사또 후미다까, 아인쉬타인이 생각한 세계, 김부섭 옮김(창작과 비평사) 000117

사또 후미다까, 아인쉬타인이 생각한 세계, 김부섭 옮김(창작과 비평사) 000117

‘동시각의 상대성’ 문제를 고찰하다가 다시 이 책을 집어 들게 되었다. 이 책은 아인쉬타인의 과학적 업적에 대한 소개와, 그의 생애에 대한 개괄이지만, 그와 동시에 20세기의 물리학이 이전의 물리학에서 어떻게 혁명적인 변화를 겪게 되었는가를 보여주는 과학사이기도 하다.

과학의 절대성을 상징하던 뉴턴의 만유인력의 법칙은, 그리고 세계를 유물론적이고 확정적인 것으로 보았던 그 밖의 이론들은 20세기에 들어서면서, 소립자의 발견과 양자역학의 등장으로 크게 흔들리게 되었다. 이러한 양자역학의 등장 이전, 뉴턴 역학이 흔들리게 된 것은 전자기학이 뉴턴 역학과 맞아들어가지 않았기때문이었다. 아인쉬타인은 전자기학과 뉴턴 역학을 아우를 수 있는 새로운 이론을 도출해 내었고, 그 이론의 핵심적인 생각 중의 하나는 시간이라는 것이 이전처럼 절대적인 것이 아니라, 공간과 함께 존재하는 것, 즉 우주를 3차원적이 아니라 4차원적으로 생각했다는 것이다. 아인쉬타인이 우주라는 거시 세계에 눈을 돌리고 있는 사이, 그 보다 젊은 과학자들은 소립자라는 미시 세계에 눈을 돌리게 되었는데, 특히 관찰이 관찰 대상에 영향을 미치기 때문에 운동량과 위치를 정확하게 파악할 수 없다고 한 하이젠베르크의 ‘불확정성의 원리’는 아인쉬타인의 사고만큼이나 혁명적인 것이라고 할 수 있다.

현대 물리학의 두 축은 아인쉬타인의 상대성 원리와, 또 다른 젊은 과학자들의 양자역학이라고 할 수 있다. 이 책은 아인쉬타인의 이론을 중심으로 양자역학에 대해서도 간략하게나마 설명하고 있다. 얼핏 쉬워보이는 책이지만 사실 꼼꼼히 생각해보면 이해하기 어려운 부분도 많이 있다. 동시각의 상대성은 이해를 했지만, 속도가 빨라지면 정지된 좌표계에서 볼 경우 그 안의 ‘물체의 길이가 짧아진다’는 부분은 이해를 할 수 없었고, 그 다음 나에게 던져진 화두 중의 하나인 ‘왜 움직이는 물체는 시간이 상대적으로 느리게 가는가’는 아직 미해결인 상태이다. 이런 문제들은 한 번 곰곰히 생각해볼 필요가 있다.