추천의 글 ... 9
여는 글 ... 13
1부 과학이란 무엇인가 ... 17
   1강 과학이란 무엇인가 ... 19
      과학이 우리에게 주는 의미 ... 23
      과학의 아름다움 ... 30
      과학적 사고 ... 39
   2강 과학적 지식 ... 45
      특정지식과 보편지식 ... 45
      이론 구조 ... 48
      좋은 이론 ... 53
      보편 이론 체계의 예 : 대칭성 깨짐 ... 56
      과학 활동의 성격 ... 63
   3강 과학의 발전과 시대정신 ... 66
      고전물리 : 운동과 빛 ... 66
      현대물리 : 상대성이론과 양자역학 ... 69
      통계역학 : 정보와 엔트로피 ... 72
      혼돈과 질서 ... 73
      협동현상과 떠오름 ... 80
      복잡계 현상 ... 83
   4강 과학의 성격 ... 85
      과학과 가치 ... 85
      과학의 객관성 ... 87
      과학의 합리성 ... 89
      과학의 역사성 ... 90
2부 물질의 구성 요소 ... 93
   5강 물리학과 물질세계 ... 95
      물리학의 분야 ... 95
      물리학의 범위 ... 98
      원자론 ... 103
      원자의 구성 입자 ... 106
      빛 : 전자기파와 빛알 ... 110
   6강 기본입자와 쿼크 이론 ... 116
      입자와 반대입자 ... 116
      중간자와 중성미자 ... 119
      입자의 분류 ... 124
      쿼크 이론 ... 127
      기본 상호작용 ... 131
      모든 것의 이론 ... 135
   7강 물리법칙의 대칭성
      물리법칙의 대칭성 ... 138
      시간 비대칭 ... 145
3부 자연현상의 역학적 기술 ... 149
   8강 고전역학 ... 151
      동역학 ... 151
      뉴턴역학 ... 156
      에너지 ... 157
      해밀턴역학 ... 163
      전자기이론 ... 165
   9강 공간과 시간 ... 172
      상대성원리 ... 172
      일정한 빛 빠르기 ... 178
      상대론의 기본원리와 결과 ... 184
   10강 특수상대성이론 ... 191
      로렌츠 변환 ... 191
      길이 짧아짐 ... 198
      단위의 결정 ... 201
      시간 늦춰짐과 쌍둥이 역설 ... 204
      4차원 시공간 ... 207
      질량의 늘어남 ... 210
      몇 가지 질문 ... 212
   11강 일반상대성이론 ... 127
      일반상대성원리 ... 219
      등가원리 ... 226
      굽은 공간과 비유클리드 기하학 ... 230
      마당방정식 ... 233
      일반상대론 현상 ... 234
      상대론과 예술 ... 238
      몇 가지 질문 ... 246
   12강 양자역학 ... 249
      양자역학의 배경 ... 250
      양자역학의 기본 개념 ... 257
      양자역학의 형식 ... 260
      양자역학의 내용 ... 264
   13강 측정과 해석 ... 270
      측정과 고유상태 ... 270
      이피아르 사고실험과 비국소성 ... 274
      슈뢰딩거의 고양이 ... 277
      양자역학의 해석 ... 280
      몇 가지 질문 ... 284
4부 혼돈과 질서 ... 291
   14강 혼돈과 질서 ... 293
      혼돈과 질서 : 역사적 조명 ... 293
      병참본뜨기 ... 297
      결정론적 혼돈 ... 305
      천체의 운동 ... 310
      혼돈 속의 질서 ... 312
      자연과 사회에서 혼돈 ... 316
      혼돈의 의미 ... 319
5부 거시현상과 엔트로피 ... 325
   15강 거시적 관점과 통계역학 ... 327
      뭇알갱이계와 거시적 기술 ... 328
      되짚기와 못되짚기 ... 333
      엔트로피 ... 334
      열과 온도 ... 335
   16강 엔트로피와 정보 ... 341
      맥스웰의 악마 ... 342
      영구기관 ... 346
      정보 ... 349
6부 우주의 구조와 진화 ... 357
   17강 관측되는 우주 ... 359
      우주의 이해 ... 360
      우주관의 변천 ... 361
      태양계 ... 368
      별과 은하 ... 371
      천체의 관측 ... 378
   18강 별과 별사이물질 ... 380
      천체의 거리 측정 ... 381
      별의 탄생 ... 384
      별의 생애 ... 390
   19강 우주의 기원과 진화 ... 402
      현대 우주론의 출발 ... 402
      불어나는 우주 ... 404
      열린 우주와 닫힌 우주 ... 406
      물질과 에너지 구성 ... 409
      우주의 역사 ... 412
      예술가가 본 우주 ... 416
   20강 우주와 인간 ... 419
      시간과 우주 ... 419
      과학이 보여 주는 우주관 ... 425
7부 복잡계와 생명현상 ... 431
   21강 복잡성과 고비성 ... 433
      복잡성 ... 437
      공간에서의 고비성 : 쪽거리 ... 438
      시간에서의 고비성 : 1／f신호 ... 445
   22강 복잡계의 물리 ... 452
      복잡계란 무엇인가 ... 454
      복잡계의 보기 ... 459
   23강 생명현상의 이해 ... 471
      물리학과 생물학 ... 471
      생명이란 무엇인가 ... 476
      생명의 핵심 요소 ... 479
      생명의 단위 ... 481
8부 과학과 현대사회 ... 485
   24강 과학과 기술 ... 487
      과학기술? ... 487
      기술의 발전 ... 491
      핵심 쟁점 ... 492
   25강 과학과 우리의 삶 ... 512
      현대사회에서 과학의 영향 ... 512
      과학의 위험성 ... 516
      과학과 사회 ... 524
      가치 관념과 과학의 발전 ... 527
      논리와 결정 불가능성 ... 530
      우리의 믿음과 희망 ... 532
      과학과 인간 ... 534
      최후의 질문 ... 538
읽을거리 ... 540
찾아보기 ... 547