운동, 신기한 물리의 원초적인 세계

운동, 끝없는 공간이동 ㅣ 선생님도 놀란 과학 뒤집기 20
김태일 엮음 / 도서출판성우 / 2002년 1월

우리가 살고 있는 세계는 언제나 운동하고 있다. 현미경으로도 잘 보이지 않을정도의 작은 미생물도 운동을 하고 있고, 또 우주는 가만히 있는 것처럼 보여도 지금도 계속 팽창하는 중이다. 운동이란 끝없는 공간이동이라는 말이 딱 들어맞는 듯 하다. 

그러면 먼저 손쉽게 운동을 접할 수 있는 스포츠를 살펴보자. 스포츠 중에서도 온갖 물리적, 역학적 지식들이 총집합해야 하는 운동이 바로 야구이다. 투수가 공을 던질 때 최대한 타자가 공을 치지 못하도록 하는 공의 물리적 운동 원리를 익힐 필요가, 타자는 방망이의 스핀 속도와 본능적인 감각으로 공을 쳐내는 것등의 원리가 숨어있다. 공을 던질 때에는 보통 회전을 준다. 지금도 투수들은, 상대방을 손쉽게 제압할 수 있도록 온갖 방법을 강구하고 있다. 

운동에서도 가상적인 운동이 존재한다. 무엇일까? 바로 관성과 작용 반작용이다. 관성력이란 보통 차를 탈 때 흔히 느낄 수 있으며, 자가 가다가 급정거를 하거나 가만히 있다가 갑자기 출발할 때 몸이 이리저리 쏠리는 현상은 모두 관성력 때문이다. 하지만 실제로 존재하는 힘이 아니다. 

관성력 뿐만이 아니다. 작용 반작용 또한 그렇다. 벽을 세게 내리치면 자기 주먹이 똑같이 아프듯이, 내가 어떠 물체를 치면 그 물체도 똑같이 나에게 힘을 준다. 그러나 이것 또한 하나의 가상의 힘 중에 일종이라고 한다. 

운동의 다양한 원리의 기초를 닦은 사람은 누구인가? 갈릴레이 갈릴레오도 그 중 한 사람이다. 그는 원래 아버지의 고집으로 인하여 의학쪽을 전공하려 하였으나, 자신이 수학 쪽에 더 재능이 있다는 것을 발견하고 온갖 물리적 사실들을 공부하고 실험하여 그 결과를 만들어냈다. 그러나 갈릴레이와 아리스토텔레스의 이론은 서로 다른 부분이 많았기 때문에 언제나 대립해야만 했다고 전해진다. 

이런 갈릴레이의 연구를 바탕으로, 뉴턴은 만유인력 등 새로운 물리하적 기초를 닦는다. 결국 뉴턴은 거인들의 어깨에 앉아 있던 한 어린 물리학자일 뿐이다. 그런 그를 받쳐주었던 거인 주 한사람이었던 갈릴레이가 대단하다는 것은 시인하지 않을 수 없다.

운동. 우리 주변에서 그만큼 쉽게 접할 수 있는 것이기에 더 친숙하다. 아무래도 앞으로도 운동에 대한 공부를 열심히 해야 겠다. 놀면서도 배운다고, 스포츠를 할 때면 반드시 실제로 그 원리가 무엇인지 생각해보며 놀아야겠다.