2005년이 아인슈타인의 E=mc2 공식이 세상에 나온지 100년이 되는 해이자
아인슈타인 서거 50주기 였습니다.
UN은 특수상대성이론 발표 100주년 기념해
2005년을 '세계 물리의 해'로 지정했으며
한국 물리학회와 국회도 '2005 물리의 해'를 선포했었죠.
2005년 한해 세계는 아인슈타인과 물리학,
'E=mc2' 라는 공식을 기리느라 떠들썩 했습니다.
개인적으로 이 책을 읽은 시기는 2001년..
당시, 물리라는 학문에 상당히 묘한 매력을 느꼈던 것은..
고등학교 때 물리2에 대한 과목을 가르쳐 주시던 선생님의 모든것을 존경했기 때문이죠.
잘 되지도 않는 머리로다가 선생님께 잘 보이고 싶은 마음에 상당히 열심히 했고,
어찌어찌 하여.. 지금도 이와 비슷한 계통의 학문을 이어가지만...
사실상 한계를 느끼고 있습니다.
그런 제가 이 책에 대해 이러쿵 저러쿵 말 하는 것이 참으로 부끄러운 일이지만..
또 제 페이퍼 발행 이후 처음으로 과학 저서을 소개하는 자리에서..
하필이면... 난해하고 어려운 상대성 이론에 대한 책을 소개하는 이유는
이 책이 그 만큼 일반사람도 읽기 쉽고,
살아가면서 우리의 모든 일에는 상대성 이론이 들어가 있기 때문이며.
정말 위대하고도 대단한 이론이기 때문입니다!!
그러니 여러분들도 어렵다 생각 먼저 마시고 길지만.. 열심히 봐 주시길..
사실, 그렇게 난해하지만도 않답니다.. 책 속에선요~
아인슈타인도 우연히 길을 걷다 상대성 이론을 확립한 것 처럼 말이죠..
과학이란 것이 일상생활에 필요하다는 것과 얼마나 위대한지는 사실..
평범히 세상을 살아가는 많은 사람은 잘 느끼기란 쉽지 않다고 생각합니다.
그러한 과학도들이 쉽지 않은 길을 왜 그렇게 걷고 있고,
무슨 이유에서 사람들에게 칭송 받는지..
이런 책을 통해 느끼는 것도 상당히 매력있다 생각해요..
이 책을 통해 본다면..
기점은 상대성 이론이 만들어 지려는 기점으로
당시 아인슈타인은 그렇게 대단한 사람이 아니었던 걸로 느껴집니다.
꾸준한 연구와 학문 그리고 논문은 계속해서 발표했지만 마땅히 눈에 띄는 것은 없었죠..
하지만.. 결국 그 모든 연구가 상대성 이론에 바탕이 되죠..
대학을 마치고 겨우 특허국 직원으로 일하다가 1905년 6월말 대여섯주만에
38장의 논문 초안을 마치고 9월쯤 공식이 들어있는 3장의 추가 논문을 발표했죠.
그가 처음 상대성 이론을 발표했을 때,
그것을 이해할 수 있는 사람은 많지 않았죠..
대부분의 과학자들의 위대한 업적이 처음부터 많은 사람들에게 반응을 보이긴 힘들죠..
당시만해도 상대성이론을 인정하게 되면..
기존의 많은 것들이 잘 못되어있단 걸 인정해야 하니까요~~
그러고 싶은 사람은 많지 않으니 처음부터 부정을 하는 거라 생각합니다.
갈릴레오 갈릴레이가 "지구는 둥글다" 라고 했을때 엄청난 박해를 받았으니.. ㅎㅎ
무식하게<?> 컬럼버스가 배를 타고 항해했을 때야 믿게 되는 형국이였으니 말이죠.. ㅎㅎ
어쨌든.. 그렇담 상대성 이론은.. 무엇일지 잠시 집고 넘어가는 "센스"!!
이책에 대해 좀더 흥미로울<?> 수 있을 것 같네요...
상대성 이론이란..
정확한 것은 논문을 봐야 알겠지만.. (사실 자신 없답니다.. ^^;;)
커다란 개념은 이렇습니다.
"E=mc2"
잘은 몰라도 저 공식은 누구나 한 번쯤은 보았을 거라 생각하는데요.
(E= 에너지, m= 질량, c= 빛의 속도)
일단, 에너지와 질량이 별개의 개념이 아니라는 것이 중요한 뽀인트!! 입니다..
'에너지 = 질량' 이 기본이란 거죠..
아인슈타인은 가장 처음에 이걸 먼저 생각해냈죠.
그럼 c2은? 환산인자라고 생각하면 좀 쉬운데요~
cm을 inch로 바꾸는데는 2.5399라는 환산인자가 필요합니다.
질량에 환산인자 c2를 곱하면 에너지가 된다 뭐 이런 겁니다..
상대성 이론의 대단함이 원자폭탄처럼 커진 이유는 여기에 있죠..
어떤 질량이든 엄청난 에너지로 변할 수 있다!!
즉.. 엄청난 속도를 갖는다는 거죠.. [c는 빛의 속도단위이니까요~]
그 환산인자가 대략 얼마쯤인가 하면..
(만약 속도 단위를 Km/s 라고 할 때 빛은 약 300,000km/s, 정확히는 299790.2 ±0.9km/s)
무려 90,000,000,000 이라는 엄청난 환산인자가 되는 거죠..
즉 간단히 말하면..
어떤 것도 빛보다 높은 속도를 낼 수 없다.
(이는 빛의 파동성이나 얼싸안기 mutual embrace로 설명되는데 좀 복잡한 개념이라..
그러니까 딱 잘라 말하면..
속도라는 개념에서 가장 큰 것은 빛의 속도이고 그 속도를 넘어갈 수 없다는 말..
즉.. 빛의 속도가 젤루 빠르단 겁니다!!
예를들어..
성능이 뛰어난 우주선이 빛의 속도와 비슷하게 날고 있다고 가정하면..
일반적인 상황에서는, 엔진에 연료를 가하면 속도가 증가하겠죠.
하지만 빛의 속도 라면 얘기는 달라집니다.
우주선은 더 이상 빨라질 수 없다는 거죠.. 왜냐!!
이미 빛의 속도니까요~~ (왠지 막무가내 인듯!! ㅡㅡ)
만약, 이 때 계속해서 속도를 높이려 해도
조종사는 더 이상 속도가 올라가지 않아 짜증이 나겠죠~~
아무리 해도 속도는 올라가지 않는다는 겁니다.. 왜냐!
빛의 속도니까...
즉.. 연료라는 에너지(E)를 아무리 쏟아 부어도 속도는 올라가지 않는 겁니다.
그렇다고 에너지가 그냥 없어지는 것은 아닙니다.
우리에겐.. 에너지 보존 법칙이란게 있잖아요..
그럼 어떻게 될까요?
풍선의 용량보다 큰 공기를 주입시키면 풍선은 부풀어 오릅니다.
초과 주입된 에너지는 '압축되어' 질량(m)으로 변하죠.
밖에서 보면 우주선의 질량(m)이 증가하기 시작하겠죠.
실제로 양성자에 에너지를 주입하면 곧 빛의 속도에 근접하게 빨라지다가
질량이 변하는 것을 볼 수 있습니다.
(이런 실험의 증거로 인해 이 공식이 인정되었겠죠.. 즉 막무가내는 아니란 말!!)
어려운가요??
좀 더 이해가 쉽도록 설명해 보겠습니다.. (최대한!!)
60km/h 가 빛의 속도 인 세상에 우리가 살고 있다고 가정해 보겠습니다.
차가 정지되어 있으면 본래의 질량을 가지고 있다가
파란불이 되고, 차의 속도가 늘어나면..
이에 따라 질량은 늘어나기 시작합니다. (어떤 것이든지 이런 현상은 나타납니다.)
또, 보는 위치에 따라서 우리를 향해 달려오는 차는 점점 짧아지고 뒤틀림현상이 일어납니다.
59.99km/h에 도달하게 되면 차는 아주 짧아지게 되죠.
차 안의 운전사도 마찬가지로 수축됩니다.
그리고, 정지하면 원래대로..
뭐.... 이런 관점에서 우주자체를 본다면 정확한 관점이란건 사실 없습니다.
어떤 것에 기준을 두느냐에 따라 달라질테니까요.
차 안의 사람은 차 밖의 사람이 느리게 움직이고 있다고 생각할 것이고,
차 밖의 사람은 차 안의 사람의 질량이 늘어났다고 생각할 테니까요...
상대성 이론을 한마디로 요약한다면..
'점점 멀어지는 어떤 물체를 보는 사람에게 그 물체는 질량 증가와 길이 변화,
시간 자체를 겪고 있는 것으로 보인다.' 라고 할 수 있는데 ..(말이 참...)
어떤 질량이건 C2를 곱한 값의 에너지로 변할 수 있다.
뭐 이렇습니다..
대강 힘드셨을 테지만.. 여기까지 읽어주셔서 감사하구요..
지금까진.. 본질적인 책의 내용을 위해 설명 드린 것이었습니다.
이 책은 상대성 이론의 탄생과 발전기 그리고 확립.. 뭐 이런걸 설명하고 있기에..
책에선 좀 더~ 재미나게.. 말하고 있죠.
일반인도 읽기 쉽도록!! 그러니 부담은 NO~
사실, 어느 책이 그렇지 않겠는가만은 역시 과학책은 어렵고, 보편적이지 않습니다.
사실은 가장 보편적이어야 된다고 생각하는데 말이죠..
아무튼 글을 쓰는 사람도 어렵고, 읽는 사람도 어려운건 맞습니다.
그래서 양쪽 다 책을 쓰면서 혹은 읽으면서 머리를 긁적 거리게 될 경우가 무척 많습니다.
너무 쉬우면 쉬운데로 의구심을 갖고, 너무 어려우면 책장에만 고이 모셔놓게 되죠..
물론 다른 인문학 책도 그러하지만,
특히나 과학 책은 그런 편차가 좀 심한 편이라 생각합니다.
그런 편차가 심하게 있음에도 불구하고.
이 책은 물론 아인슈타인 서거 50주기 상대성 이론 탄생 100주년을 맞이하여..
더 붐을 탔는지는 몰라도 꽤 많은 비과학도에게도 읽힌 책이라 생각합니다.
개인적으로 책을 쓴 작가에게 정말 큰 박수를 쳐드리고 싶은데요~
그는 이 책에 힘 입어 몇 권에 과학 서적을 더 내기도 했지만..
이 책속에서 그는 이 책을 일반인을 상대로 (과학 또는 물리학 비전공자)
일목 요연하고 하고 싶은 이야기를 잘 정돈 해서 써 놓았다고 생각합니다.
사실,
과학관련 책은 일반인을 대상으로 내놓았을 경우 줄타기를 얼마나 잘 했는냐가 관건인데
요컨데 과학이라는 것에 목말라 있는
대중을 대상으로 어렵고 실타래 같은 이론을 어떻게
풀어내느냐의 문제란 말이죠..
그 내용이 너무 쉬우면 다들 콧 웃음을 치고
[과학책 읽고 좀 뻐기려 했것만,... 그러기엔 너무 얄팍한 지식 ]
너무 어려우면 프롤로그 읽다 책 덥기 일쑤죠...
그러므로 내용면에선 그 줄타기가 절묘해야 하고,
그것을 풀어내는 능력 또한 왠만한 작가 만만치 않은 내공과
심도있는 과학적 지식을 바탕으로 해야 한다는 것입니다.
결국 이 둘 사이에서 줄타기를 얼마나 잘 하는냐가 문제가 되는데,
그런 면에서 정말 이책은 최고의 양서라 생각합니다.
[상대성 이론쉽게 읽고, 과학지식 넓혀 약간의 잘난척을 겸할 수 있는 ]
좀 전에도 말했듯이.. 그리고 제목에서도 알 수 있듯이..
표지에서도 우리의 아인슈타인 할아버지가 너무 작게 나왔듯이..
이 책은 절대 아인슈타인에 관한 이야기가 아닙니다!!
오히려 그는 극히 일부분에 지나지 않습니다.
이 책 어디에도 그의 주관적인 삶이라든지 그런 것은 찾아보기 힘들죠..
즉 이 책은,
일반인이 생각하는 E=mc2가 아인슈타인에게서 시작해서 아인슈타인으로 끝났다는
생각은 편견에 불과한 것이라고 말하죠...
그는 그 동안 쌓여온 생각을 하나하나 정리해서
그 본질을 뚫어 볼 줄 아는 "눈" 이 있었다는 것 뿐입니다.
그의 손에서 나온 것을
앞세대의 과학자들의 연구를 가지고 만들어낸
단 하나의 공식일 뿐이라는 겁니다.
물론 대단하고 엄청난 공식입니다!!
이 공식은 세상을 바꾸어 놓았다 해도 좋을 만한 공식이죠..
(대부분의 공식은 만들어 지고, 또 시간이 흐른뒤 바뀌고..과학계에서 새로운 공식이 아무리 혁신적일지라도 100% 그 공식이 완벽하다 생각하진 않는데
상대성 이론은.. 많은 과학자들이 완벽하다고 말합니다)
우주를 연구하는데 쓰이는 것부터 시작해서
그래서 우주의 기원에 대해 연구하는 곳에서부터
인간을 죽이는 전쟁 도 로까지 어마어마할 만큼 세상을 바꾸어 놓은 E=mc2
[↑요따이 말을 하는 이유는... 책을 보시믄 알거에요 ]
하지만 정말 대단한건 그 이론 자체입니다.
질량은 에너지의 응집체라니...
그 발상 자체가 대단한게 아닌가 싶습니다!
읽는 내내 무릎을 칠만큼 말이죠.. 진정 과학서적이 감동을 주는 최초가 아닌가..
[뭐.. 엔트로피도 있지만. ]
아마도 이 책을 읽지 않으신 분이 있다면..
어렵다 생각지 마시고 도전해 보시길..
세상을 보는 눈이 조금은 달라질 겁니다.
책을 통해 세상을 다르게 볼 때가 있습니다.
과학서적은 현실에서 너무 밀접한 관계를 맺고 있기 때문에 더욱 그럴 수 있죠..
상대성 이론이 그동안 아인슈타인전유물인 줄 알았던
우리에게 새로움을 알려 줄 것입니다.
책 읽기의 TIP
앞서 주저리 주저리 말했듯이..
제가 생각하는 과학 서적의 최고봉으로 꼽습니다~~
순수 물리학도가 아닌 저지만, 나름대로 물리를 꽤나 좋아한다고 자부해왔습니다.
절대 나의 머리가 물리학도의 길을 따라갈 수 없는 슬픔을 달래기 위해..
전 이책을 처음 물리2를 배우던 그 해에 선택했습니다.
이 책을 읽는 내내, 아인슈타인의 위대함에 다시한번 경탄 했지만,
상대성 이론이라는 공식과,
그 공식의 탄생 과정이 아인슈타인외에 수 많은 과학자들이 그 공식을 완성시키기 위한 수 많은 엄청난 실험과 노력을 알게 되면서 더 놀랐던 것 같습니다.
정말 영화에서나 나올법한 그런 일들...
이 책을 읽으면.. 그가 살아생전 많은 아이들에게 친히 답장을 해주었던 것들을 보며..
왠지 제가 아인슈타인과 친해지는 느낌이 들기도 했죠..
적어도 물리에 대해 거부감을 느끼는 분들이라면 한 번쯤 읽어봐도 좋을 듯 합니다.
물리가 어렵긴 하지만, 기본만 생각한다면...
정말 우리 생활에 가까이 있는 과학중에 하나거든요..
책 속에선 E=mc2 이라는 하나의 공식을
마치 살아있는 생명체를 이야기 하듯..
E=mc2 의 탄생기에서 유년기, 성장기, 장년기에 이르는 과정을
쉽고 재미있게 설명하고 있습니다.
또 E=mc2의 확립을 위한
수 많은 천재 과학자들의 숨은 이야기가 들어 있어 이해해 더욱 도움을 주고 있습니다.
[자신을 이끌어준 스승에게 맹목적으로 충성을 했던 마이클 패러데이
여자라는 이유로 차별받지 않기 위해 우주의 법칙을 연구하게 되었다는
에밀리 뒤 샤틀레..]
책 간간히..
사진도 있고 아인슈타인이 아이들에게 직접 받은 편지의 내용도 함께 덧 붙여
보는 재미를 더하며.. 에필로그에는 E=mc2의 일생과 직간접적으로 관련있는
과학자들에 대한 짤막한 소개까지 덧 붙여져..
그동안의 상대성 이론에 대한 거부감을..
조금이나마 덜어줄 수 있다고 생각합니다.
펴낸이 : 생각의 나무
지은이 : 데이비드 보더니스
옮긴이 : 김민희
Bouns [달갑게 생각하지 않을 수도 ]
- 앞에 설명 보시고, 흥미를 느끼신 분들만 보셔도 좋습니다!!
사실, 아인슈타인을 처음으로 유명하게 만든 건 지금까지 얘기한 것이 아닙니다.
1905년에 발표한 것은 제한된 조건
(물체가 순조롭게 움직이며 중력 및 가속도가 거의 역할을 하지 않는 경우)
에서 작용하는 특수 상대성 이론이었고,
1907년에 좀 더 확장된.
'어떤 지점에서든 질량과 에너지가 많을 수록 공간과 시간이 그 주위에 좀 더 많이 휜다.'
는 일반 상대성 이론을 발표하였을 때..
이때가. 아인슈타인의 이름을 알려준..
한마디로 텅 비어 보이는 공간과 시간이 뒤틀린다는 내용입니다.
그림으로 보면 뭐 ↓요런 식입니다...
이런 개념이 블랙홀까지 이어지는데..
블랙홀은 별이 폭발하면서내는 엄청난 에너지가 모두 질량으로 변하면서
(물론 폭발과정 진행에 따라 별이 블랙홀 이 되고 안되고 하기도 합니다.)
공간에 뒤틀림을 만드는 것이니
빛 마저도 그 탈출속도를 넘을 수 없어블랙홀 이 되는 거죠.
아마도 이 책을 읽으면 상대성 이론에 대해 가장 많이 이해 되실듯..
저도 그랬습니다.. 아직 너무 많이 미숙하지만...
이제껏 제 글 봐주셔서 감사할 따름..
본의 아니게 이번 페이퍼는 주저리주저리 길기도 하고
재미 없다고 느끼실지도 모르겠습니다.
혹시라도 저의 우려와 달리... [그렇담 감동이지요~ ]
좀 흥미를 느끼신 분을 위해.. 경향신문에서 발췌한.. 과학서적에 관한 글을 올립니다.
[흥미유발을 위하여.. 여러가지 이모티콘을 사용하여 색깔도 화려히~ 해 보았습니다..
하지만, 아래글은.. 원하시는 분들만 읽으실 테니... 그런 수고는.. ]
아인슈타인과 물리학 붐을 타고 출판계도 관련서를 속속 선보이고 있다.
E=mc2라는 공식을 마치 살아있는 생명체 전기형식으로 기술한
(데이비드 보더니스, 생각의 나무) 과
아인슈타인이 생애 마지막 22년을 보냈던
미 프린스턴 고등학술연구소의 천재과학자들을 소개한 책
<누가 아인슈타인의 연구실을 차지했을까> (에드 레지스, 지호)가
각각 4년 10년만에 개정증보판을 선보였다.
또 아인슈타인의 생애를 114개 키워드로 풀어쓴 백과사전식 전기물
<아인슈타인 A to Z>(캐런 폭스 외, 성우),
일반인의 눈높이에 맞춰 블랙홀 이론을 쉽게 풀어놓은 책
<아인슈타인과 호킹의 블랙홀> (박석재, 휘슬러),
스티븐 호킹에 버금가는 블랙홀연구 권위자인 킵 S. 손 캘리포니아공대 이론물리학 교수가 쓴 대중교과서 <블랙홀과 시간굴절> (이지북)이 새로 나왔다.
E=mc2은 에너지(E), 질량(m), 속도(c), 제곱(2) 등
공식을 구성하는 문자와 부호의 역사에서 시작해서 공식의 탄생과정,
의미와 20세기 물리학에 미친 성과를 차례로 짚어나간다.
에너지와 빌량이 별개가 아니라 동등한 것이라는데 착안한 아인슈타인의 이론이
원자폭탄, 수소폭탄의 발명으로 이어지고
우주의 생성과 소멸을 설명하는데로 나아가는 과정이 흥미진진하게 펼쳐진다.
이번 개정증보판에는 평화주의자로서 아인슈타인의 면모를 확인할 수 있는
'러셀.아인슈타인 선언' 2005 물리의 해 행사조직위원장인 김제완 서울대 명예교수의 글
'물리와 예술의 만남 : 피카소와 상대성이론'이 추가됐다.
<누가 아인슈타인의 연구실을 차지했을까>는
아인슈타인이 말년에 머물렀던 프린스턴 고등학술 연구소를 거쳐간
천재과학자 20여명의 야이기다.
과학적 천재성, 역사적 상황, 개인의 카리스마가 겹쳐
인류사에 다시 나올 수 없는 인물로평가받는 아인슈타인의 말년생활을 비롯해
그에 버금가는 천재 수학자이자 논리학자인 괴델,
프로그램 기억식 컴퓨터를 만든 폰 노이만,
원자폭탄의 아버지인 오펜 하이머 등의 삶이 펼쳐진다.
특수상대성이론이 나온지 20년뒤 아인슈타인은 일반상대성이론을 발표하는데
중력이 빛을 굴절시켜 시공간 구조와 변형을 가져온다는
이 연구는 우주 최대의 신비인 블랙홀을 해명하는 열쇠가 된다.
<아인슈타인과 호킹의 블랙홀>은 아인슈타인의 이론과 1974년 발표된
호킹의 블랙홀 복수이론을 바탕으로 현대 천재물리학의 발전과정을 소개한 책.
여행기 형식을 빌린 SF소설 '남태평양 위의 우주, 코스모스 군도로의 여행'을
중간중간 넣어서 난해한 블랙홀 개념을 흥미롭게 다룬다.