물리법칙의 특성

물리법칙의 특성 - 파인만의, 일반인을 위한 최초이자 마지막 물리학 강의
리처드 파인만 지음, 안동완 옮김 / 해나무 / 2016년 1월

 모든 학문은 인간의 생활과 직.간접적 연관을 띠고 있다.그 분야가 문사철이든 자연과학 방면이든 말이다.물리학 역시 인간의 주위를 둘러싼 밖과 안의 세상,미지의 세상을 이해하는데 필요한 학문으로 과학의 기본이면서 기초이기도 하다.물리학은 치밀한 연구와 가공할 상상력의 결과로 인류 문명을 뒤바꿀 업적을 세상에 내놓았다.상대성 이론이나 끈 이론과 같은 개념을 도출하고,컴퓨터나 레이저와 같은 발명을 이끌어 인간의 삶을 변화시키고 있다.그 밖에 물리학 연구의 대상 및 범위는 무궁무진하다.지구과학이라고 일컫는 우주 천체부터 소미립자에 이르기까지 그 대상 및 범위는 셀 수가 없다.궁극은 물리학이 화학,지진학,천문학을 비롯한 다양한 과학 분야의 근간이 된다는 점이다.

 개인적으로 물리학에 대한 선입견은 난해하다는 것이다.물리학자들이 내놓은 각종 연구 결과 및 이론 등은 우리 주위를 둘러싼 세상과 우리 안의 세상일진대 수와 공식,기호 등이 마치 난해한 암호를 연상케 한다.이러한 수와 공식,기호 등이 수학 문제를 풀기 위한 방정식이 되는 경우도 있지만, 해답이 '딱' 떨어지지 않는 경우도 있다.즉 물리법칙 가운데엔 물리학자가 내놓은 추상적인 철학적 사상 내지 모호한 논의 등이 남겨져 있기 때문이기도 하다.이론과 실험이 일치하기도 하지만 상상적인 내용을 품은 케이스도 있다는 것이다.예를 들면 달의 월식(月蝕) 및 위치,행성의 위치 등을 예측한다는 점에서 적확하게 'A는 B이다' 라는 정언명제를 이루지는 못한다.

 20세기 가장 위대한 물리학자로 불리는 물리학계의 전설,리처드 파인만(Richard P.Feynman)은 2차 세계대전 중에 원자폭탄 제조를 위한 맨해튼 계획에 참여했고,전쟁 후에는 교수로 재직했다.1965년 양자전기역학(Quantum Electro-Dynamics) 이론을 정립한 공로로 노벨 물리학상을 수상했다.이 글은 파인만이 남긴 일반인을 위한 최초이면서 마지막 물리학 강의라고 한다.

 파인만은 수학을 동원하지 않고 해답을 내놓기도 했다.탁월한 직관력을 발휘하여 내놓은 간단한 도표 체계를 창안했다.대표적으로 전자,광자 그리고 서로 다른 알갤이들이 상호작용할 때 어떤 일이 일어나는가를 효과적으로 도표로 보여주는 방법을 택했다.1950년대 이 방법이 전통적 과학 방법과 결별을 알리는 신호탄이 되었다.또한 그는 형식주의에 대해 경멸을 했을 뿐만 아니라 사유와 의사소통에 있어서도 비형식적이었던 인물이다.더욱 놀라운 것은 그의 스타일이 매우 개성적인데 있다.직업생활 및 개인생활에 있어 삶을 유희처럼 다룬 것으로 보인다.그의 자서전 속에는 2차 세계대전 중에 원폭 안전요원들을 지혜롭게 속인 재미난 이야기,금고를 연 이야기,난폭한 행동으로 여자들을 무력화시킨 이야기 등을 통해 형식과 몰개성에서 벗어나려 했던 분이다.

 이 도서는 1960년대 중반 뉴욕 주 코넬 대학에서 요청받은 물리법칙의 특성에 관한 대중 강의를 바탕으로 엮어진 글이다.총 7개의 물리법칙에 대한 이야기들이 소개되고 있다.

 중력법칙,물리법칙의 한 예,물리학과 수학의 관계,위대한 보존원리들,물리법칙의 대칭성,과거와 미래의 구별,확률과 불확실성-자연과 양자역학적 관점,새로운 법칙을 찾아서

 각 물리법칙들이 수학과의 관계를 바탕으로 법칙과 도표 등이 연구,실험,상상력,추리력이 상호작용하여 파인만 물리학자만의 강의록이 탄생되었다.어느 철학자의 말처럼 "같은 조건은 항상 같은 결과를 가져온다는 것이 과학의 존재 자체에 필수적"이지 않다는 것을 강조하고 있다.그럼에도 과학은 계속 진행 중인 것이다.비록 미래에 어떠한 일이 발생할 것인지 정확하게 예측할 수는 없어도 과학의 존재 자체를 위해,그리고 자연의 특성이 무엇인지는 대전제하에서 결정되어야 할 사항이다.더욱 중요한 점은 과학이 진보하기 위해 필요한 것은 실험할 수 있는 능력,결과치를 해석할 수 있는 사고력에 있고,그것이 무언가를 그래야만 한다고 미리 확신하지 말아야 한다는 것이다.

 물리학 및 물리법칙이 우리 주위에서 차지하는 비중과 역학관계를 나름대로 인지하는 시간을 갖게 되었다.20세기 천재 물리학자인 파인만이 일반인을 위한 물리 강의를 통해 대강의 물리법칙을 알아 보고,물리법칙의 특성 및 그 비화(秘話)를 흥미롭게 학습하는 계기가 되었다.다소 어렵게 다가왔지만 이 글에 실린 7가지 물리법칙만이라도 제대로 이해하면서,우리 주위에서 발생하는 물리 현상을 물리법칙과 연계해 나간다면 과학적 상상력과 추리력이 제고될 것이다.