감사의 글 ... 15
머리말
   대칭이란 무엇인가 ... 17
   음악 속 대칭 ... 20
   지구는 둥글다 ... 23
   수학과 물리학의 대칭 ... 26
   에미 뇌터를 기리며 ... 30
1장 타이탄의 자손
   우주의 진화와 그에 대한 신화적 비유 ... 35
   타이탄 ... 37
   신들의 황혼 ... 45
   지구 ... 49
   오클로 천연 원자로 ... 53
   물리법칙의 안정성 ... 55
2장 에너지와 시간
   절대로 일어날 수 없는 일 ... 57
   도대체 에너지란 무엇인가 ... 69
   다가오는 에너지 위기 ... 78
3장 에미 뇌터
   대칭은 불변성을 의미한다 ... 83
   수학과 물리학 ... 85
   에미 뇌터의 삶과 시대 배경 ... 88
   대칭과 물리학 ... 99
4장 대칭ㆍ공간ㆍ시간
   시공간 연속체 ... 103
   사고 실험실 ... 104
   공간 병진 ... 107
   시간 병진 ... 111
   회전 ... 113
   운동 대칭 ... 117
   전역 물리와 국소 물리의 비교 ... 120
5장 뇌터의 정리
   기초 물리학의 보존 법칙들 ... 125
   운동량 보존 ... 126
   에너지 보존 ... 135
   각운동량 보존 ... 143
6장 관성
   좀처럼 인지되지 않지만 분명히 존재하는 ... 151
   관성, 대칭, 태양계 역사의 요약 ... 155
   관성을 알아차리다 ... 165
   대칭ㆍ관성ㆍ물리법칙의 통합 ... 168
   뉴턴의 운동 법칙 ... 170
   가속도 ... 172
   중력 ... 176
7장 상대성
   빛의 속력 ... 183
   움직이는 관찰자가 본 빛의 속력 ... 189
   상대성 원리 ... 195
   전복된 갈릴레오의 상대성 ... 197
   아인슈타인의 상대성 ... 199
   특수 상대성의 기이한 결과 ... 204
   특수 상대성의 에너지와 운동량 ... 209
   일반상대성이론 ... 212
8장 반사
   거울 나라에서 찾은 대칭 ... 215
   반사 대칭 ... 217
   반전성 대칭과 물리법칙 ... 223
   반전성 대칭을 폐기하다 ... 228
   시간 역전 대칭 ... 235
   시간 역전 불변성과 반물질 ... 239
   CPT 대칭 ... 243
9장 깨어진 대칭
   깨어진 대칭의 재구성 ... 245
   심 끝으로 선 연필 ... 246
   자석 ... 249
   자연에서 일어나는 자발적인 대칭 깨짐 ... 255
   우주 팽창 ... 259
10장 양자역학
   고전역학의 한계 ... 263
   빛은 입자인가 파동인가 ... 266
   더욱 기이해지는 양자론 ... 273
   불확정성원리 ... 276
   파동함수 ... 280
   속박 상태 ... 285
   양자론의 스핀과 궤도 각운동량 ... 290
   동일 입자의 대칭 ... 293
   교환 대칭 : 물질의 안정성과 중성자별 ... 299
   양자론과 특수상대성이론의 만남 : 반물질 ... 302
11장 빛의 숨겨진 대칭
   전하량 보존 법칙으로 인도하는 숨겨진 다리 ... 307
   암시된 대칭 ... 309
   국소 게이지 불변성 대칭 ... 311
   복사의 양자적 과정 : 양자전기역학 ... 318
   파인만 다이어그램 ... 320
   모든 힘들의 통합을 향해 ... 328
12장 쿼크와 경입자
   최후의 마트로슈카가 될 입자 ... 331
   20세기 중반의 원자 ... 333
   쿼크 ... 337
   입자와 힘을 기술하는 표준 모형 ... 338
   강력은 게이지 대칭이다 ... 346
   약력 ... 356
   힉스 장 ... 358
   힉스 보손을 넘어서면 초대칭일까 ... 362
   철학적 관점에서 본 의견 ... 367
교육자를 위한 맺는 말 ... 371
부록
   수학에서 정의하는 대칭 ... 375
   셔먼의 미국 수학능력시험 모의고사 문제 ... 390
   연속 대칭군 ... 396
참고자료 ... 402
찾아보기 ... 434