물리학(物理學, physics, natura)
격물학(格物學) = 격치학(格致學)
格
lattice; pattern, style; quality; (lit.) impede, obstruct, hinder; (lit.) to examine or study; to hit, to beat
lattice : 격자, 격자 모양의 것
a low wall of stone latticework
격자 모양의 낮은 돌담
hinder 저해[방해]하다, …을 못하게 하다
a political situation that hinders economic growth
1.정의
물리학은 자연의 근본 원리를 연구하는 학문으로서, 물질, 힘, 운동, 에너지, 열, 전자기, 빛, 입자, 파동, 시간, 공간 등의 개념을 다룬다.
자연 현상은 매우 다양한 형태로 나타나지만, 그 이면에는 공통으로 적용되는 보편적인 법칙이 존재한다.
물리학은 이러한 자연의 보편 법칙을 발견하고, 그 법칙을 바탕으로 자연 현상을 합법칙적이고 논리적으로 설명하는 것을 목표로 하는 학문이다.
여기서 '설명'은 단순히 이미 알려진 현상을 해석하는 것에 그치지 않고, 아직 관측되지 않은 현상을 이론적으로 예측하고, 이를 관찰이나 실험을 통해 검증하는 활동까지 포함된다.
이처럼 물리학은 자연의 보편법칙을 탐구하는 학문으로서 다른 자연과학과 공학의 밑바탕이 되는 기초 학문이라 할 수 있다.
2. 어원
physics
물리학을 뜻하는 영단어 physics는 자연을 의미하는 그리스어 φύσις(physis, 퓌시스)에서 기원했다. 고대 그리스에서 자연계의 사물을 이론적으로 취급하는 학문을 '자연학(physika)'이라고 불렀고, 이는 물리학의 기원이 되었다.
퓌시스는 본성, 혹은 자연을 뜻하는데 이를 라틴어로 옮기면 natura, 영어로 옮기면 nature가 된다.
자연학을 형이상학과 분리한 인물로는 아리스토텔레스가 꼽히곤 한다. 아리스토텔레스는 자신의 철학을 제1 철학과 제2 철학으로 나누고 자연학을 제2 철학으로 분류했다. 후세의 학자들은 아리스토텔레스의 제1철학에 해당하는 내용들을 모아서 자연학 다음에 배치하고는 형이상학(metaphysics)이란 이름을 붙였다. 즉, 아리스토텔레스와 그 후대 학자들은 자연 현상의 원리를 탐구하는 physics와, 존재의 본질과 실체(substance)에 대한 철학적 논의를 다루는 metaphysics를 명확히 구분하였다.
물리학은 직접적으로 형이상학을 탐구하지는 않지만, 이론물리학 차원에서는 형이상학적 전제와 긴밀히 접하는 지점이 존재한다. 특수 형이상학에 속하는 신, 영혼, 자유의지 등은 물리학을 비롯한 자연과학의 연구 범주에서 제외되지만, 존재 자체에 대한 정의와 탐구는 이론물리학과 과학철학의 접점에서 긴밀히 논의되기도 한다. 비슷하게 수학 역시 자기 자신을 대상으로 삼는 형식적 분석, 즉 메타수학(metamathematics)이라는 분과를 포함하며, 이는 형이상학과는 성격이 다르지만 '상위 층위의 고찰'이라는 점에서 조어 방식의 유사성이 있다.
즉, 일반 형이상학은 물리학과의 경계가 상당히 흐려지는 지점이 존재한다. 양자역학의 등장 이후, 일반 형이상학적 개념에 의존했던 이론들을 어떻게 물리학으로, 정합적이게 해석할 수 있는지에 대해 과학철학적 논쟁이 이어지고 있다.
3. 용어의 역사
'물리학'이라는 단어는 한자로 '物', '理', '學'으로 구성되어 있으며, 문자 그대로 해석하면 '사물의 이치를 탐구하는 학문'을 의미한다. 물(物)은 일반적으로 '사물', '만물', '대상' 등을 의미하며, 자연물뿐 아니라 추상적인 '현상'까지 포함하는 의미로도 쓰인다. 리(理)는 '다스릴 리' 또는 '이치 리'로 읽히며, 기본적으로는 '이치', '조리', '법칙', '질서', '조화' 등을 뜻한다. '다스릴 리'라는 독음은 존재하지만, 여기서는 사물에 내재된 질서나 원리를 가리키므로, '이치'라고 풀이하는 것이 정확하다. 학(學)은 '배움', '탐구', '학문' 등의 의미를 지닌다.
서양 과학이 도입되던 청나라 말기, 중국에서는 물리학을 '격치학(格致學)' 또는 '격물학(格物學)'이라 불렀다. 이는 성리학의 핵심 개념인 '격물치지'(格物致知)에서 유래된 표현으로, '사물의 이치를 탐구하여 앎에 이른다'는 뜻을 지닌다.
반면 '물리'(物理)라는 단어 자체는 훨씬 이전부터 더욱 포괄적인 의미로 사용되었다. 초나라의 갈관이 쓴 <갈관자>의 '왕부편'에서는 '물리'를 '만물의 진리' 또는 '세상의 이치'라는 의미로 사용했으며, 오나라의 양천(楊惕)이 저술한 <물리론>(物理論) 또한 유사한 맥락에서 제목을 붙인 것으로 보인다.
명나라와 청나라 시기의 학자 방이지는 인문학과 자연과학을 포함한 여러 학문 분야를 소개한 백과전서적 저술 <물리소식>(物理小識)을 남기기도 했다.
현대적 의미의 '물리학'이라는 용어는 일본이 서양의 'physics'를 한자어로 번역하며 처음 사용한 것으로 알려져 있으며, 이후 대한제국 말기와 일제강점기를 거치며 한국에도 이 표현이 유입되었다.
4. 본질과 목적
과학철학적 설명
과학은 본질적으로 철학적이다. 이론은 해석의 산물이다.
노먼 캠벨[2], Physics: The Elements, 1920.
물리학의 목표는 경험을 가능한 한 단순한 사유 체계로 환원하는 것이다.
알베르트 아인슈타인, Ideas and Opinions, 1954.
자연의 근본 구조에 대한 이론은 인식의 구조에 대한 이론과 분리될 수 없다.
베르너 하이젠베르크, Physics and Philosophy, 1958.