이과계열 과목 공부법(1)

전기직 과목을 공부할 때 가장 먼저 이해해야 할 본질적인 차이가 있다. 법이나 행정 관련 과목과 달리 이과계열의 과목은 자연현상을 기반으로 한다는 점이다.

공학에서 배우는 많은 내용은 자연현상을 관찰하고, 그 관찰을 통해 얻어진 자연 법칙에서 시작한다. 그렇기에 처음부터 모든 내용에 대해 ‘왜?’라고 따지기보다는 무엇이 관찰되었고, 그 결과가 어떤 법칙으로 표현되었는지를 정확히 이해하고 받아들이는 것이 중요하다.

법과 행정은 인간 슬롯의 약속이다. 따라서 어떤 제도나 규정이 만들어진 배경과 맥락을 이해하면 공부에 큰 도움이 된다. 하지만 자연현상은 다르다. 자연은 인간이 정한 규칙에 따라 움직이는 것이 아니다. 물론 과학자에게는 ‘왜 이런 현상이 나타나는가?’라는 질문이 중요하다. 그러나 적어도 시험을 준비하는 수험생이라면 그 질문을 지나치게 깊이 파고드는 것이 반드시 좋은 공부법이라고 할 수는 없다. 특히 처음 배우는 내용이 우리의 일상적인 직관이나 경험에서 크게 벗어나지 않는다면, 우선은 해당 내용을 받아들이고 시작하는 편이 좋다.

예를 들어 전계에 관한 가우스 법칙을 보자.

가우스 법칙은 미분형으로 표현하면 전계의 발산량은 전하밀도를 유전율로 나눈 값과 같다는 내용이고, 적분형으로 표현하면 폐곡면을 통과하는 전속의 총량은 그 폐곡면 내부의 총전하량과 같다는 내용이다. 같은 자연현상을 수학적으로 서로 다른 형태로 표현한 것이다.

그러면 이제 우리가 해야 할 일은 이 법칙을 구성하는 수학 기호가 무엇을 의미하는지 정확히 이해하는 것이다.

먼저 ‘발산’이 무엇인지 알아보자.