지식이 발달과 함께 더욱 정밀하게 시간을 측정하는 수단을 새롭게 발견해왔다. 1870년대에 1초는 8만 6,400분의 1태양일로 정의되었다. 이것은 당시로서는 정확한 정의였으나, 지구의 자전 속도가 조금씩 느려짐에 따라 1초의 길이 또한 바뀔 수밖에 없는 한계를 가지고 있었다. 이에 과학자들은 더 정밀하게 1초를 정의하기 위해 물리학자들은 더욱 간편하게 사용할 수 있는 보편적 시간의 기준을 계속 찾았고, 마침내 양자역학의 발전을 바탕으로 그 기준을 찾는 데 성공했다. 1967년 1초의 정의는 “세슘-133 원자의 에너지 바닥 상태의 두 초미세 준위에서 방출되는 전자기파가 진동하는 주기의 91억 9,263만 1,770배에 해당하는 시간”으로 바뀌었다. 시간의 정의를 천천히 변화하는 지구의 움직임과 구분할 수 있게 된 것이다. 그러나 세슘 표준이 반드시 최종 정의는 아니다. 지금도 표준 시간을 연구하는 학자들은 세슘 표준보다 수십, 수백 배 더 정확한 시계를 실험하고 있으며, 앞으로 세슘과 전혀 다른 원소가 발견되어 시간의 정의가 다시 바뀔 가능성은 얼마든지 있다. 자연계의 복잡한 패턴에 질서를 부여하여 미래를 예측하고자 하는 필요에서 시작된 더 정밀한 시계를 향한 멈추지 않는 갈망은 수천 년에 걸친 혁신의 원동력이 되었다. 뉴그레인지의 건축가들이 몇 톤에 이르는 바위를 쌓아 올려 동지점을 표시했고, 마야의 제사장들은 금성의 신출을 끈질기게 추적했으며, 케플러는 화성의 궤도를 정확하게 그려냈고, 그 밖의 수많은 천문가들은 수천 년에 걸쳐 그들의 관측을 정교하게 다듬어왔다. 이 책은 ‘시간’이라는 모호한 개념을 이해하고 정확하게 측정하기 위한 노력을 멈추지 않았던 인류의 위대한 여정을 보여줌으로써 우리가 무심코 흘려보내는 시간의 본질에 대해 다시 생각하는 기회를 제공하고 있다.

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