제1권: 물리학의 세계 — Chapter 2: 물리학의 방법

1. 문제를 정의하고 모델을 세우기

1-1. 시스템과 환경 나누기

"물리학에서 가장 중요한 능력은 복잡한 세상에서 무엇에 집중할지 결정하는 것이다."

왜 물리학자는 세상에 '선'을 긋는가

한번 상상해보자. 당신은 축구를 하고 있다. 공을 힘껏 찼더니, 공이 포물선을 그리며 날아가 골대 안으로 들어간다. 기분 좋은 순간이다!

그런데 누군가가 묻는다. "그 공의 운동을 물리학으로 설명해봐."

당신은 곧 난처해질 것이다. 왜? 세상이 너무 복잡하기 때문이다.

공에는 중력이 작용한다. 공기 저항도 있다. 바람도 분다. 공은 완벽한 구가 아니라 약간 찌그러져 있고, 공의 표면에는 작은 돌기들이 있어서 공기와의 상호작용이 복잡하다. 공을 찬 당신의 발에는 근육과 뼈와 관절이 있고, 그것은 신경 신호에 의해 움직이며, 신경 신호는 뇌의 전기적 활동에서 비롯된다. 그리고 뇌의 활동은 수십억 개의 뉴런 사이의 화학 반응이고... 지구는 태양 주위를 돌고 있고, 태양은 은하 중심을 돌고 있고...

멈추자. 세상의 모든 것을 동시에 고려하면, 아무것도 계산할 수 없다.

이것이 물리학이 맞닥뜨리는 첫 번째 도전이다. 현실 세계는 무한히 복잡하다. 그러면 물리학자는 어떻게 이 복잡한 세상을 이해할 수 있었을까?

답은 놀랍도록 단순하다. 세상에 보이지 않는 선을 긋는 것이다.