물질이란 무엇인가

물질이란 무엇인가 ㅣ 과학과 사회 4
롤랑 르우크 외 지음, 박수현 옮김 / 알마 / 2009년 4월

이 책에는 과학과 사회, 우주와 인간의 관계에 대한 심도 깊은 탐구의 장으로 논문 세 편으로 구성되어 있는데 지은이 세 사람(프랑수아즈 발리바르, 장 마르크 레비 르블롱, 롤랑 르우크)은 파리 과학산업관의 주최로 열린 컨퍼런스에서 일반 청중을 대상으로 아홉 개의 강의를 진행했다. 강의를 통해 이들은 물질에 대한 사고와 관련해 각자의 방식으로, 물리학이 물질을 생각하는 방식에서 구축했던 중요한 개념적 수정을 도출함으로써 가능하다는 것을 보여줬다.

 

이 책의 1장에서는 파리 제7대학 물리학 명예교수인 '프랑수아즈 발리바르'가 분석하고 있는 데  그는 아인슈타인과 상대성 이론 그리고 물리학적 인식론에 대한 수많은 책을 쓴 경력을 가지고 있다. 이 책에서는 '실체와 물질의 속성을 밝힌다'라는 제목하에  고대 자연철학자들부터 갈릴레이, 뉴턴, 라이프니츠까지 물체를 '실체'로 다뤘던 오랜 전통을 살펴본다.  2장에서는 20세기 초 아인슈타인과 상대성이론과 양자이론이 등장하면서 물질과 물질의 구성요소에 대한 인식의 전환을 가지고 왔는데  '장 마르크 레비 르블롱'이   고전 물리학은 물질을 어떻게 파악 했는지와 현대물리학에서는 물질을 어떻게 인식하고 탐구하는지를 다루고 있다.

 

책은 물체의 내부에너지와 질량의 등가원리를 제기하는 유명한 아이슈타인의 방정식 'E=mc ²'을 증명하고 있다.  아인슈타인의 상대성 이론을 많이 들어 왔지만 무엇을 뜻하는지에 대한 정확한 이해는 생각보다 적은것 같다.  상대성 원리와 중력에 관한 새로운 사고방식을 제안, 20세기 위대한 신화들 중의 하나를 기록한 독일의 물리학자 알베르트 아인슈타인. 그는 특수상대성 이론과 일반상대성 이론을 밝혀냄으로써 물질과 빛을 동시에 포괄하는 하나의 물리학 이론을 가능케 했으며, 광대한 우주 그 자체의 운동과 역사를 밝히는 데에도 성공을 거두었다. 이 책을 통해 인류의 미래를 바꾼 아인슈타인을 만나 볼 수 있다.

 

아인슈타인은 1905년에 쓴 광전효과에 관한 논문으로 1921년 노벨물리학상을 받았고, 1915년에 `E = mc2` 방정식을 도출한 일반상대성 이론을 완성했다.  20세기 최대의 발견인 원자력은 불행히도 원자폭탄으로 인류에게 첫 선을 보였다. 상대성 원리와 중력에 관한 새로운 사고방식을 제안, 20세기 위대한 신화들 중의 하나를 기록한 독일의 물리학자 알베르트 아인슈타인. 그는 광속도 불변의 원칙을 비롯, 물체의 질량은 그 에너지 함유량의 지표가 된다는 특수상대성 이론과 강한 중력장이 공간을 굽힌다는 일반상대성 이론을 밝혀냈다. 이로써 그는 물질과 빛을 동시에 포괄하는 하나의 물리학 이론을 가능케 했으며, 광대한 우주 그 자체의 운동과 역사를 밝히는 데에도 성공을 거두었다. 원자력의 발견에는 수많은 과학자들이 기여했다. 1903년 영국의 화학자 소디는 원자 속에 엄청난 에너지가 포함돼 이를 마음대로 쓸 수 있다면 세계의 운명을 바꿀 수 있을 것이라고 예견했다. 아인슈타인도 1905년 특수상대성이론에서 질량은 에너지가 될 수 있으며, 반대로 에너지는 질량으로 변할 수 있다는 ‘질량 에너지 등가 원리’(E=mc ²)를 통해 원자 내부에 에너지가 숨어 있음을 암시했다.