혼자 물리학을 제대로 배우고 싶다면, 이 커리큘럼부터 보면 됨

이 글은 ‘물리학 독학하고 싶은데 뭐부터 해야 함?’에 대한 꽤 빡센 답변임

• 수전 리게티가 2015년에 처음 쓴 물리학 독학 가이드를 2021년에 가볍게 개정한 버전
• 처음에는 그냥 자기 지식을 정리해 올린 글이었는데, 이후 60만 명 넘는 사람이 이 글을 보고 물리학 공부를 시작했다고 함
• 독자 중에는 실제로 물리학 학부에 진학한 사람도 있고, 대학원까지 간 사람도 있었다고 함

저자가 보는 핵심은 단순함. 물리학은 ‘재능 있는 사람만 하는 학문’이 아니라, 순서대로 배우면 누구나 접근할 수 있는 분야라는 것

• 프로그래밍이나 악기, 문학 읽기처럼 시간이 걸리고 훈련이 필요한 영역이라는 관점
• 대신 대충 교양서 몇 권 읽는 방식으로는 안 되고, 수학과 교재, 문제풀이를 정면으로 통과해야 한다는 입장임

이 가이드가 흥한 이유를 저자는 두 가지로 봄

• 하나는 ‘내가 아는 걸 공유하는 것’ 자체가 생각보다 큰 영향을 만들 수 있다는 점
• 저자는 전문 물리학자가 되지는 못했지만, 학부·대학원 수준의 물리학 지식을 바탕으로 수십만 명이 참고할 커리큘럼을 만들었음
• 또 하나는 대학에 가지 않아도 물리학을 진지하게 배우고 싶은 사람이 엄청 많았다는 점

특히 저자는 학계와 출판계가 독학자를 꽤 과소평가했다고 봄

• 학계는 대학 밖에서 공부하는 사람을 진지한 학습자로 잘 보지 않았고
• 대중 과학 출판계는 독자가 진짜 물리학을 이해할 수 없다고 가정한 책을 많이 팔았다는 비판이 나옴
• 저자는 ‘진짜 물리학’을 배우고 싶은 사람이 생각보다 훨씬 많다고 봤고, 실제 반응이 그걸 증명한 셈

2021년 개정판에서는 독자 피드백을 반영해 커리큘럼을 손봤음

• 교재 판본을 업데이트하고, 학부 수준 선택 과목을 더 추가함
• 대학원 수준 선택 과목 섹션도 새로 넣었음
• 완전한 재작성이라기보다는, 6년 동안 들어온 요청을 반영한 실전 업데이트에 가까움

공부 순서는 꽤 명확하게 잡혀 있음. 미국 대학의 물리학 교육처럼 학부 과정과 대학원 과정으로 나눠 접근함

• 학부 물리학 목록의 교재를 끝까지 공부하고 각 주제를 익히면 물리학 학사 수준의 지식에 가까워진다고 설명함
• 대학원 핵심 교재까지 공부하면 물리학 석사 수준의 지식에 해당한다고 봄
• 다만 물리학 박사는 별개임. 박사는 몇 년간의 연구, 논문, 연구 경험이 필요해서 독학만으로 대체할 수 없다고 선을 그음

시작 전에 필요한 수학은 생각보다 과하게 높지 않음

• 고등학교 수준의 예비대수, 대수, 기하, 삼각함수, 예비미적분 정도면 출발할 수 있다고 함
• 미적분을 미리 다 끝내고 올 필요는 없고, 학부 과정 교재를 따라가면서 배우게 된다는 식
• 부족하면 칸 아카데미 수학 과정이나 수학 입문서를 추천함

과학 선행지식은 거의 요구하지 않음

• 생물이나 화학을 고등학교·대학 수준으로 알고 있을 필요는 없다고 함
• 물론 옆에서 보충 공부를 하면 도움은 되지만, 물리학 독학의 필수 조건은 아니라는 얘기

대중 과학서도 읽으라고 하지만, 여기서도 기준이 있음

• 문제풀이와 교재 공부만 하다 보면 ‘내가 왜 이걸 시작했지?’ 하는 순간이 오기 때문에 좋은 대중서는 동기 유지에 도움이 됨
• 다만 유명 물리학자가 쓴 책이라고 다 좋은 건 아니고, 지나치게 추측적인 책은 피하라고 조언함
• 리처드 파인만이나 프랭크 클로즈처럼 실제로 확립된 물리학을 잘 설명하는 쪽을 더 추천함

추천 대중서 목록도 난이도별로 제시함

• 쉬운 책으로는 스티븐 와인버그의 빅뱅 이야기, 파인만의 물리 법칙 강의, 프랭크 클로즈의 입자물리 입문서를 언급함
• 중간 난이도로는 킵 손의 블랙홀·시간 왜곡 책, 레너드 서스킨드의 고전역학 입문서, 파인만 물리학 강의가 나옴
• 어려운 책으로는 브루스 슘의 입자물리 책을 추천하면서, 추측에 기대지 않고 어려운 개념을 설명한다고 평가함

공부법에서 제일 강하게 말하는 건 문제풀이임. 물리학은 문제를 풀어야 이해된다는 것

• 읽고 밑줄 긋는 것만으로는 부족하고, 각 교재의 물리 문제를 직접 풀어야 한다고 함
• 답을 인터넷에서 찾을 수는 있지만, 먼저 여러 번 직접 시도하라고 강조함
• 학교에서 점수 따는 게 아니라 이해하는 게 목적이니까, 정답 확인보다 풀이 과정이 더 중요하다는 얘기

독학의 어려움도 솔직하게 짚음. 혼자 공부하면 내가 맞게 풀고 있는지 알기 어렵다는 문제

• 일부 교재는 뒤에 선택 문제 답을 싣지만, 풀이 과정이 없거나 전체 문제가 아니라서 부족할 수 있음
• 그래서 온라인에 있는 단계별 풀이를 참고할 수는 있지만, 처음부터 검색에 기대면 학습 효과가 떨어짐

저자는 물리학 교육에서 실험실보다 교재·강의·숙제가 훨씬 큰 비중을 차지한다고 설명함

• 물리학은 실험과 이론이 모두 있는 과학이지만, 대학 교육 대부분은 실험실이 아니라 교실과 교재, 숙제에서 이뤄진다는 것
• 학부 초반 실험 수업은 주로 뉴턴 법칙 같은 기초를 현실에서 확인하는 역할에 가깝다고 봄
• 대학원 과정도 핵심은 2년가량의 코어 수업, 교재, 강의, 숙제이고, 박사 과정에서야 본격적인 연구와 논문이 붙는다고 설명함

개발자에게도 은근히 적용되는 메시지가 있음. ‘진짜로 배우려면 커리큘럼과 문제풀이가 필요하다’는 점

• 머신러닝, 컴파일러, 분산 시스템도 비슷함. 블로그 글만 계속 읽으면 감은 생기지만, 결국 교재와 구현, 문제풀이를 해야 몸에 붙음
• 이 글의 가치는 물리학 자체보다도, 어려운 분야를 독학할 때 필요한 태도를 꽤 현실적으로 보여준다는 데 있음