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도시를 움직이는 모든 것들의 과학

거대한 도시의 숨은 원리와 공학 기술

로리 윙클리스 저/이재경 | 반니 | 2022년 4월 30일 한줄평 총점 10.0 (3건)정보 더 보기/감추기
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자연과학 > 과학일반
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도시를 움직이는 모든 것들의 과학

카드뉴스로 보는 책

책 소개

초고층 빌딩의 설계에서 미래의 운송수단까지
과학은 어떻게 도시를 작동시키는가?

도시를 움직이는
과학과 기술의 세계!


세계최고층 빌딩인 부르즈 칼리파는 높이가 828미터에 이른다. 이처럼 100층이 넘는 초고층 빌딩은 거대한 돛처럼 작동해 자칫하면 바람에 심하게 흔들리고 강풍에 쓰러질 수 있다. 그럼, 어떻게 그 높은 빌딩이 강풍에도 쓰러지지 않고 버틸 수 있는 걸까. 또한 도시에서 소비되는 막대한 양의 수돗물은 어떻게 멀리 떨어진 수원지에서 각 가정까지 전달되는 걸까. 깨끗한 물을 안정적으로 공급하기 위한 정화기술과 수도관에는 어떤 과학이 숨어 있을까? 쓰레기수거장의 폐기물들은 어떻게 처리돼 우리 눈앞에서 사라지는 것일까. 그밖에 초고층 빌딩의 문은 왜 예외 없이 회전문이며, 선로에 낙엽이 쌓였다고 열차가 멈추는 이유는 무엇인지, 우리가 늘 손에 쥐고 있는 휴대전화의 데이터는 어떻게 이동하는지 궁금하게 생각해본 적이 있는가?

이처럼 오늘날 도시가 제대로 작동하는 것은 곳곳에 자리 잡은 과학 테크놀로지와 엔지니어링 덕분이다. 과연 어떻게 가능한 걸까? 호기심 많은 저자 로라 윙클리스는 수많은 자료와 해박한 지식을 바탕으로 도시를 움직이는 고층건물, 전기, 상하수도, 도로, 자동차, 철도시스템, 네트워크 등의 7가지 요소에 대해 탐색해나간다. 물리학자이기도 한 저자는 자신의 첫 책을 위해 자신이 일했던 영국 국립물리연구소를 비롯해 미국 국립신재생에너지연구소, 프랑스 국립해양연구소, 런던 교통국 교통관제소, 미국과 영국과 호주 등의 여러 대학과 기업의 연구소 등에서 활약하는 수많은 전문가를 만나 인터뷰했고 이 결과를 바탕으로 거대한 도시의 작동원리를 한눈에 밝혀낼 수 있었다. 덕분에 독자들은 눈에는 보이지 않는 철근 콘크리트, PVC 접합 유리, 탄소섬유 케이블 등 다양한 건축 자재와 시공 과정, 지하도의 세부 모습을 들여다보고, 국제 데이터의 99%가 아직도 케이블, 그것도 해저 케이블로 전송되는 원리도 이해할 수 있을 것이다.
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목차

들어가는 글

Chapter 01 빌딩, 마천루의 과학
Chapter 02 전기, 꺼지지 않는 빛
Chapter 03 상하수, 물의 연금술
Chapter 04 도로, 도시의 혈관
Chapter 05 자동차, 탈것의 혁명
Chapter 06 열차, 메가시티의 생명선
Chapter 07 네트워크, 보이지 않는 연결망
Chapter 08 내일의 도시

참고문헌
사진 출처
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저자 소개 (2명)

저 : 로리 윙클리스 ( Laurie Winkless)
과학과 공학을 대중의 언어로 풀어내는 일을 사랑하는 물리학자이자 과학 작가. 아일랜드 더블린에 있는 트리니티대학(Trinity College)에서 천체물리학을 전공하고 NASA의 케네디 우주 센터에서 일했다. 이후 유니버시티 칼리지 런던(University College London)에서 우주과학으로 석사학위를 받고 영국 런던에 있는 국립물리학연구소의 재료과학분야 연구원으로 7년간 일했다. 과학으로 대중과 소통하는 것에 매력을 느낀 후 연구소를 나와 글을 쓰기 시작했다. 과학저술 작업 틈틈이 영국 노벨재단, 왕립공학회, 재료화학 지식센터(The Knowledge Centre fo... 과학과 공학을 대중의 언어로 풀어내는 일을 사랑하는 물리학자이자 과학 작가. 아일랜드 더블린에 있는 트리니티대학(Trinity College)에서 천체물리학을 전공하고 NASA의 케네디 우주 센터에서 일했다. 이후 유니버시티 칼리지 런던(University College London)에서 우주과학으로 석사학위를 받고 영국 런던에 있는 국립물리학연구소의 재료과학분야 연구원으로 7년간 일했다. 과학으로 대중과 소통하는 것에 매력을 느낀 후 연구소를 나와 글을 쓰기 시작했다. 과학저술 작업 틈틈이 영국 노벨재단, 왕립공학회, 재료화학 지식센터(The Knowledge Centre for Materials Chemistry)와 공동연구를 진행했으며 과학 커뮤니케이터로 영국 왕립학회, 국립물리학연구소, 뉴질랜드의 뇌 연구소 등과 협업하기도 했다. 현재는 온전히 공학과 과학이 품고 있는 놀라운 이야기를 전하는 데 열정을 쏟고 있다. 블로그를 운영하며 정기적으로 〈포브스〉를 비롯한 여러 잡지에 글을 기고 중이다. 아일랜드어와 수다, 레고와 터널, 바느질과 초콜릿을 사랑한다.
*http://www.lauriewinkless.com/
역 : 이재경
“매일 언어의 국경에서 텍스트가 건널 다리를 짓고 그림자처럼 참호 속에 숨습니다.” 서강대학교 불어불문과를 졸업했다. 경영컨설턴트와 출판 편집자를 거친 월급쟁이 생활을 뒤로하고, 2010년 전업 번역가가 됐다. 번역가는 생각한 만큼, 겪은 만큼, 느낀 만큼 번역한다. 자기객관화와 감정이입에 동시에 능해야 한다. 그간의 내 이력이 밑천이요, 비전공자로 산 세월이 저력이었다. 어느덧 번역이 가장 오래 몸담은 직업이 됐다. 밑천이 바닥날까봐 번역가의 참호 안팎에서 틈틈이 소소한 모험을 추구한다. 그리고 언제부터인가 거기서 얻은 발상과 연상을 기록한다. 산문집 『젤다』, 시집 『고양이』... “매일 언어의 국경에서 텍스트가 건널 다리를 짓고 그림자처럼 참호 속에 숨습니다.” 서강대학교 불어불문과를 졸업했다. 경영컨설턴트와 출판 편집자를 거친 월급쟁이 생활을 뒤로하고, 2010년 전업 번역가가 됐다. 번역가는 생각한 만큼, 겪은 만큼, 느낀 만큼 번역한다. 자기객관화와 감정이입에 동시에 능해야 한다. 그간의 내 이력이 밑천이요, 비전공자로 산 세월이 저력이었다. 어느덧 번역이 가장 오래 몸담은 직업이 됐다. 밑천이 바닥날까봐 번역가의 참호 안팎에서 틈틈이 소소한 모험을 추구한다. 그리고 언제부터인가 거기서 얻은 발상과 연상을 기록한다. 산문집 『젤다』, 시집 『고양이』, 고전명언집 『다시 일어서는 것이 중요해』를 엮고 옮겼고, 『편견의 이유』 『쓴다면 재미있게』 『깨어난 장미 인형들』 『민주주의는 없다』 『바이 디자인』 『소고기를 위한 변론』 『가치관의 탄생』 『셜로키언』 『뮬, 마약 운반 이야기』 등 50권 넘는 책을 번역했다.

출판사 리뷰

빌딩, 전기, 상하수도, 운송수단과
네트워크까지 도시의 작동법!


오래전 도시는 사람들에게 먹을 물과 식량을 제공하는 물길(강)을 따라 형성되었다. 거기엔 전기도 없었고, 틀기만 하면 콸콸 쏟아지는 수돗물 대신 땅을 파 물을 길어 올려야 하는 우물이 있었으며, 말이나 마차 같은 탈것은 귀해서 아무나 사용할 수 없었다. 고대 로마 같은 특별한 곳을 제외하면 도로가 발달하지도 않았다. 자동차나 철도, 고층건물 같은 건 당연히 생각도 못 했다.
하지만 우리가 살고 있는 오늘날 도시는 어떤가. 20~30층 아파트는 주변에 흔하고 100층 넘는 초고층 빌딩도 이미 세계에 10개가 넘는다. 가솔린 자동차가 세상에 나온 지 100년 조금 넘었을 뿐인데 화석연료가 아닌 수소연료전지로 움직이고 도로에서 자가 충전까지 하는 무인 자율주행차가 도로를 달릴 날도 그리 멀지 않았다.
도시에 살면서 당연하다고 여겼던 것들을 떠올려보라. 샤워하면서 별생각 없이 물을 흘려보내고 어디서나 전기를 공급받을 수 있으며 수많은 자동차가 문제없이 질서정연하게 움직인다. 빌딩의 높이는 계속해서 더 높이 치솟고 있으며 고속열차는 500km 걸이를 2시간 만에 주파하고 인터넷을 이용해 외국 바이어와 실시간 화상회의를 한다.
이러한 당연함을 위해서 도시에는 보이지 않는 정교함이 곳곳에 자리하고 있다. 고층건물을 지탱하기 위해서는 그만큼의 무게를 지탱해야 하고, 바람과 지진에 견뎌야 하며, 화재나 침수로부터 입주자 및 사용자를 보호해야 한다. 냉난방 시설, 청정하게 유지되는 실내 공기 등 쾌적한 환경을 제공하는 것은 물론, 최저층부터 최고층까지 안전하고 빠르게 오갈 수 있는 시설도 갖추고 있어야 한다. 필요한 자재, 시공법도 일반 건물과는 다르다.

왜 고층건물에는 회전문이 달려있을까?

고층빌딩의 문은 예외 없이 회전문인데, 이는 건물의 내부와 외부의 온도 차이 때문에 문제가 생길 수 있어서다. 즉 여닫이문의 경우, 쾌적한 환경을 위해 냉난방 장치를 작동하면 내부 공기가 위 혹은 아래로 이동해 문이 열릴 때마다 외부 공기가 빠르게 유입되어 건물 내부의 공기 흐름에 문제가 발생한다. 이를 방치하면 구조적 문제로 승강기가 오작동하거나 화재 시 유독가스가 퍼질 위험이 있다. 회전문은 그런 위험을 없애는 장치인 셈이다. 최근에는 건물 파사드에 녹색식물이 자라도록 그린월을 설치해 도시 미관도 살리고 환경친화적 측면도 강화하는 추세다.
이처럼 고층빌딩 하나를 짓는 과정에도 수많은 기술이 뒷받침되지 않으면 불가능하다. 메가시티의 기반에 놀라운 엔지니어링의 세계가 숨어 있다는 사실을 잘 말해준다.

우리를 놀라게 할
미래 도시의 모습은?


2014년 유엔은 현재 인류 역사상 처음으로 세계 인구의 절반 이상이 도시 지역에 거주한다고 밝혔다. 도시들은 전에 없이 커지고, 붐비고, 중요해졌다. 과연 미래 사회에서도 도시는 여전히 중요할까? 저자는 마지막 장에서 상상의 미래도시를 펼쳐 보이면서 도시가 계속해서 존재할 것으로 전망한다. 현재 인류의 큰 위협인 기후변화, 에너지 부족, 환경오염을 성공적으로 극복하고 운송과 물류 자율 시스템, 샤워시간 자동제한, 태양열 시스템 구축, 탄력적 출퇴근제, 도시 텃밭 설치, 전기차와 수소차 보급 등으로 말이다. 결론적으로 미래 도시를 훌륭히 건설하는 데 필요한 것은 이미 우리 손안에 있다는 점을 다시 한번 강조한다.

“이 도시가 어떻게 작동하고 있는지 고등학생과 엔지니어가 동등하게 이해할 수 있도록 묘사했다.”
_ 「사이어스」

“전 세계의 거대 도시를 형성하는 혁신적인 사고에 관한 독창적인 통찰력!”
_ 「선데이 타임스」

“도시의 라이프 스타일을 가능케 하는 공학적 위업을 일상의 언어로 쉽게 풀었다.”
_ 「라이브러리 저널」

종이책 회원 리뷰 (2건)

파워문화리뷰 도시의 과학, 도시의 미래
내용 평점5점   편집/디자인 평점5점 | YES마니아 : 로얄 스타블로거 : 골드스타 e*a | 2022.06.02

전 세계 인구의 약 50퍼센트 이상이 도시에 산다고 한다. 주위를 둘러보면 도시에 사는 것이 당연하다고 생각되는 사람도 많기 때문에 이 수치가 별 거 아닌 것 같아 보이지만, ‘전 세계라는 데 방점을 찍고 보면 어마어마한 수치다. 전 세계의 1퍼센트를 좀 넘는 면적이 그만큼 살고 있다는 얘기니까 말이다. 그렇게 모여 살면서 도시는 창의성을 배양하는 엄청난 자양분을 제공했다고 한다. 사람들의 접촉이 늘어나면서 아이디어의 교환이 늘어나고, 그게 창의성의 증진으로 이어진다는 것이다. 그 효과는 산술적인 것이 아니라 기하급수적인 것이라고 한다. 그러나 도시는 많은 문제를 안고 있다. 사람들이 모여 살면서 생기는 문제다. 도시민들은 에너지를 더 많이 쓰고 있으며, 온갖 오염 물질들도 더 많이 만들어낸다. 교통 문제 등으로 낭비하는 시간과 에너지도 엄청나다. 지구의 문제는 대체로 도시의 문제이기도 하다.

 

사실 도시는 인간의 발명품이라고 할 수 있다. 모여 살면서 얻을 수 있는 이익이 많았기에 퍼져 나갔고 지금의 거대 도시까지 생겨났다고 할 수 있다. 그렇다면 이 도시는 어떻게 움직이는 것일까? 도시를 만들고 지탱하는 과학은 무엇일까? 로리 윙클리스가 끊임없이 질문을 던지고 답을 찾아간 것이 바로 그런 것이다.

 


 

 

로리 윙클리스는 도시의 역사에 대해서는 과감히 생략하고 현대의 도시에 집중하고 있다. 현대의 도시를 이루는 것이 무엇인지를 파악하고 그것들이 어떤 과정을 거쳐서 현재에 이르렀는지, 그것의 이점과 단점이 무엇인지, 단점을 극복하기 위한 과학자, 공학자들의 노력은 무엇인지, 그래서 도시의 미래는 어떤 것일지, 그런 것들에 대해 찾고 답하고 있다.

 

그녀가 현대 도시의 핵심으로 삼고 있는 것은 다음과 같은 것들이다.

빌딩, 전기, 상하수도 시설, 도로, 자동차, 열차, 네트워크.

어찌 보면 도로나, 자동차, 열차와 같은 것은 다 한 주제로 묶을 수 있는 것인데 나눈 것이 이채롭다. 아마도 각각의 것들이 그만큼의 중요성을 갖고 있다고 판단한 것일지도 모르겠고, 또 그만큼의 글 분량이 나오고 있기도 하다. 그리고 그것들을 개선하기 위한 노력들이 서로 연관되어 있기도 하지만 또 개별적으로 이루어지고 있기도 한 사정과도 관련이 있는 듯하다.

 

도시의 과학을 설명하기 위해서 수백 미터를 가뿐히 넘는 빌딩이 이루는 마천루(나는 이 책에서 마천루의 마천이 摩天, 하늘을 긁는다라는 뜻이라는 걸 처음 알았다. 영어(skysacper)로도 그런 뜻인데 미처 몰랐다)에서 시작하는 것은 당연해 보인다. 바로 그게 도시의 외관이니까. 역시 당연한 얘기지만 그저 높이 올리는 기술만이 전부가 아니다. 높이 올릴수록 부딪히는 문제를 해결하면서 지금의 부르즈 할리파나 롯데월드타워 같은 초고층빌딩이 나왔다.

 

빌딩이 도시의 외관을 장식한다고 한다면 그 안에서 정작 도시를 움직이는 것은 전기나 상하수도 시설이라고 할 수 있다. 이 부분에서는 로리 윙클리스도 전기나 상하수도 시설에 관한 역사를 얘기하지 않을 수 없는데, 인상 깊은 부분은 전기가 어디서 없는 것을 만들어낸 것은 아니라는 점이다. 또한 현재 전기를 생산하는 게 도시가 아니란 점이다(물론 미래에는 그렇게 될 수도 있다). 그러니까 도시는 도시가 아닌 지역에 도시를 움직이는 동력을 얻고 있다는 얘기가 된다.

 

도로를 도시의 혈관이라고 한 것은 매우 적절해 보인다. 딸이 도시를 만드는 게임에 대해서 얘기하면서 가장 신경 쓰이고 늘 실패하는 게 도로를 만드는 것이라고 하는데, 아무리 계획된 도시라고 하더라도 도로 문제는 잘 해결이 되지 않는 문제라는 점에서 정말 민감한 문제라고 할 수 밖에 없다. 그런데 이 도로 얘기를 하면서 많은 할애한 것은 다리인데, 어쩌면 저자가 다리에 더 관심을 가질 수 밖에 없는 이유가 있지 않을까 싶기도 하다.

 

이미 얘기했지만 도로와 자동차, 열차는 불가분의 관계가 있다. 모두 이동을 위한 수단이니까 말이다. 그런데 이 부분에서 집중하는 부분이 좀 다르다. 자동차는 미래에 관한 얘기인데 반해서, 열차는 현재에 더 많이 할애하고 있다. 자동차가 발전할 여지가 많고, 열차는 그렇지 않은 것 같은 이유가 있기도 하다. 그런데 열차 역시 그 역할이 다하지 않을 것으로 보이고, 여러 면에서 미래에는 달라질 것은 분명하다.

 

도시에 이 모든 것들은 네트워크를 통해 연결되어 있기 때문에 의미를 갖게 된다. 그런 면에서 네트워크야말로 도시의 전제 조건이면서 결과이기도 하다. 로이 윙클리스는 GPS 등과 같은 네트워크를 가능케 하는 과학에 대해서 이야기하고 있는데, 이런 GPS에 우리가 의존하는 정도를 보니까 문득 걱정이 든다. GPS가 문제가 생기면 우리의 생활은 어떻게 될까? 도시는 편리하지만, 또한 견고해보이지만, 그 바탕에는 매우 허약한 부분이 있다는 얘기다.

 

도시는 발전할 것이다. 그저 무인 자동차로 이동하고, 도시에서 작물을 키우고, 빌딩의 벽면에 설치한 장치로 태양열 발전을 하는 등의 얘기이기도 하지만, 그보다 더 본질적인 면이 달라질 수도 있다. 어쩌면 사람 사이의 연결의 질이 달라질 수도 있다. 지금보다 매우 파편적이 될 수도 있지만, 그 반대일 수도 있다. 도시가 자생적인 능력을 더 키울 수도 있고, 혹은 너무 거대해지면서 쇠락의 길로 접어들 수도 있을 것이다. 그렇게 보면 도시는 아직도 여러 갈래 길에서 가능성을 지닌 존재다. 지금도 도시는 과학을 통해 만들어졌고, 지탱되고 있고, 앞으로도 과학이 그 길을 밝히겠지만, 결국은 사람이 그 과학을 이용할 것이다. 그래서 문제는 사람이지 않을까 

 

 

7명이 이 리뷰를 추천합니다. 접어보기
구매 도시를 움직이는 모든 것들의 과학
내용 평점3점   편집/디자인 평점3점 | d********u | 2021.03.10

도시를 구성하는 것들 중 빌딩, 전기, 상하수도, 도로 자동차, 열차, 네트워크 로 나누고 거기에 들어간 과학기술들을 설명해준다. 어떤 것들은 몰랐던 것들도 있고 어떤 것들은 이미 아는 것들도 있었다.

 볼만은 했지만 그렇게 인상적인 내용이 많지는 않았다. 현재의 기술 뿐만 아니라 미래에 대한 기술도 상당히 할애를 했는데 아직 완전히 검증되거나 실용화되지 않은 기술도 많았다. 이 부분이 오히려 관심이 있었던 현재의 기술부분의 분량을 줄여버린 것 같아 아쉬웠다.

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