상대성 이론하면 아인슈타인이 떠오르게끔 우리는 배워왔다. 이 책은 그 유명한 상대성 이론이 무엇인지 설명해주었다. 읽으면서 내가 어렴풋이 알고 있었던 이 이론이 알고 보면 내가 알고 있었던 것과는 전혀 다른 차원의 이야기인 것을알고 나는 놀랐다. 한편으로 과학자의 길을 걸어오지 않았던 특허청의 직원이었던 아인슈타인이 이렇게 놀라운 진리를 발견해 낸 것이 대단하다고 생각했다. 

     더구나 이 논문을 20대에 발표를 했으니 이 사람 자체가 천재인가 생각이 되어서 어떤 과학자들은 아인슈타인의 뇌를 연구하여 이 뇌가 다른 사람보다 크다라는 결론을 내린 글을 본 기억이 나는데 잘 모르겠다. 한가지 확실한 것은 특허청에서 근무하면서 아인슈타인은 특정한 문헌에 대해 많이 노출될 수 있는 기회가 다른 사람보다 많았고 이 분은 그 기회를 아주 잘 활용한 것은 아닌가 한다. 

     한글로 번역이 되어 있어도 과학적인 기초가 별로 없는 나는 읽기는 읽는데 무슨 내용인지 잘 몰라서 몇번 더 읽어야 했다. 과학 공식이 나올때는 외국어 처럼 느껴졌다. 학생때는 그래도 과학이나 수학공식이 나오면 이게 무슨 뜻인지 조금 이해는 했는데 이제는 외국어, 아니 외계어로 다가오는 것 같다.  그 공식들을 풀어서 글로 설명을 해 놓아도 머릿속에 잘 그림이 그려지지 않으니 어렵다는 생각이 들었다. 즉 그유명한 공식 E=mc2이라는 공식을 나는 달달 외우기만 했지 이해를 하지 않고 넘어가서였기 때문이다. 

     내가 잘 이해 했다면 이 상대성 이론은 시간, 공간, 질량, 에너지 이렇게 네 가지 요소가 있어야 설명이 되며 이 요소가 어떻게 작용하는지 알고, 기준이 어디이냐에 따라 그 개념과 결과가 다 달라진다는 것이 이 이론의 핵심이다. 즉 이 요소들은 우리 눈으로 잘 볼 수 없지만 시간과 공간도 질량과 에너지의 작용으로 보이는 물질처럼 휘어질수 있다는 것이다. 이것 때문에 어떤 곳에 살면 빨리 늙고 어떤 곳에 살면 천천히 늙는다는 것이다. 이것을 진짜 현실 세계의 실험이 아니라 '사고 실험' 에만 의존하여 이런 이론을 발견 정립한 것이다. 즉 생각에 의한 실험말이다. 물론 이 이론은 그 동안의 과학자들의 연구를 토대와 실험 그리고 아인슈타인의 통찰력으로 얻어진 것인데 이 이론이 발표 되고서 과학자들은 정말 그런지 실험들을 하였고 결과가 사고실험에 의한 결과와 일치하기에 유명한 이론이 된 것이리라. 더불어 이 상대성 이론은 우주에 더 맞는 이론이라 하니 1900년대 초에 아인슈타인은 이미 우주의 시공간을 뛰어넘는 그런 이론을 생각해 낸 것이 틀림없다.

12125. 상대성이론이란 무엇인가 – 민음사

이번엔 좀 어려워 보입니다.

상대성 이론이란 무엇인가? 별 좋아하는 말은 아니지만 요즘 흔히 쓰는 멘붕이라는 말이 생각되는 질문입니다. 상대성 이론. 들어는 봤지만, 공식만 대충 알고 있을 뿐 상대성 이론에 대해 설명하라면 과연 설명할 수 있는 사람은 얼마나 될까요 

이 책을 읽어보세요.

상세하게 설명할 순 없을지도 모르겠지만, 상대성 이론이라는 개념에 대한 대략적인 내용에 대해선 이해할 수 있을 것입니다.

우선 상대성이라는 개념에 대해 생각한 사람이 누구인가에 대해 이 책을 알려주고 있습니다.

갈릴레오가 상대성이라는 개념을 먼저 찾았다고 합니다.

이전의 유럽에선 아리스토텔레스의 이론에서 벗어나지 못했습니다.

아리스토텔레스는 물건이 고정되어 있고, 그 상태에서 다른 것들이 이동한다는 식으로 물건의 움직임에 대해 설명했다고 합니다.

고정되어 있는 물건의 옆에서 무언가 움직인다... 뭐 움직이지 않는 물건에 있어선 틀린말은 아닙니다.

하지만, 문제는 받아들인 사람들이 문제죠.

모든 것에 이 생각을 적용하니, 지구가 고정되어 있고, 지구중심으로 모든 것이 움직인다.. 라는 원칙을 정해놓은 후 이 원칙에 대해 다른 생각을 하면 극심한 반발을 하는 둥 했다는 게 문제였습니다.

지금보면 한심한 사람들이라는 생각이 들기도 하지만, 그 때 사람들에게 있어선 지구가 움직인다는 생각자체가 신성을 침해한다는 생각을 했으니.. 쩝.

갈릴레오는 해안가에 살았고, 배가 떠나가는 모습을 보고선 상대성을 착안하게 되었다고 합니다.

움직이는 배에서 물건을 떨어뜨리면 배에 있는 사람의 입장에선 물건이 수직낙하하는 것으로 보이지만, 항구에 있는 사람이 봤을 땐 배도 움직이고, 물건도 수직이 아닌 포물선낙하를 하는 것으로 보입니다.

이것이 상대성의 기본이라고 합니다.

아인슈타인의 상대성 이론은... 빛에 대한 이야기입니다.

일반 상대성이론이 아닌 특수상대성이론은 이 상대성에서 시작하였습니다.

빛의 경우는 다른 운동과 다르게, 동시에 일어난다는 개념입니다.

이쪽에서 번쩍거리던 것이 저쪽에서도 낙차없이 번쩍거린다는 거죠.

이런 가설을 직접 연구하지 않고 상상과 논리로 이론으로 정립했다는 사실에 아인슈타인의 천재성을 느끼게 합니다.

빛은 이렇게 정해진 속도로 이동하기 때문에, 다른 운동과 차이가 생기게 되며, 빛의 속도로 움직이는 경우 이 빛의 속도로 움직이는 물체의 시간은 다른 물체의 시간과는 다른 흐름을 가지게 된다는 것이 특수상대성 이론의 내용입니다.

중간에 많이 빠트린 듯 싶은데 ^^; 상대성 이론에 대해 좀 더 구체적으로 알길 원하신다면 이 책 읽어보세요. 쩝.. 내용을 알긴 알겠다는 생각이지만, 명확하게 알진 못하다보니..

상대성 이론과 함께 다음의 내용도 소개하고 있습니다.

시간이 포함된 4차원의 개념에서 양자물리학의 개념을 포함시킨 11차원의 물리에 대해 생각하고 있다고 합니다. ‘끈 이론’이라고 하더군요..

분위기를 봐서는 이런 2차원적인(끈) 연결이 다시 면으로 연결되고 다시 입체로 연결되는 등... 계속해서 새로운 것들을 찾지 않을까 싶긴 합니다.

현대 과학의 중요한 근간 중 하나가 된 아인슈타인의 상대성 이론에 대해 알고 싶으신 분이라면 이 책을 참고하시면 도움이 되지 않을까 합니다.

        "바칼로레아"를 프랑스의 수능이라고 보면 그 형식면에서 맞는 이야기이지만, 내용면에서는 수능이라는 단어가 초라해 지는 철학, 과학, 수학등에 대한 논술 시험을 이야기 하는 것이다. 우리나라처럼 누가 옆에서 지도해 주지 않으면 스스로 공부할 힘을 잃어버리게 만드는 사교육에 의한 모범생 생산을 목적으로 하는 시험이 아니란 말이다. (개인적으로 지금과 같은 사교육에 의한 모범생 생산은 결국 스스로 문제를 해결할 능력이 누가 더 없는지를 골라내어, 스스로의 능력이 없는 사람일수록 소위 명문대에 가게되는 시스템으로, 국가적 사회적으로 악영향이 누적되어 전체적인 국가 경쟁력 약화에 기여하는 면이 있다고 생각된다. 약간 과장을 해서 이야기했지만 분명 이와 같은 성격이 부분적으로 있는 것이다). 논점이 많이 어긋났다.

       아무튼 민음 바칼로레아 시리즈는, 나와 같이 호기심으로 어떤 분야의 정리본을 읽어 보고 싶어하는 사람에게는 매우 적절한 시리즈이다. 이전에 "생명의 기원"에 대한 책을 읽었고, 이번에는 아인슈타인의 상대성 이론을 읽어 보았다. 죽기전에 (이 말을 할때마다 내가 그리 늙지는 않았다는 말을 꼭 하고 싶다. ^^) 더 잘 이해하고 싶은 분야가 3가지가 있는데 상대성 이론, 양자역학, 통계역학이다. 전공이 비슷한 부문이라서 약간씩은 접해 보았는데 40 정도의 나이가 되니 최근의 이론도 알고 싶고 복습도 하고 싶은 욕심이 생긴다.  

      상대성 이론이란, 우리 눈에 보이는 모든 것이, 즉 과학이라고 말하는 모든 측정이, 기준계와 측정당하는 계와의 상대성에 의해 결정된다는 이론으로서, 질량과 에너지의 관계, 공간과 시간의 관계, 중력과 빛의 관계에까지 자연스럽게 발전되어 가는 20세게 최고의 이론중에 하나이다. 놀라운 것은 이 모든 것이, 아인슈타인의 사고 실험 (실제로 할 수 없는 실험을 머리속으로만 진행하는 실험)에서 나온 이론이라는 점이다. 또한, 측정 기술의 발달과 함께 모든 이론이 진실임이 증명된 것이 더욱 놀라울 뿐이다. 책을 읽고 나서 아직도 조금은 이해가 되지 않는 부분이 남는 것은 분명, 이 이론이 우리의 상식으로는 이해가 되지 않는 부분이 많아서 일 것이다. 중력파에 대해서는 아직 이해가 되지 않는 면이 있지만, 빛과 시간의 관계는 아래와 같은 예로 간단히 이해할 수 있다. 빛의 속도가 초당 1m 인 세상이 있다고 하자. 그 세상에서는 1m 앞에 있는(즉, 있어 보이는) 집사람의 모습은 집사람의 입장에서는 1초전의 모습이다. 즉, 빛의 속도에 의해서 나와 집사람과의 시간이라는 잣대가 변함을 훌륭히 보여 준다. 이와 같이 빛의 속도를 극도로 줄인 예에서의 이해와 같이, 빛의 속도에 근접한 움직임이 자주 등장하는 우주에 대한 연구, 그것도 우주의 기원을 연구하는데 상대성 이론을 꼭 필요한 강력한 도구이다. 즉, 지금 우리가 이루어 낸 빅뱅등 우주의 기원에 대한 조그만 접근은 상대성 이론의 등장으로 가능해진 것이다. 우리가 우리의 시초를 이해해 나가기 위한 지표가 된 이론인 것이다. 

      민음 시리즈로 조금씩 나의 무지를 줄여 나가고 싶은 마음뿐이다.