조선이 만난 아인슈타인

[백두대간]

<조선이 만난 아인슈타인>을 읽고
 
배움터란 모임에서 공부할 책입니다. 책 내용 자체는 평이하나 제대로 보려면 물리학을 구체적으로 알아야 한다는 점에서는 어렵습니다. 교직생활하면서 비교적 쉽게 쓰여진 물리학 책을 여러 권 틈틈이 보았습니다. 그러나 이 책을 보면서 다시 공부했습니다.
 
과학기술의 발전은 일반적으로 생산력을 발전시켜 민중의 삶을 향상시킨다고 합니다. 일정하게 맞습니다. 그러나 자본주의하에서는 자본의 이윤극대화 추구로 인해 민중의 삶은 피폐화시킬 가능성이 훨씬 큽니다. 이와 관련해서 과학기술은 가치중립라는 신화가 자리잡고 있습니다. 과학집단이나 과학자가 연구주제를 삼을 때는 가치개입이면서 매우 정치적입니다. 단지 연구과정은 가치중립적인 측면이 매우 강합니다. 왜 이 말을 하냐하면 과학기술 발전이 인류와 자연을 매우 심각하게 파괴하는 가져오는데 과학자의 책임을 회피할 수 있기 때문입니다.
 
자연과학발전은 인문사회과학과는 동떨어진 독립적인 학문일까요? 근대 초기 다수의 철학자.사상가는 수학자이면서 과학자였죠. 자본주의가 발전할수록 고도의 분업을 가져와서 학문도 세분화됩니다. 그래서 과별로 공부하면서부터 직장에서 한 분야에만 일을 하기에 인간의 전면적인 발달이 아닌 일부분만 발달하여 불구화됩니다. 아인슈타인의 상대성원리는 기존의 성과물의 바탕이면서 아인슈타인의 사고실험에서 나온 것입니다. 그리고 우주를 계산할 때 허수인 i도 과학자의 상상력의 숫자입니다. 물론 자연과학의 발전은 인간의 삶에 지대한 영향을 주면서 인식에도 큰 영향을 줍니다. 자연과학과 인문사회과학은 상호의존관계입니다.
 
이 책에서 조선시대 말부터 과학자들의 삶의 궤적을 정치.경제 등 측면에서 살펴보고 있습니다. 이들 중 식민지 조선의 독립을 위해서 투쟁하면서 연구하는 학자들이 있는가 하면 독립투쟁과 관계없이 일제 치하에서 과학연구에만 하는 과학자들도 있고, 어떤 과학자들은 일제에 협력하는 과학자들도 있습니다.
 
갑신정변의 지도자인 김옥균은 홍종우에 의해서 프랑스에서 암살당합니다. 갑신정변은 우리가 배운 것처럼 일제란 외세을 등에 업고 개혁을 추진했기에 당연히 실패한 것으로 알고 있습니다. 그러나 이 개혁은 갑오농민전쟁의 정신을 이어받아서 봉건 구습을 타파하고 입헌군주제에 의한 자본주의적 개혁을 추진한 당대에는 합당한 일이었습니다. 단지 일제에 잠깐 힘을 빌리러 했을 뿐 자주적 개혁은 아무 손상이 없었습니다. 단지 민비가 청나라를 불러들여서 실패합니다. 홍종우도 왕권 강화속에서 개혁을 추진하는데 이 정변이 왕권을 도전한다 해서 김옥균 살해 뿐만 아니라 이들 세력을 철저히 제거합니다.
서재필박사도 철저히 부르주아적 개혁을 추구하지만-갑오농민전쟁에 대해서는 적대적-국내외 반동세력 때문에 성공하지 못하고 수시로 미국에 들락거립ㄴ다.
씨없는 수박을 잘알려진 우장춘 박사의 아버지의 전력은 적극 일제에 협력한 점에서 매국노입니다. 그의 아버지는 우범선은 명성황후를 살해하는데 일제에 협력하고 일본으로 넘어서가서 일본여자에 결혼하여 우장춘을 낳습니다. 우장춘은 일본에서 그냥 연구만 계속합니다.그런데 해방 후 남한에 와서 민중의 삶을 개선하기 위해서 김장에서 중요한 배추와 무우 그리고 고추를 개량하였습니다. 그 외 많은 성과를 가져옵니다. 부자라는 혈연관계로 연좌제를 하기에는 뭐하지만 슬픈역사의 한 장면입니다. 그 외 과학자의 삶은 책을 참고하시기를 바랍니다. 이들도 과학발전에 나름대로 끊임없이 노력했다는 사실입니다.
 
뉴턴은 운동 3법칙-관성법칙, 가속도법칙, 작용과 반작용법칙-으로 알려진 고전물리학의 대표자입니다. 중력은 두 물체 질량의 크기에 비례하고 거리에 반비례한다. 뉴터는 좌표계를 바‘
꾸어도 불변인 형식을 가지고, 광속도 일정하다고 설명합니다. 즉 시간과 공간이 모든 좌표에서 공통적이라 합니다. 우리가 일상 생활에서 하루 24시간이란 1차원 세계와 공간이란 3차원 세계는 누구나 똑같이 경험하기에 이의를 제기하지 않았습니다. 뉴턴은 고전주의, 기계적 유물론 등에 영향을 줍니다.
 
아인슈타인은 상대성이론으로 유명합니다. 우리 일상적인 삶에서 느끼지 못하지만 시공간이란 4차원으로 운동한다는 것입니다. 중력은 물체질량이 시공간을 왜곡시킵니다. 질량이 클수록 시공간왜곡도 커집니다. 질량과 에너지는 시공간에 구부러짐을 일으킵니다. 중력은 시공간의 곡률에 따라 움직입니다. 예를 들어 탄력있는 시트에 질량이 큰 공을 떨어뜨리면 그곳이 휘어지고 작은 공은 큰 공 따라 돕니다. 시공간은 각 좌표에서 각자 시간을 갖습니다. 두 사람이 다른 속도로 움직이거나 다른 중력장에 있을 경우 두 사람은 시간을 다르게 경험합니다. 물체가 빠르게 이동하거나 강한 중력장에 노출되면 그 물체의 시간이 느려집니다. 시간지연현상을 경험합니다. 예를 들어 한 사람은 기차역에 있고 한 명은 기차를 타고 가면 누가 시간이 느려질까요? 쌍둥이 패러독스입니다. 물체가 공간을 빠르게 움직이면 그 운동방향에 대해서 간격이 줄어듭니다. 기차를 탄 사람은 공간이 더 줄어듭니다. 이런 종류의 영화는 인터스텔라입니다. 시공간의 개념을 근본적으로 바꿉니다. 진동하는 중력장의 물리적인 파동인 중력파는 블랙홀 충돌이나 우주의 큰 물체가 결합할 때 관측됩니다. 블랙홀은 중력이 너무 강해서 아무것도 탈출할 수 없습니다. 근처에 있는 빛마저도 탈출할 수 없을 만큼 시공간이 극도로 휘어집니다.
 
양자역학은 원자와 이를 이루는 아원자 입자 등 미시세계와 그러한 계에서 일어나는 현상을 탐구하는 현대물리학입니다. 물리계의 아주 작은 입자 즉 분자,원자,기본입자(전자, 소립자 등)을 연구합니다. 1광년 정도 멀리 떨어진 두 입자가 양자얽힘일 때, 한쪽 상태가 결정되면 나머지의 상태가 자동으로 결정되므로, 어떤 정보의 전달도 빛의 속도보다 빠를 수 없다는 상대성이론과 모순됩니다. 이의 해결을 위해서 끈이론, 통일장이론 등이 있습니다. 양자얽힘은 두입자가 먼 거리에 있어도 계속 연결되어 한 입자가 행해지는 작용에 다른 입자에게도 즉각적으로 영향을 주는 물리적 현상입니다. 이는 상대성이론에 반하기에 이를 해결하는 논리는 다음과 같습니다. 입자간 물리계에서 원초적 연결고립니다. 다음은 이 영향은 정보전달이 아니라 이 결합으로 얽힘이 발생합니다. 이는 양자암호, 양잠컴퓨터, 반도체 원리 등입니다. 양자시스템(양자비트)는 0과1를 동시에 가집니다. 이 결합으로 얽힘현상이 발생합니다. 열전달 방식이 대류와 전도란 매질이 있어야 하는데 양자는 이가 없어도 전자기파를 방출하여 열이 이동하는 것을 흑체복사라 합니다. 이를 우리 주변에서 흔히 말하는 염력, 텔레파시도 일정 정도의 과학적 근거를 가질 수 있겠군요.
불확정성 원리는 측정도구를 한 점에 가까이 다가가게 할수록(입자위치) 같은 입자의 다른 관련된 측정(운동량)이 사라지거나 덜 정확해집니다. 이는 주체와 객체의 상호의존관계를 넘어서 완전한 통일로 생각됩니다.