도서 소개

공학(engineering)이란 단어를 사전에서 찾아보면 ‘공업분야의 노동생산력과 생산품 성능을 향상하고 발전시키기 위해서 활용되는 응용과학기술을 연구하는 학문’이라고 설명하고 있다. 공학을 아주 간단히 설명하자면, 과학을 실생활에 쓸모 있게 응용한 응용과학이다.

많은 사람들이, 심지어 공대생들조차 과학과 공학이 어떤 차이인지 구분하지 못할 때가 있다. 그런데 미국 제트추진연구소(JPL)의 초대소장을 지냈던 유체공학자 시어도어 폰 카르만 박사는 공학이 무엇인지와 더불어 과학과 공학이 어떻게 다른지 한마디로 설명했다.

수학과 물리학, 화학, 생물학과 같은 기초과학이 자연현상에 대한 지적호기심에서 출발해 사물의 본질을 탐구하는 학문이라면, 공학은 이러한 기초과학을 실제 필요에 따라 무언가를 만들어내기 위해 응용하는 학문이다. 게다가 똑같은 과학적 원리를 이용한다 하더라도 정답이 하나만 있는 것이 아니라 만드는 사람에 따라, 쓰는 사람에 따라, 사회문화적 배경에 따라 다양하게 기술적 조합을 이뤄낼 수 있기 때문에 다양성이 풍부하고 높은 창조성이 요구되는 점이 공학의 큰 매력이다.

  출판사 리뷰

취업률이 갑이라는 공학, 왜?
2016년 7월 이 땅의 ‘공대생’들에게 반가운 뉴스가 하나 보도됐다. 2015년 공학계열 취업률이 82.8퍼센트로 역대 최고, 모든 대학 전공계열 중 최고였다는 보도다(<대학 전공계열별 고용 현황과 추이>(김두순 전임연구원, 한국고용정보원) 인용). 아직 작년 통계는 나오지 않았지만, 꼭 통계를 보지 않더라도 최근 취업률에서 인문사회계열의 하락세와 더불어 이공계열의 상승세가 꾸준하다. 학문과 대학과 전공을 취업률로 재단하는 현재 우리 모습이 썩 반갑지는 않지만, 청년실업이 사상 최대를 갱신하고 있는 한국 사회에서 취업률이 중요하지 않다고는 아무도 말할 수 없을 것이다.
그렇다면 왜 공학이 이렇게 각광받고 있을까? 여러 이유가 있겠지만, 가장 중요한 이유는 인간 사회가 과학기술의 사회이기 때문이다. 지금 주변을 돌아보자. 과학기술력으로 태어나지 않은 것이 없다. 전기, 수도, 가스, 컴퓨터, 핸드폰, 집과 건물, 자동차, 도로... 너무 많아서 다 열거하기도 힘이 든다.
근대과학이 발달하기 시작한 200년 전에는 어땠나? 그때도 의식주, 도시건설, 이동, 전쟁 등에 어마어마한 과학기술력이 투입됐다. 그럼 그보다 훨씬 이전에는 또 어땠나? 인간을 호모 파베르(Homo faber)라고도 한다. ‘도구를 만들어 사용하는 인간’이라는 뜻이다. 인간은 기술을 만들고 사용하는 데 뛰어난 능력을 지녔다. 그리고 그 능력이 지금의 인류문명을 만들어낸 원동력이고 말이다.
공학계열 중에서도 각광받는 분야는 시대에 따라 달라져왔다. 건축붐이 일었을 때는 건축공학이 많은 사람들의 관심을 받고, 지금처럼 컴퓨터가 사회의 기반이 된 때에는 컴퓨터공학이 큰 관심을 받는다. 그밖에도 사회를 만드는 가장 기본적인 전기, 화학, 기계, 재료, 생명 등 공학에는 다양한 분야가 있고, 각 분야도 여러 분야로 세분되어 있다. 미래에 어떤 산업이 성장동력이 될 것인가에 따라 새로이 각광받는 공학분야가 생겨나기도 한다.
그런데 가장 기본적인 질문이 빠진 것 같다. 공학이 도대체 뭐지?

“과학은 탐구하고 공학은 창조한다”
공학(engineering)이란 단어를 사전에서 찾아보면 ‘공업분야의 노동생산력과 생산품 성능을 향상하고 발전시키기 위해서 활용되는 응용과학기술을 연구하는 학문’이라고 설명하고 있다. 좀 와닿지 않는다.
공학을 아주 간단히 설명하자면, 과학을 실생활에 쓸모 있게 응용한 응용과학이다.
많은 사람들이, 심지어 공대생들조차 과학과 공학이 어떤 차이인지 구분하지 못할 때가 있다. 그런데 미국 제트추진연구소(JPL)의 초대소장을 지냈던 유체공학자 시어도어 폰 카르만 박사는 공학이 무엇인지와 더불어 과학과 공학이 어떻게 다른지 한마디로 설명했다.

“과학자는 현존하는 것을 탐구하고, 공학자는 존재하지 않는 것을 창조한다.”

수학과 물리학, 화학, 생물학과 같은 기초과학이 자연현상에 대한 지적호기심에서 출발해 사물의 본질을 탐구하는 학문이라면, 공학은 이러한 기초과학을 실제 필요에 따라 무언가를 만들어내기 위해 응용하는 학문이다.
게다가 똑같은 과학적 원리를 이용한다 하더라도 정답이 하나만 있는 것이 아니라 만드는 사람에 따라, 쓰는 사람에 따라, 사회문화적 배경에 따라 다양하게 기술적 조합을 이뤄낼 수 있기 때문에 다양성이 풍부하고 높은 창조성이 요구되는 점이 공학의 큰 매력이다.

공학 이야기 첫 번째 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》
‘공대생도 잘 모르는 공학’이라니...? 이 말은 고도로 세분화된 여러 공학분야 사이의 벽을 의미하는 것이 아니다. 오히려 공학의 매우 기본적인 부분을 의미한다.
공학의 기본은 ‘쓸모를 궁리하고 만드는’ 것이다. 그러기 위해서는 있던 것을 탐구하는 것을 넘어 없던 것을 창조하고, 정답찾기를 넘어 수많은 정답을 만들어가고, 사람과 사회에 끊임없이 관심을 기울이며, 계속해서 삶에 응용해가는 자세가 필요하다.
무엇보다 엉뚱한 공상과 기발한 생각, 주변에 대한 민감성이 중요함에도 많은 공대생들이 전공서적에만 파묻혀 있다. 난해한 수식으로 표현된 공학이론 속을 헤매다 ‘세상을 널리 이롭게 한다’는 공학의 본분을 망각하기도 하는 우리 학생들의 모습이 늘 안타까웠던 저자는 학생들이 딱딱하고 어려운 공학을 조금이라도 재미있고 쉽고 유연하게 받아들일 수 있도록 ‘이론+응용+재미’의 3박자를 갖춰 강의해왔다.
아울러 우리 주위 모든 것들이 공학임에도 불구하고 공학이 무엇인지 잘 모르거나 관심을 갖지 않는 보통 어른들과 앞으로의 진로를 고민하는 청소년들에게 공학이 사실은 너무나 재미있고 매력적인 학문임을 보여주고 싶은 바람이 있었다.
그리하여 강의실에서의 내공과 평소의 바람을 담아 이 책 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》를 쓰게 되었다.
여기 소개된 이야기 대부분은 대한설비공학회 《설비저널》에 연재된 내용을 정리한 것이다. 2007년 《공학으로 세상을 말한다》라는 제목으로 초판이 출간된 이래 과학기술부 우수과학도서(현 한국과학창의재단 우수과학도서)와 한국출판문화산업진흥원 청소년권장도서 등에 선정되고, 공과대학의 부교재나 대입논술 자료로 활동되기도 하는 등 많은 사랑을 받았다. 그리고 10년이 지난 지금 시대에 맞지 않는 내용들은 들어내고, 설명이 부족한 부분은 보완하여 개정판을 내게 되었다.
독자들은 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》를 통해 기초지식을 탐구하는 순수과학과는 또 다른, 실생활의 응용과 창의성을 강조하는 공학적 사고와 부담 없이 접할 수 있을 것이다.

공학 이야기 두 번째 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》
우리는 초등학교에서 대학교에 이르기까지 오랜 기간 교육을 받으면서 많은 지식을 습득한다. 그 과정에서 지적 호기심을 불러일으키고 사고능력을 키우는 것은 정말 중요하다. 그런데 머릿속에 많은 양의 지식을 축적하는 데 그치려는 경우가 많다. 특히 과학적 지식에 대해서는 그런 모습을 적잖이 보게 된다.
왜 그렇지? 진짜 그럴까? 하고 비판적으로 생각하기보다는 과학이라는 이름이 주는 무게감 때문인지 의심 없이 당연한 것으로 받아들인다.
많은 사람들이 과학적 원리나 이론을 주어진 사실대로만 이해하려고 하고, 이해가 잘 되지 않으면 심지어 통째로 외워버린다. 그 원리나 이론에 이르기까지 과학자들이 어떻게 생각하고 어떻게 접근해갔는지에 대해서는 그다지 관심을 두지 않는다. 그러니 결과적으로 이미 알고 있다고 생각하는 과학 지식에 대해서 사람마다 이해의 정도가 다르게 나타난다.
과학은 사실만이 아니라 사실에 도달하기까지의 ‘과정’도 중요하고, 그 과정의 이해 정도가 과학 지식의 이해 정도를 결정하기 때문이다. 더욱이 과학의 한 분야인 공학은 응용과학으로서 과학적 사실과 그 사실에 닿기까지의 과정, 다시 말해 과학에 관한 총체적인 이해의 정도가 매우 큰 역할을 한다.
사물에 대한 관찰력, 호기심, 비판능력, 상상력은 과학과 공학을 함에 있어서 기본적으로 갖추고 있어야 할 사고능력인 동시에 사람이 살아가는 데 있어서도 꼭 필요한 사고능력이다. 특히 정신적으로 풍요로운 삶을 살아가고 싶다면 필수인 능력이자 ‘생각하는 습관’이다.
남이 가리키는 곳만 바라보지 않고, 남이 가르쳐준 대로만 생각하지 않고, 흔하게 볼 수 있는 것도 다르게 보고, 다르게 생각하고, 엉뚱하게 연결도 시켜본다면 별것 아닌 것 같지만 커다란 기쁨을 얻을 수 있을지도 모른다.

이 책의 제목은 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》다. 저자의 전작 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》와 마찬가지로 공대생은 물론이고 ‘보통 사람들도 쉽고 재미있게 읽을 수 있는 공학책’이다.
둘 다 공학과 관련이 있는 사람이든 그렇지 않은 사람이든 누구나 읽을 수 있다. 저자가 공대에서 학생들을 가르치고 있는 교육자인 만큼 많은 공대생들이 ‘쓸모를 궁리하고 만드는’ 공학의 기본에 집중하기보다는 어려운 전공서적에만 파묻혀서 공학자라면 무엇보다 중요한 엉뚱한 공상과 기발한 생각, 주변에 대한 민감성을 계발시키지 못하는 현실을 환기시켰으면 하는 바람이 크지만, 공학과 크게 관련이 없는 보통 사람들에게도 과학적이고 공학적인 생각들, 생각하는 방법이 일상을 살아가는 데에 크게 도움이 됨을 강조하고 싶은 바람 역시 크다. 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》는 두 번째 바람을 더 강조한 제목이라고 할 수 있다.
학생들이 딱딱하고 어려운 공학을 조금이라도 재미있고 쉽고 유연하게 받아들일 수 있도록 ‘이론+응용+재미’의 3박자를 갖춰 강의해온 저자는 강의실에서의 내공과 평소의 바람을 담아 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》를 출간했고, 이어서 이번에는 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》를 출간한다.
전작 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》와 마찬가지로 이 책에 실린 이야기 대부분은 대한설비공학회 《설비저널》에 연재된 내용을 정리한 것이다. 전작이 2007년 처음 출간된 이래 과학기술부 우수과학도서(현 한국과학창의재단 우수과학도서)와 한국출판문화산업진흥원 청소년권장도서 등에 선정되고, 공과대학의 부교재나 대입논술 자료로 활동되기도 하는 등 많은 사랑을 받았다.
이번에 새로 출간된 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》 역시 기초지식을 탐구하는 순수과학과는 또 다른, 실생활의 응용과 창의성을 강조하는 공학적 사고와 부담 없이 접하도록 할 수 있을 것이고, 독자들의 많은 사랑을 받을 수 있으리라 기대된다.

공학 이야기 세 번째 《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》
《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》는, 공대생이라면 어떤 전공을 선택하든 반드시 배워야 하는 기본적이고 필수적인 지식을 다룬다. 공대에서 배우는 과목은 전공과 분야에 따라 정말 다양하지만, 세분화된 전공 지식을 쌓기 위해 반드시 배워야 하는 과목이 있다. 수학과 과학, 모델링, 실험과 실습, 설계가 바로 그런 지식이다. 공대생은 이러한 지식을 토대로 수학적·과학적 사고를 배우고 실험정신과 창의력을 키우면서 ‘엔지니어링’에 필요한 접근방법과 사고방식을 익히게 된다. 무엇이든 기초가 튼튼해야 하듯이 수학, 과학, 모델링, 실험, 실습, 설계라는 기초 체력을 튼튼히 쌓아 놓은 공대생이라면 장래 훌륭한 엔지니어가 될 것이다.
《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》에서 강조하는 것은 ‘엔지니어링 마인드’다. 공학에서 수학은 단순한 문제 풀이가 아니라 수식에 담긴 스토리를 번역하는 일이라는 점, 또 현실을 수식으로 번역하는 일이라는 점, 자연의 원리는 모르면서 외워서 쓰는 과학 법칙은 별 소용이 없다는 점, 복잡한 실제 세상을 다듬어서 간단하게 수식으로 표현하는 모델링 작업이 엔지니어에게 매우 중요한 일이라는 점, 무엇을 하든 직접 만들어보고 눈으로 확인하는 작업은 늘 중요하다는 점을 마음속에 새긴다면 좋은 엔지니어가 되는 데 밑거름이 되어줄 것이다.
이제 공학 기술은 엔지니어의 전유물이 아니다. 공대생들이 알아야 할 기본 지식들은 현대인의 필수적인 교양이기 때문이다. 복잡한 계산을 위해 발명된 기계인 컴퓨터가 모든 사람들의 필수품이 되었듯이, 이제는 인공지능이 우리 삶 곳곳에 영향력을 넓혀가고 있다. 그러므로 공학 기술은 이제 공대생들만 알아야 할 전문 지식이 아니라, 현대인이라면 누구나 관심을 가지고 이해해야 하는 기초 상식이 되었다. 이제 막 다가온 4차 산업시대에서는 공학적 마인드로 세상을 바라보고 분석할 필요가 있다. 공학적 지식은 현대인의 필수적인 교양이 되었다.

공학 이야기 첫 번째 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》에는 어떤 이야기가?
《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학이야기》는 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 ‘공대생’들을 가르쳐온 ‘공대 교수님’이 공대생과 청소년, 공학에 대해 잘 모르는 일반인들에게 공학을 재미있게 소개하기 위해 쓴 책이다.
이 책은 4개 부, 54개 장으로 구성되어 있으며, 모두 일상에서 가져온 이야기를 통해 과학적 원리와 공학이론을 소개한다. 어렵고 딱딱한 이론이나 수식이 아니라 우리 주변에서 흔히 만날 수 있는 상황이나 현상을 통해 공학을 이야기하기 때문에 공학의 기본과 본분, 공학자의 역할과 자세에 대해서 많은 사람들에게 공감을 얻을 수 있을 것이다.
1부 살피고 재고 맛보고에서는 주로 관찰과 측정, 단위에 대해서 이야기한다. 공학은 머릿속에서 탐구하고 진리를 찾는 것을 넘어 실생활에서 사용돼야 하기 때문에 실제를 관찰하고, 제대로 측정하고, 현실적으로 정확하게 단위를 맞추는 작업이 아주 중요하다. 1부에서는 중국 초나라 공왕의 이야기, 일거수일투족이 기록되는 현대사회, 나이 들어감에 따라 시간이 빨리 간다는 느낌, 코끼리 무게 재는 법, 몰래카메라 등의 소재를 통해 공학을 소개한다.
2부 수와 식으로 그린 자연에서는 이 책에서 수식이 가장 많이 나온다. 너무 부담 갖지 않아도 된다. 이해하기 힘든 수식은 거의 나오지 않으니까. 공학 역시 여느 과학과 다를 바 없이 수식으로 자연을 표현한다. 공학자의 머릿속에 가득한 수식은 어떻게 세상과 만나는 걸까? 2부에서는 아이들이 수를 배우는 과정을 통해 허수 i를 소개하고, 공평함을 강조하는 옛날 한 고을원님의 이야기를 통해 다양한 평균을 설명하고, 같음과 다름의 여러 측면을 통해 ‘=’에 대해 이야기한다.
3부 자연의 법칙이 생활 속으로에서는 주로 열과 에너지에 관한 내용이 소개된다. 유학 시절 칠면조를 맛있게 굽기 위해 열전달 이론을 동원한 이야기, 찜질방 안에서 우리가 열사병이 걸리지 않는 이유, 휴가기간 동안 온갖 게으름을 피우며 우주의 ‘열적 죽음’을 조금이나마 늦춘 이야기 등을 소개한다.
4부 공학자의 생각은 공학자의 세상이야기다. 결국 사람과 사회 속에 존재해야 그 의미를 가지는 것이 공학임을 보여준다. 아무리 실험여건이 좋아지고 실험장치가 발전했어도 사고실험을 꼭 하면 좋겠고, 물건을 망가뜨리지 않도록 설계하는 풀 프루프 설계라는 재미있는 분야도 소개하고, 잘된 엔지니어링이 좋은 사회를 만든다는 저자의 신념도 이야기해준다.
책 속 여러 이야기들을 읽으며 부담없이 페이지를 넘기다 보면 공학이 무엇인지, 우리에게 어떤 의미인지, 공학자는 어떤 사람인지, 어떤 책임을 안고 있는지 느끼게 될 것이다.

공학 이야기 두 번째 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》에는 어떤 이야기가?
《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학이야기》는 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 ‘공대생’들을 가르쳐온 ‘공대 교수님’이 공대생과 청소년, 공학에 대해 잘 모르는 일반인들에게 공학을 재미있게 소개하기 위해 쓴 책이다.
이 책은 3개 부, 45개 장으로 구성되어 있으며, 모두 일상에서 가져온 이야기를 통해 과학적 원리와 공학이론을 소개한다. 어렵고 딱딱한 이론이나 수식이 아니라 우리 주변에서 흔히 만날 수 있는 상황이나 현상을 통해 공학을 이야기하기 때문에 공학의 기본과 본분, 공학자의 역할과 자세에 대해서 많은 사람들에게 공감을 얻을 수 있을 것이다.
1부 관찰하고 측정하고, 지식을 향한 길목에서는 주로 관찰과 측정, 단위에 대해서 이야기하고, 이렇게 모인 자료와 정보들이 지식이 되어가는 과정도 소개한다. 공학은 머릿속에서 탐구하고 진리를 찾는 것을 넘어 실생활에서 사용돼야 하기 때문에 실제를 관찰하고, 제대로 측정하고, 현실적으로 정확하게 단위를 맞추는 작업이 아주 중요하다. 또한 자료와 정보들이 그냥 쌓이기만 한다고 지식이 되는 것은 아니다. 이것들이 의미 있게 연결되어 새로운 의미를 만들어나가면서 지식이 되어간다. 1부에서는 평면각, 입체각 등 여러 가지 각도의 의미, 10진법 시간 단위, 지수적 변화, 멱법칙 등을 소개한다.
2부 차원이 없는 세상, 흐르는 일상 속에서는 공학에서 특히 중요한 ‘무차원수’에 대한 이야기가 주로 소개된다. 간단이 설명해서 차원이란 크기, 길이, 질량 등 물리량의 단위를 말하며, 무차원수는 이 단위들을 이리저리 조합해서 단위를 없앤 수를 말한다. 실제 자연을 관찰하고 해석해야 하는 공학에서는 다뤄야 하는 변수들이 엄청나게 많아진다. 이때 변수를 하나라도 정리할 수 있다면 정말 유용할 것이다. 더욱이 어떤 무차원수는 그 숫자만 봐도 물리적으로 어떤 의미인지 파악할 수 있다. 공학 분야 가운데 특히 복잡하고 어려운 유체유동 분야에서 무차원수가 많이 발견되고 사용되는데, 2부에서는 실생활에서 쉽게 접할 수 있는 바람, 물방울, 공기 등의 흐름을 통해서 무차원수 몇 가지를 소개한다.
3부 이렇게 생각하고, 저렇게 생각하고, 다르게 보이는 세상 속에서는 공학자인 저자의 이러저러한 생각들을 소개한다. ‘진짜 자유’와 자유도의 이야기, 과거 대학원생이었던 시절을 떠올리게 하는 제자 대학원생들의 이야기, 진짠지 가짠지 모르겠는 ‘엉뚱과학’ 이야기 등이 재미있게 펼쳐진다.
책 속 여러 이야기들을 읽으며 부담 없이 페이지를 넘기다 보면 공학이 무엇인지, 우리에게 어떤 의미인지, 공학자는 어떤 사람인지, 어떤 책임을 안고 있는지 느끼게 될 것이다.

공학 이야기 세 번째 《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》에는 어떤 이야기가?
《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》는 국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 ‘공대생’들을 가르쳐온 ‘공대 교수님’이 공대에서 배우는 기본적인 5개 과목을 소개한다. 이 책은 공대를 지망하는 학생들이 공대 강의를 두루 경험해볼 수 있도록 공대 강의실에서 배우는 내용을 담고 있다. 공대 4년 동안 전공을 불문하고 배우고 익혀야 하는 과목이므로 심화된 내용보다는 공대 4년 공부의 큰 그림을 보여주는 내용을 주로 다루었다. 그런 만큼 공대 재학생이거나 졸업생에게는 세분화된 전공에서 잠시 벗어나 엔지니어들이 공통적으로 추구하는 가치와 역할에 관해 생각해보는 시간도 갖게 해줄 것이다.
한편 일반적인 과학기술이나 교양 상식에 관심이 있는 일반인이라면 과학기술 교양서를 본다는 느낌으로 읽어볼 것을 권한다. 지금처럼 과학과 기술이 세상의 흐름을 좌우하는 때일수록 과학과 공학에 대한 기본지식은 세상을 읽는 데 큰 도움이 되기 때문이다.
이 책은 5부, 30장으로 구성되어 있다.
1부 공대생의 언어 수학에서는 수와 수학에 대해 이야기한다. 많은 사람들이 공학 하면 수학을 함께 떠올린다. 그도 그럴 것이 공학에서 수학은 가장 기본적인 언어이자 도구이기 때문이다. 하지만 수학에 대한 심리적인 장벽 때문에 공학마저 꺼리게 만드는 원인이 되기도 한다. 공대에서 수학을 가르치는 이유는 수학자를 기르기 위해서가 아니다. 공학에서 수학이 가장 훌륭한 ‘의사소통 수단’이자 ‘도구’이기 때문에 가르치는 것이다. 이 책에서는 공학에서 수학을 어떻게 사용하는지, 또 어떻게 사용해야 하는지 기본적인 접근방법을 소개한다. 수식이 등장하기는 하지만 겁먹을 필요는 없다. 공업 수학에서 흔히 쓰는 ‘수식의 형태’를 미리 보여주려는 의도로 실었고, 중고등학교에서 배운 내용을 담고 있는데다가, 그 이상의 전문적이고 심화된 수학은 공대에 가서 배우면 된다.
2부 공대생이 읽어야 할 자연의 법칙 과학에서는 기본적인 과학의 법칙들을 소개한다. 누구나 다 아는 기본적인 물리 법칙부터 조금은 낯선 법칙들까지 살펴본다.
여기서도 강조하는 것은, 공학에서 중요한 것은 개별 법칙에 대한 파편화된 지식이 아니라 자연의 전체 흐름을 꿰뚫는 시각이라는 점이다. 공학은 창조의 학문이다. 엔지니어라면, 복잡하고 예측하기 힘든 현실을 몇 가지 큰 흐름으로 나누거나 합쳐서 더 넓고 더 새로운 시각으로 바라볼 줄 알아야 한다. 《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》는 중고등학교에서 배운 과학법칙들을 보존, 평형, 반발, 흐름 등으로 다시 구성해 소개한다. 현실 세계에 대한 새로운 통찰을 얻을 수 있을 것이며, 엔지니어의 세상 보는 눈에 대해서도 미리 경험해볼 수 있을 것이다.
3부 복잡한 세상을 단순하게 다듬는 엔지니어링 모델링에서는 엔지니어링의 핵심이라고 할 수 있는 수학적 또는 공학적 모델링에 대해서 설명한다. 공학은 현실 밀착 학문이다. 그것이 무엇이 됐든 결국 세상에 나와서 누군가가 직접 사용해야 하는 유형 또는 무형의 물건을 만드는 학문이다. 따라서 엔지니어는 현실을 잘 다루어야 한다. 하지만 현실은 책 속 이론 문제와는 비교도 할 수 없을 정도로 복잡한 경우가 대부분이다. 영향을 끼치는 요소도 너무나 많고, 각각의 요소들이 앞으로 어떻게 변화할지 예측하는 것도 한계가 있다. 이런 때 모델링은 엔지니어의 충직한 무기가 되어준다. 모델링이란 현실을 필요에 따라 다듬고 단순화한 다음 이를 검증하며 개선할 수 있도록 하는 과정이다. 《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》에서는 모델링에 쓰이는 가장 기본적인 법칙들을 알아보고, 공대에서 하는 기본적인 공학 모델링에는 어떤 것이 있는지 살펴본다.
4부 손으로 만들고 눈으로 확인하는 일 실험과 실습에서는 공대에서 하는 실험과 실습에 대해 설명한다. 엔지니어는 두꺼운 전공책만이 아니라 직접 손으로 만들어보고 눈으로 확인하는 작업 속에서 성장한다. 이 책에서는 가장 기본적인 재료나 공구에 대해 살펴보고, 측정 표준과 기본 물리량에는 어떤 것이 있는지 알아본다. 또 실험과 실습 결과를 분석하고 그 결과를 보고서로 작성하는 방법도 설명할 것이다. 각 세부 전공별로 어떤 실험 실습을 하는지도 살펴본다.
5부 세상에 없던 것을 만들어내는 일 공학 설계에서는 공대에서 하는 다양한 설계 중에서도 가장 기본적이고 공통적인 내용을 설명한다. 엔지니어링이란 결국 엔지니어의 아이디어가 세상에 나오는 과정 전체를 일컫는다고 할 수 있다. 그러자면 지도가 필요하다. 머릿속에만 있던 아이디어가 세상 밖으로 나오도록 구체화시키는 설계가 이 지도 역할을 해준다. 공학에서는 정말 다양한 설계 과정과 기법이 있지만, 이 책은 가장 기본적인 공학 설계를 다루었다. 심화된 내용은 공대에 들어간 후 배울 것이다.
마지막으로 정말 중요한 부분을 짚는다. 바로 공학 윤리다. 공학 설계의 실패 사례를 살펴보면서 공학자가 지켜야 할 윤리와 사회적 책임은 무엇인지 다시 한 번 되짚어본다.
《공대생을 따라잡는 자신만만 공학이야기》는 단순히 공학적 지식만을 담아내는 것이 아니라 공학을 배우는 공대생이라면 어떤 사고방식과 태도를 가져야 할지, 현대를 살아가는 사람이라면 과학기술로 발전하는 세상에서 어떻게 공학적 지식들을 받아들여야 할지 고민해보는 계기가 될 수 있을 것이다.

  작가 소개

지은이 : 한화택
국민대학교 기계공학부에서 30여 년간 ‘공대생’들을 가르쳐온 ‘공대 교수님’이다.공학이란 있는 것을 탐구하는 것을 넘어 없는 것을 창조하고, 정답 찾기를 넘어 수많은 해결책을 만들어가고, 그러기까지 사람과 사회에 끊임없이 관심을 기울이며, 계속해서 삶에 응용해가는 융합학문이다. 하지만 많은 공대생들이 주위를 유연하게 둘러보지 못하고 전공서적에만 파묻혀 있다. 이 모습이 늘 안타까웠던 저자는 학생들이 딱딱하고 어려운 공학을 조금이라도 재미있고 쉽고 유연하게 받아들일 수 있도록 ‘이론+응용+재미’의 3박자를 갖춰 강의해왔다.아울러 우리 주위 모든 것들이 공학임에도 불구하고 공학이 무엇인지 잘 모르는 일반 사람들에게 공학이란 이렇게 재미있고 매력적인 학문임을 보여주고 싶었다.강의실에서의 내공과 평소의 바람을 담아 《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》를 출간한 한화택 교수는 이 책의 뒤를 이어 《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학 이야기》를 출간했다. 또한 미래 사회를 준비하기 위한 공학 전도사로서 청소년을 위한 《10대에게 권하는 공학》를 출간하고, 어린이를 위한 《너도 엔지니어가 되고 싶니》를 번역했다.한화택 교수는 서울대학교 기계공학과를 졸업한 후 동대학원에서 공학석사, 미국 미네소타대학교에서 공학박사 학위를 받았다. 마르퀴스 후즈 후Marquis Who’s Who, 국제인명센터International Biographical Center, 미국인명정보기관American Biographical Institute 등 3대 세계인명사전에 모두 등재되어 있으며, 미국 기술사 PE 자격증과 대한상사중재원의 중재인으로 등록되어 있다.국민대학교 공학대학 학장과 대한설비공학회 회장을 지냈으며, 현재 미국 냉동공조학회인 ASHRAE의 펠로우, 한국공기청정협회 편집위원장, 범부처 합동사업 추진위원장 등으로 활동하고 있다.그밖에 지은 책으로 《미적분의 쓸모》, 《실내환경학개론》, 《기계계측》, 《창의융합 공학콘서트》, 《공기청정 편람》, 《Fluid Dynamics, Computational Modeling and Applications》 등이 있고, 옮긴 책으로는 《공기조화 및 냉동》, 《유체역학》, 《열전달》 등이 있다.

  목차

《공대생도 잘 모르는 재미있는 공학 이야기》
머리말 과학은 탐구하고 공학은 창조한다

1부 살피고 재고 맛보고
1 검사체적 | 관심 범위는 어디까지?
2 라그랑주 | 물체의 움직임을 좇아서
3 상대운동 | 절대적인 것, 상대적인 것
4 시간좌표 | 한 번 가면 올 수 없는 것
5 시간과 공간 | 사이와 사이
6 한국 단위계 | 근·자·짬
7 표준 정하기 | 잰다는 것
8 차원해석 | 수식이 알려주는 것
9 무차원화 | 차원을 없애면…
10 무차원변수 | 무차원 인생의 길이
11 공학적 단위감각 | 코끼리 무게 재기
12 불확정성 원리 | 몰래카메라
13 도플러효과 | 교통경찰 따돌리기
14 푸리에급수 | 모든 신호를 처리하는 마법사
15 파동 | 생명의 바이브레이션
16 디지털 샘플링 | 세상을 보는 속도

2부 수와 식으로 그린 자연
1 오일러수 e | 안다는 것
2 허수 i | 세상의 모든 수
3 테일러급수 | 대충계산법
4 여러 가지 평균 | 모두 모두 공평하게
5 해석함수 토막 | 작은 곡선 속 세상
6 그래디언트 | 깜깜한 밤에 산꼭대기 찾아가기
7 포텐셜과 플럭스 | 산행 애니메이션
8 다이버전스와 컬 | 내보내고 회전하고
9 등식 | 같음과 다름
10 0과 1 | 음양사상
11 상관관계 | 바람과 나무통은 어떤 관계?
12 확률게임 | 로또 당첨
13 게임 최적화 | 축구경기를 더 재미있게

3부 자연의 법칙이 생활 속으로
1 열전달 | 칠면조 맛있게 요리하기
2 온도성층화 | 따뜻한 겨울 보내기
3 온열반응 | 찜질방 즐기기
4 복사냉각 | 사막에서 얼음 얼리기
5 공기조화 | 난방·냉방·환기
6 풍혈냉천 | 천연 냉장고
7 열물성 | LPG 차량 이해하기
8 에너지보존 | 폭포수 목욕탕
9 기계의 효율 | 다이어트의 진리
10 엔트로피 증가 | 생명을 유지하는 길
11 전기요금과 가스요금 | 에너지 노예 해방
12 연료전지 | 로봇의 하루 일과
13 유체흐름 | 교통체증
14 유체항력 1 | 곰보 골프공의 비밀
15 유체항력 2 | 안전한 빗방울

4부 공학자의 생각
1 사고실험 | 상상력 폭발
2 컴퓨터 사용기 1 | 청계천밸리의 파인애플-II
3 컴퓨터 사용기 2 | 매킨토시와 윈도우란 신세계
4 머피의 법칙 | 나만 재수가 없어…
5 풀 프루프 설계 | 바보를 피하는 법
6 컨설팅 | 우리의 몸값
7 역해석 문제 | 거꾸로 보기
8 리버스 엔지니어링 | 짝퉁과 벤치마킹 사이
9 발상의 전환 | 불량 테이프
10 기술문명 | 사회를 바꾸는 잘된 엔지니어링

《공대생이 아니어도 쓸데있는 공학 이야기》
머리말 과학, 외우지 말고 의심하라
공학, 의문을 갖고 개선하라

1부 관찰하고 측정하고, 지식을 향한 길목에서
1 지식의 체계 | 격물치지에서 수신제가 치국평천하까지
2 라디안 | 손마디로 거리 재기
3 스테라디안 | 일식 관찰
4 사분면 | 헷갈리는 길 안내
5 10진법 | 프랑스 혁명정부의 시간 단위
6 시간상수 | 뚝배기와 양은냄비
7 크기변수와 세기변수 | 큰 놈과 센 놈
8 정량분석과 정성분석 | 새빨간색과 255,0,0
9 선형적 변화 |미래를 예측하는 법칙
10 보간과 가중평균 | 엄마 닮았니? 아빠 닮았니?
11 지수적 변화 1 | 기하급수의 무서움
12 지수적 변화 2 | 상생과 상극
13 롱테일 법칙 | 긴꼬리가 알려주는 뜻밖의 사건

2부 차원이 없는 세상, 흐르는 일상 속에서
1 무차원수와 상사법칙 | 골치 아픈 변수 줄이기
2 에커르트 교수님 | 걸어다니는 무차원수
3 스토크스수 | 날벌레의 뺑소니 사고
4 웨버수 | 물방울의 세계
5 종속도 | 잇츠 레이닝
6 뒷전와류 | 대장 기러기의 희생정신
7 각운동량 보존 | 태풍의 탄생
8 초임계 유동 | 일영유원지 데이트
9 유맥선 | 동창회
10 칼만 보텍스 | 라면 국물 소용돌이
11 베나드 셀 | 제주도 주상절리
12 막걸리 유체역학 | 안전하게 막걸리병 따기
13 유체정역학 | 기립성 저혈압
14 사이펀 현상 | 계영배
15 인체 열전달 | 미네소타 추위
16 실내환경 제어 | 지구와 우주선

3부 이렇게 생각하고, 저렇게 생각하고, 다르게 보이는 세상 속에서
1 물체의 자유도 | 무한대의 자유인
2 스트레스 | 열대어 살리기 대작전
3 중력 해방 | 우주쓰레기
4 엔지니어의 이상향 | 스웨덴 이야기
5 창의력 | 기압계 문제
6 정보 엔트로피 | 모름의 정도
7 게임이론 |죽느냐 사느냐 그것이 문제로다
8 재미로 보는 엉뚱과학 | 절대 믿지 마시오!
9 골드버그 장치 | 단순한 삶
10 공대 대학원생 | 실험실 의식주
11 영구기관 | 발명가의 열정
12 현학적 관용문구 | 연구논문의 속뜻
13 이그노벨상 | 엉뚱한 상상력의 힘
14 엔지니어라는 자부심 | 잔인한 PE 시험
15 첨단기술 | 모래성 쌓기
16 발명과 소통 | 호모 파베르의 미래

찾아보기

《공대생을 따라잡는 자신만만 공학 이야기》
1부 공대생의 언어 수학
1 공학과 수학
2 수
수와 연산 | 미지수 | 알파벳 문자 | 상수와 변수 | 절대상수
3 수식
등호 | 차원과 단위
4 방정식
산수와 대수 | 대수방정식과 미분방정식
5 함수
함수란 | 수열과 함수 | 함수관계와 상관관계 | 함수의 특성
6 그래프
막대그래프 | 선 그래프 | 산포도 | 추세선

2부 공대생이 읽어야 할 자연의 법칙 과학
1 공학과 과학
2 보존의 법칙들
질량 보존의 법칙 | 에너지 보존의 법칙 | 운동량 보존의 법칙 | 전하량 보존의 법칙
3 평형의 원리들
힘의 평형 | 열적 평형 | 화학평형과 상평형
4 반발의 법칙들
작용과 반작용의 법칙 | 렌츠의 법칙 | 르샤틀리에의 원리
5 흐름의 법칙들
푸리에 열전도 법칙 | 옴의 저항 법칙 | 다르시의 법칙 | 퍼텐셜-플럭스 이론
6 엔트로피 법칙
열역학 제2법칙 | 통계 열역학 | 정보 엔트로피
7 엉뚱과학 이론
무거운 것이 빨리 떨어진다? | 뜨거운 것이 더 무겁다? | 열에도 관성이 있다? | 속도가 빠르면 가벼워진다? | 속도가 빠르면 차가워진다? | 바다는 무한의 에너지를 가지고 있다? | 저절로 돌아가는 영구기관을 만들 수 있다?

3부 복잡한 세상을 단순하게 다듬는 엔지니어링 모델링
1 공학과 수학적 모델링
문제 풀기 아닌 문제 만들기 | 관련 변수 찾기 | 관계식 유도하기 | 모델을 검증하고 개선하기 | 해 구하기
2 닮은꼴 법칙
모양의 닮은꼴, 기하학적 상사 | 움직임의 닮은꼴, 운동학적 상사 | 힘의 닮은꼴, 역학적 상사
3 차원해석
부피를 구하는 식의 차원해석 | 무차원화, 차원 없애기 | 무차원 변수를 구하는 방법 | 차원해석이란 이런 것
4 관계의 법칙
알기 쉬운 선형 관계 | 급변하는 지수 관계 | 흔한 듯 독특한 멱수 관계 | 통합비례법칙 정리
5 전공별로 기본적인 공학 모델링
거의 모든 공대생이 다루는 3D 모델링 | 구조역학에서 필수인 구조 모델링 | 기구를 만들 때는 기구 모델링 | 운동하는 모든 물체는 운동 모델링 | 유체의 운동은 유동 모델링 | 화학공정에서는 공정 모델링 | 교통 상황을 예측할 때는 교통 모델링 | 신호 처리에는 주파수 모델링 | 전자회로에는 회로 모델링 | 제어공학에서 주로 하는 시스템 모델링 | 인공지능 모델링 | 낙하 문제의 인공지능 모델링

4부 머릿속 아이디어를 손으로 만들고 눈으로 확인하는 일 실험과 실습
1 공대생과 실험실
2 실험실의 재료와 공구
기본 공구 | 기계 부품, 전자 부품, 화학 실험 용기 | 각종 플라스틱 재료
3 측정 표준과 기본 물리량
국제단위계 | 길이 관련 물리량과 단위 | 시간 관련 물리량과 단위 | 질량 관련 물리량과 단위 | 힘 관련 물리량과 단위 | 온도 관련 물리량과 단위 | 전류 관련 물리량과 단위
4 데이터의 분석
오차와 불확도 | 오차 분석 | 통계 분석 | 그래프 분석 | 곡선 맞춤
5 실험 노트와 실험 보고서
천재들의 노트 | 실험 노트 작성법 | 실험 보고서의 작성법 | 공학적 글쓰기
6 실험 실습 교과목
실험 계획 | 전공별 실험 실습 | 현장 실습

5부 세상에 없던 것을 만들어내는 일 공학 설계
1 설계 과목
공학 인증 | 캡스톤 설계
2 공학 설계 과정
문제를 파악한다 | 자료를 조사한다 | 대안을 탐색한다 | 최적안을 선정한다 | 모형을 만든다 | 시험 평가한다 | 결과물을 제시한다
3 창의적 기법
브레인스토밍 | 스캠퍼 기법 | 창의력 계발
4 설계도면
설계 스케치 | 투상도와 등축도 | 컴퓨터 지원 설계
5 발명과 특허
역사 속의 발명 | 지적재산권 | 특허출원 | 모순의 해결-트리즈
6 공학윤리
대표적인 설계 실패 사례들 | 공학 윤리와 사회적 책임

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