◎ 명화를 통해 만물의 이치를 탐구하다!
물리학은 만물의 이치를 탐구하는 학문이다. 구름은 어떻게 생성되는지, 사물의 형태나 색을 어떻게 인지하는지, 소리는 어떻게 전달되는지, 자전하는 지구에서 어떻게 떨어지지 않고 버틸 수 있는지……. 물리학자는 자연과 우주의 본질을 탐구하는 사람들이다. 만물의 본질을 각자의 언어로 궁구(窮究) 한다는 차원에서 과학자의 일과 예술가의 일은 다르지 않다.
이 책은 명화에서 물리학의 핵심 개념과 원리를 찾아 소개한다. 샤갈의 성 슈테판 교회 스테인드글라스에는 퀀텀닷과 나노입자의 과학(57쪽), 다빈치의 <모나리자>에는 ‘꿈의 전자파’라 불리는 테라헤르츠파의 과학(334쪽), 마그리트의 <이미지의 배신>에는 현대물리학의 큰 축인 양자역학(309쪽), 몬드리안의 <빨강, 파랑, 노랑의 구성>에는 그래핀 같은 낮은 차원의 물질세계를 설명하는 과학(320쪽)이 담겨 있다. 그림에서 찾아낸 물리 법칙은 수식으로 설명하는 것보다 훨씬 쉬울 뿐만 아니라 아름답다. 이 책은 ‘프리즘’처럼 좀처럼 알아채기 힘든 물리학의 아름다움을 보여준다.

◎ 물리학은 예술가들에게 가장 큰 영감을 선사한 뮤즈였다!
뮤즈(muse)는 창작자들에게 영감을 주는 존재다. 르네상스 시대 예술가들의 뮤즈는 ‘인문학’이었다. 문학, 역사, 철학, 신학 등 인문학을 기반 삼아 다빈치, 미켈란젤로, 라파엘로 같은 거장들은 불멸의 작품을 내놓았다. 르네상스 시대 이후 예술가들의 뮤즈는 ‘물리학’이었다. 17세기를 기점으로 미술과 물리학의 궤적은 데칼코마니 같다.
‘상대성이론’과 ‘양자역학’은 현대물리학의 두 축이다. “태어나려는 자는 하나의 세계를 파괴해야 한다”는 헤세의 말을 증명하듯이, 20세기 초에 등장한 현대물리학은 고전물리학 체계를 송두리째 흔들었다. 현대물리학은 ‘빛이 입자인가, 파동인가?’라는 질문을 계기로 태동했다. 빛에 관한 과학적 연구는 17세기에 본격적으로 시작되었다. 네덜란드 물리학자 호이겐스는 빛이 ‘파동’이라 주장했고, 영국 물리학자 뉴턴은 빛을 작은 ‘입자’의 흐름이라고 주장했다. 빛의 정체에 대한 과학자들의 논쟁은 몇 세기에 걸쳐 진행되었으며, 20세기 양자역학에 이르러 빛은 파동이며 동시에 입자라고 결론지었다(300쪽).
현대물리학이 태동하고 빛의 정체에 대한 열띤 토론과 논쟁을 거치는 동안, 미술계에서도 빛에 대한 해석과 빛을 표현하는 방식을 두고 다양한 사조들이 쏟아졌다. 우연이었을까? 미술에서 빛을 탐구하는 작업은 호이겐스가 물리학에서 빛에 관한 논쟁을 점화한 17세기 네덜란드에서 시작되었다. 렘브란트(98쪽)와 베르메르(127쪽)는 그림에서 조명에 불과하던 빛을 그림 안으로 적극적으로 끌어안았다. 두 화가가 즐겨 사용한 빛 표현은, 캔버스에 그들의 정체성으로 각인되었다.
광학의 도움을 받은 인상주의 화가들은 물체의 색은 물체가 반사하거나 물체를 투과한 ‘빛’이라는 사실을 알게 됐다. 인상주의 화가들은 캔버스를 들고 밖으로 나가 빛에 의해 시시각각 달라지는 자연을 묘사하기 시작했다. 곧이어 신인상주의, 입체주의, 야수파, 초현실주의, 옵아트 등 짧은 시간 다양한 사조가 등장하며 미술계가 요동쳤다. 19세기 말에서 20세기 초반 미술계는, 빛의 정체를 분석하고 이를 뒷받침할 새로운 이론이 끊임없이 등장해 증명과 반박을 거듭하며 이루어낸 현대물리학의 발전과 그 맥을 같이 한다(306쪽).

◎ 이성과 감성의 융합으로 맺은 꽃, 캔버스에서 피어나다!
“누군가는 내 그림에서 시(詩)를 보았다고 하지만, 나는 오직 과학만 보았다.”
점묘법을 개발한 신인상주의 화가 쇠라가 한 말이다. 쇠라는 그림은 선으로 그려야 한다는 미술사의 오랜 고정관념을 과감하게 깬 화가이자, 직접 수많은 실험과 시행착오를 통해 자신의 이론을 스스로 증명하고자 했던 실험가였다. 그는 광학과 물리학을 집요하게 탐구했다. <그랑드 자트 섬의 일요일 오후> 단 한 점을 완성하기 위해 2년간 40여 점의 스케치와 20여 점의 소묘를 그렸다. 캔버스를 가득 채운 작은 점들은 물리학을 바탕으로 치밀히 계산한 결과들이다(159쪽).
잭슨 폴록은 커다란 캔버스에 물감을 흘리고, 끼얹고, 튀기고, 쏟아 부으며 온몸으로 그림을 그렸다. 물감이 퍼져나가는 방향과 속도는 예측할 수 없다. 우연의 중첩 효과에 기반을 둔 폴록의 페인팅 기법은 양자역학을 이해하는 핵심 개념인 ‘불확정성의 원리’와 맞닿아 있다. 불확정성의 원리는 양자역학의 세계에서 입자의 속도와 위치를 정확히 아는 것은 불가능하며, 초기 조건을 알더라도 결코 미래 상태를 정확히 예측할 수 없다는 것이다. 무질서한 정도를 뜻하는 엔트로피는 자연계에서 항상 증가하는 방향으로 나타난다. 아무것도 재현하지 않은 듯 보이는 폴록의 무질서한 그림이 자연을 가장 잘 재현하고 있다(254쪽).
고흐는 생전에 단 한 점의 그림밖에 팔지 못했다. 숨 쉬듯 그림을 그렸으나, 작품을 팔지 못한 화가는 궁핍할 수밖에 없었다. 종이 살 돈도 부족해 그림 뒷면에 그림을 그렸고, 모델 살 돈이 없어 자신을 모델 삼아 거울을 보고 자화상을 그렸다. 고흐의 연인 세가토리는 모델이 되어 가난한 고흐 앞에 섰다. 그렇게 탄생한 그림이 <카페에서, 르 탱부랭의 아고스티나 세가토리>다. 광학 기술이 발전해 엑스선, 적외선, 테라헤르츠파 등 다양한 파장대의 빛이 미술품 분석에 활용되고 있다. 반 고흐 미술관이 이 그림을 엑스선으로 촬영했더니, 놀랍게도 밑그림에서 다른 여인의 얼굴이 나타났다! 가난한 고흐는 캔버스를 재사용했다. 빛은 화가의 가난 때문에 영원히 세상에 나오지 못 할 뻔했던 그림을 보여줬다(360쪽).
빛의 본질을 탐구하던 물리학에서 출발한 ‘파동’이 화가에 이르러 사람들의 마음을 요동치게 만드는 예술이 되었다. 이 책은 물리학과 미술의 상호작용으로 잉태된 작품을 통해 현대물리학을 쉽게 풀어낸다. 물리학자의 시선에서 그림을 감상한다면 새로운 감동을 느낄 수 있을 것이다.

∙ 4세기경 제작된 로마 시대 컵 안에 퀀텀닷TV의 핵심 기술이 들어있다?(65쪽)
∙ 달리가 <비키니 섬의 세 스핑크스>에 아인슈타인의 얼굴을 숨겨 놓은 까닭은?(272쪽)
∙ 고흐가 연인을 모델로 그린 <카페에서, 르 탱부랭의 아고스티나 세가토리>에 엑스선을 비추자 떠오른 다른 여인의 정체는?(358쪽)
∙ 캔버스에 물감을 흘리고, 끼얹고, 튀기고, 쏟아 부으며 그린 잭슨 폴록의 <가을 리듬(No. 33)>은 자연을 가장 정확히 묘사한 풍경화다?(254쪽)
∙ 피카소의 <아비뇽의 여인들>에 ‘양자 체셔 고양이’의 핵심 개념이 담겨 있다?(289쪽)
∙ 위조화가가 경찰의 삼엄한 감시를 받으며 3개월간 집에 갇혀 그림을 그린 까닭은?(345쪽)
∙ 마그리트의 <데칼코마니>는 메타물질을 예견한 그림이다?(279쪽)