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    확률에서 물리학으로 맥스웰의 도깨비 확률에서 물리학으로

    쓰즈키 다쿠지|2018.11.12

    ‘맥스웰의 도깨비’는 인류를 구원할 수 있을까? 

    제임스 클러크 맥스웰에 의해 제기된 이론인 ‘맥스웰의 도깨비(Maxwell's demon)’를 다루고 있는 이 책은, 이 이론을 통해 자연과학의 본질을 역설적으로 바라보았다. 
    예를 들어, 한 곳에서 다른 방향으로 빛이 간다면 반대로도 빛이 통할 것이다. 이러한 대칭성은 전기현상에 대해서도 마찬가지이다. 그러나 열에 관해서는 열적 현상 때문에 대칭성이 성립되지 않는다. 이 진리에 도전하는 것이 바로 가상의 존재인 ‘도깨비’인 것이다. 이 책은 도깨비의 존재가 허무맹랑한 이야기만은 아님을 강조하고 있다. 
    한편 이 책은 열현상의 통계역학적인 접근법과 이에 의한 물성론의 이해 방법을 다루어 많은 과학도나 공학도들에게 꼭 필요한 지식이 담겨있다. 
    또한 확률과 맥스웰의 도깨비(그리고 나아가서는 통계역학) 사이에 어떤 관계가 있는가에 초점을 맞추었다. 최대한 이해하기 쉽게 썼으며, 학생들은 물론 모든 일반인도 쉽게 읽을 수 있는 책이다.

     

    목차

    머리말 
    역자의 말 

    서장 
    난쟁이는 일한다 
    인류는 번영하였다 
    다툼 
    그 후의 인류 
    우주의 죽음은 태엽이 풀리듯…… 
    부처님 손바닥 안에서 
    시간이 없어진다! 
    타임머신은 만들 수 없는가? 

    I. 영구기관 이야기 
    기계란 농땡이 정신의 결정이다 
    농땡이의 극치 
    영구기관에의 도전 
    영구기관의 비밀 
    왜 불가능한가? 
    에너지 연구 
    짐을 지는 것은 일이 아니다 
    더 중요한 것 

    II. 에르고드 가설에서 
    어느 옛날 이야기 
    그래서 설탕과 우유는 따로 나온다 
    액체가 입자로 보이는 세계로 
    원숭이가 나무에서 떨어지는 것은 
    구슬의 행방 
    혼합의 수학적 입증 
    에르고드 가설 
    핑크, 핑크, 핑크 
    둥근 구슬이 공간을 달린다 
    난무하는 입자 
    두 가지 얘기를 기둥으로 하여 

    Ⅲ. 확률에서 물리법칙으로 
    난로 위에서 주전자가 얼어붙는다 
    돌멩이가 저절로 튀어 오르지 않는 것이 왜 제2법칙인가? 
    에너지의 양부 
    커피는 왜 식는가 
    열과 피스톤 
    카르노 사이클이라는 그림의 떡 
    성형 엔진 
    에너지는 많기만 하면 좋은 것은 아니다 
    영구기관도 두 종류 
    아인슈타인도 깜짝! 
    미시적 현상과 거시적 현상의 연결법 
    집단 중의 한 얼굴 

    Ⅳ. 질서 붕괴 
    물과 얼음의 차이 
    어느 온도에서 갑자기 
    확률적 해석 
    흩어지기 쉬움 
    크게 틀리려고 생각해도 
    타협 
    혼란은 혼란을 부르고 
    고체 속 맥스웰의 도깨비 
    설탕물에서 액체헬륨까지 
    왕성한 자성 연구 
    전자자석에는 동서가 없다 
    상쇄 
    에너지의 개입 

    V. 왜 공기는 쌓이지 않는가 
    허공에 뜨는 공기 
    공기 분자는 하늘 높이 떠오른다 
    기호를 쓰는 계산 
    다시 타협할 문제 
    금이 기체가 되지 않는 까닭 
    속임수 화투 
    자석과 속임수 화투 
    볼츠만 인자 
    온도란 고체가 분포한 모습 
    세 가지 입자 
    양자통계라면 

    Ⅵ. 엉터리 세계 
    트럼프 맞추기 놀이 
    비트란 양자택일의 다른 이름 
    정보적 엔트로피 
    무엇을 알고 싶은가에 따라 비트가 변한다 
    확률에서 엔트로피로 
    물리적 엔트로피 
    금이나 철도 기체가 된다 
    두 가지 현상을 유사하게 생각한다 
    문틈에서 새는 바람 
    자성을 지워서 저온을 얻는다 
    저온 기술의 발전 
    마이너스 절대온도 
    가난뱅이의 즐거운 정도 
    다시 마이너스 온도 
    미시적으로 본 고무의 축소 
    엔트로피 탄성 

    Ⅶ. 구세주로서의 도깨비 
    버스를 세우는 이야기 
    총살을 면한 이야기 
    도깨비의 속삭임 
    브라운운동 
    흔들리는 인과율 
    맥스웰 분포 
    도깨비가 영구기관을 움직인다 
    과연 도깨비는 부정되는가? 
    진공의 온도는 6,000℃ 
    지면 온도도 6,000℃까지 오른다 
    반엔트로피 
    평화새의 수수께끼 풀이 
    반엔트로피의 창조자 
    엥겔스의 반론? 
    딜레마 

    종장 
    정보의 격증 
    엔트로피란 정보량이다 
    월급쟁이는 반엔트로피를 제공한다 
    도박의 반엔트로피 
    범람 
    기억해야 할 숫자에 대하여 
    정보에 의한 압살 
    인류 멸망의 예언 
    미래의 세계 
    놀라운 엔트로피

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