뉴턴은 빛은 무엇인가?라는 당대 학자들의 문제의식을 고유하고 있었지만 그들처럼 빛의 본성에 대한 형이상학적 논의에 빠지기보다는 눈으로 검증할 수 있는 빛의 성질에 주목했다. 따라서 그는 구체적으로 빛의 색깔에 대한 질문부터 시작했다. 프리즘을 통과한 빛이 빨주노초파남보 여러색으로 나누어지는 것을 관찰한 뉴턴은 색깔 그 자체가 가장 근본적인 존재이고 백색광은 그것의 혼합물인지, 아니면 백색광이 가장 근본적인 것이고 빛의 색깔은 백색광의 변형으로 나타나는 2차적인 성질인지를 고민했다. -86p
뉴톤의 빛(광학)의 이미지를 가장 대중적으로 널리 알린 것은 아마 핑크 플로이드의 앨범 The dark side of the moon 일 것이다. 70,80년대 프로그레시브락으로 음악사에 한 획을 그었던 핑크 플로이드의 저 앨범 재킷이, 뉴턴이 프리즘으로 실험했던 이미지였다는 것을, 사실 나는 핑크 플로이드라는 구룹을 알았던 그 시점에서도 몰랐다. 게다가 앨범 제목도 The dark side of the moon이니 과학에 대해 전눈꼽만큼의 상식도 없던 내가 알턱이 있겠는가!
뉴턴에 관한 책을 읽다가 문득, 어어, 이거 핑크 플로이드가 낸 앨범중에 이런 이미지의 표지가 있지 않았던가?! 라는 생각이 들면서 찾아보게 된 것이다. 아마 40대 이후의 음악에 관심을 가졌던 사람들이라면, 이게 뭔지도 모른 체 뉴턴의 프리즘을 통한 빛실험 현상을 알고 있는 셈인 것이다.
뉴턴은 빛을 규명하기 위하여, 프리즘에 구멍을 내고 백색광을 비추면 무지개색이 나오는 실험을 했다. 그는 그리스시대부터 빛이 무엇인가에 대한, 파동인지 입자인지에 대한 해답으로 프리즘 실험을 통해 빛이 입자임을 주장했다. 그러나 그 후 여러 학자들의 실험에 의해 파동으로 기울어졌는데, 특히나 토마스 영의 빛의 간섭 무늬 실험과 맥스웰의 전자기이론이 빛은 파동이다라는 이론이 지배적이어서, 뉴턴의 빛입자설은 무시되었다가, 아인슈타인의 광자이론에 다시 한번 빛입자설이 조명을 받은 후 뒤집어졌다. 현재 빛은 파동과 입자 두가지 성질을 다 가지고 있다는 것으로 결론났다.
뉴턴이 (학문적인 호기심으로) 실험을 통해 빛의 본질과 성질을 규명했다면, 아인슈타인은 빛의 성질에서 빛이 무엇을 할 수 있는지에 대한 용도(에너지화할 수 있는)로 확장했다. 빛이 무엇인가?에 대해 고대 그리스부터 의문을 제기했던 이유는, 아마도 해가 떠오르면서 생기는 빛이 있어야 지구상의 모든 생물이 살 수 있다는 것을 알고 있었기 때문일 것이다. 많은 철학자들에 의해 빛이 무엇인가에 대한 논의는 수 백년동안 형이상적인 개념 그 이상을 벗어나지 않았다가, 뉴턴의 실험에 의해 빛입자설은 한층 더 빛의 성질에 다가간 것이다.
하지만 뉴턴도 빛으로 에너지화할 수 있다는 개념까지 도달하지 못했다. 빛을 에너지화 할 수 있다는 개념에 도달한 것은 1905년에 아인슈타인이 발표한 다섯편의 논문들이었다.
난 자네에게 네 편의 논문을 약속하네... 그 중 첫번째 논문은 얼마 안 있어 사본을 얻을 것 같기에 자네에게 곧 보내줄 수 있을 거야. 그 논문은 복사와 빛의 에너지적 속성들을 다루고 있는데, 자네도 보게 되겠지만 굉장히 혁명적이네....두번째 논문은 중성물질이 용해된 묽은 용액의 확산과 점성으로부터 원저의 실제 크기를 측정하는 법에 관한 것이야. 세번째는 열의 분자이론의 가정을 바탕으로 액체 속을 부유하는 1/1000mm 크기 정도의 물체들이 곧바로 관찰 가능한 무작위 운동을 할 수 밖에 없으며, 그 운동이 열운동에 의한 것임을 증명하고 있어, 사실 그동안 생리학자들은 부유하는 작은 무생들 물체들이 (설명되지 않은)운동을 관찰해왔는데, 그 운등을 브라운 분자 운동이라고 부르고 있어.
그리고 아인슈타인의 이론을 가장 대중적으로 상용한 것은 아마 TV 발명일 것이다. 빌 브라이슨이 쓴 미국의 1927년을 보면, 아인슈타인의 광전이론 논문을 반복해서 읽으면서 발명한 것이 티비였다는데(발명가 이름은,,, 이 책을 도서관에서 빌려 읽어 발명가 이름은 기억이 안 나네요==;), 빛의 이론이 여러 사람에 의해 점점 확대된 예라고 할 수 있지 않나 싶다.
다른 말이지만, 이론은 그렇다친다하더라도 광전효과 논문만으로 티비를 만들어낼 수 있는 능력은(물론 이 책을 읽어보면 알겠지만, 그는 아인슈타인의 광전이론 논문을 읽고 또 읽고 몇 년을 이 이론에만 매달렸다고 한다), 또 다른 천재의 모습이 아닐까 싶기는 하다. 뉴턴처럼 빛의 현상에 매달리는 천재가 있는가하는 반면, 뉴턴의 빛이론을 넘어 아인슈타이처럼 빛으로 에너지화(더 나아가 오늘 날 테크놀로지의 기본인 양자역학인)할 수 있다는 것을 알아채는 천재가 있는가하면, 아인슈타인의 광전효과 이론으로 티비를 만들 수 있는 천재가 있는 거 보면 말이다. 빛이론이 현대의 테크놀로지가 되었다는 것은 정말 놀라운 일인 것만은 분명한 것 같다.
물론 현재의 테크놀로지가 아인슈타인 혼자만이 이룬 업적은 아니다. 아인슈타인과 더불어 많은 물리학자들과 공학자, 기술자들이 이룩해 놓은 것들이다. 어쩌다가 그들이 이룩한 테크에 관심을 갖다보니, 뉴턴의 빛까지 거슬러올라갔고, 뉴턴의 빛의 성질과 용도를 둘째에게 설명하기 위하여, 제일 먼저 뉴턴이 했던 프리즘을 구입해 백색광을 비쳐 저렇게무지개색이 나오는지 실험하고 싶어졌다.
그런데, 프리즘에 한줄기 빛이 통과 할 수 있는 구멍을 내기 힘들다. 며칠 째 구멍을 어떻게 내야할지 뽀족한 방법이 떠오르지 않는다. 혹 프리즘에 구멍내신 분, 어떻게 구멍을 내야하는지 알려주실 수 있는지? 빛의 실험, 참 간단한 것처럼 보였는데, 어렵다.