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  아인슈타인의 일반상대성이론은 실험적으로 완벽하게 입증되었으며 특정 기준선을 찾을 방법이 존재하지 않기 때문에 절대운동과 절대공간이란 존재하지 않는다. 따라서 절대 공간이 없다면 두 사람이 관찰한 한 물체의 크기가 반드시 동일하다고 말할 수는 없다. 이러한 이론은 아인슈타인 한 사람의 작품은 아니다.

 그는 단지 과학자의 자세로 단순한 것을 심각하게 여기고 그 결과에 대해 논리적으로 따라갔을 뿐이다. 맥스웰 방정식에 나타난 빛의 속도가 일정하다는 것과 갈릴레이가 제안한 등가성원리를 깊이 있게 이해한대서 도출된 것이다. 이 이론으로 우주의 시간과 공간이 고정되어 있지 않다는 것을 알게 되었으며 질량은 우주의 시공간에 영향을 미치는 요소이며 에너지와 교환될 수 있다는 것도 알게 되었다. E=mc²이 바로 그 변환식이다. 그러나 오늘날 과학자들은 큰 고민에 빠져있다. 중력에 관한 가장 좋은 이론이라고 생각했던 아인슈타인의 일반상대성이론이 양자역학 이론과는 부합되지 않는 다는 것이다.
 아인슈타인의 상대성이론이 정말 훌륭한 이론이지만 성스러운 교본은 아니며 더 나은 이론이 나오기 전까지 버티고 있는 이론일 뿐인 것이다. 그러나 아인슈타인의 시간, 공간에 대한 내용은 E=mc²의 공식을 정확하게 유도해 내었으며 이는 곳 원자핵의 엄청난 위력을 풀 수 있는 단서가 되었다. 빛의 속도는 모든 사람이 동의하는 것이라는 아주 단순한 생각이 이 모든 것을 밝히게 되었다. ‘가장 단순한 생각....’ 이 우주에 인류가 존재하는 한 우주에 대한 호기심을 가진 사람들에게 아인슈타인은 좋은 본보기가 될 뿐만 아니라 큰 영감을 주는 인물로 기억될 것이다.

그럼 이 책의 이론들을 조금만 들여 다 보기로 하자.

1) 지구가 태양의 주위를 공전하는 것은 지구가 휘어진 공간에서 태양을 향해 직선으로 떨어지고 있다는 것이다. 아인슈타인은 이렇게 말했다. “ 태양은 매우 질량이 큰 물체라서 주위의 시공간을 아주 많이 휘게 한다. 지구는 이 시공간에서 자유롭게 움직일 수 있으나 시공간의 휘어짐으로 인해 원 궤도를 따라 움직이게 된다. “ 지구가 공전하는 것이 단지 기하학적인 이유 때문이라는 거다. 다시 말해 물체가 존재하는 곳에 중력이 있으며 시공간은 물체와 에너지가 있을 때 휘어진다.

2) E=mc²에서 c가 질량이 없는 입자의 속도이며 시공간의 관점에서 c가 도입되면 시간 방향으로 거리를 계산할 수 있다. 이러한 면에서 빛의 속도는 공간 자체에 스며들어 있는 것이다.

3) 질량을 상상해 보는 공식들로는 F=ma, P=mv이 있다.

4) 만약 공간상 거리가 미터(m)로 측정되고 시간상 거리가 초(s)로 측정 되었다면 이 두 가지를 어떻게 결합시켜야 하나?
 v=x/t (v=m/s)를 이용하면 거리를 시간으로, 시간을 거리로 전환할 수 있으며 어떤 시간에 교정속도(c)를 곱하기만 한다면 시간을 미터로 측정할 수 있다.

5) 맥스월은 장이라는 개념을 이끌어 내어 주요 개념으로 삼았다. 예를 들어 건전지가 어떻게 전선에 전류를 흐르게 하는가? 라고 그에게 물으면 “건전지가 전선에 전기장을 만들어내고 이 전기장이 전류를 흐르게 할 것이다.”라고 답 할 것이며, 자석 근처의 나침반 바늘의 방향이 어떻게 변 하는가?에 대해서는 “ 자석 주변에 자기장이 형성되고 이것이 바늘의 방향을 움직이게 한다.” 라고 답할 것이다.
 맥스웰의 방정식은 전자기장이 파동운동의 형태로 공간을 가로지르며 작용하는 방식을 설명해준다. 좀 더 자세히 전자기장을 들여다보면 광파가 생겨나고 운동하는 방식도 알 수 있다. 뿐만 아니라 광파가 이제껏 눈으로 볼 수 없었던 전자기파의 특수한 형태에 불과하다는 사실까지 알려준다.

 맥스웰의 방정식이 보여준 새로운 가능성들은 19세기 말에 이르러 현실화된다. 이제 물리학자들은 의도적으로 전자기파를 만들고 전달할 수 있으며 사실 이것 없이는 현대인의 일상을 상상할 수조차 없다. 라디오, TV, 휴대전화기 등등 수많은 생활기기에서 이 전자기파를 사용하고 있다.
 맥스웰 방정식은 빛의 운동방식을 기술해줄 뿐만 아니라 그것의 특수한 성질도 알려준다. 그에 따르면 빛은 그것이 운동하는 물체에서 나온 것이든 정지한 물체에서 나온 것이든 상관없이 항상 동일한 속도로 운동한다. 맥스웰 방정식은 이것을 상수 c로 표시한다. 다시 말해서 빛의 속도는 언제 어디서나 불변이다. 우리의 상식적인 이해력에 배치되는 이 같은 맥스웰의 예측은 나중에 사실로 증명된다. 또한 이것은 아인슈타인의 상대성이론의 초석이 되었다.

■ 전기장(E)의 원천은 전하(電荷): electric charge다. (양전하와 음전하가 모두 가능하다.)
■ 자기장(B)은 그러나 자하(磁荷): magnetic charge에서 생겨나지 않는다. (자기단극은 존재하지 않는다.)
■ 자기장은 시간적 변화를 통해서 전기장을 만들어낸다.
■ 전기장의 시간적 변화는 자기장을 만들어낸다. 이때 전류(j)의 흐름이 발생한다.
  ∇？E = 4∏? , ∇？B = 0 , ∇xE+1/c B = 0 , ∇xB-1/c E = 4∏j/c
 이때 전하와 전류가 존재하지 않는 빈 공간을 상상해보면 맥스웰의 방정식은 빛의 파동방정식이 된다.
 

  제가 추천하고 싶은 다음 주자는 아주대학교 약학대학의 이범진 교수님입니다. 이범진 교수님은 현재 아주대학교 약학대학의 학장으로 계시지만 단순히 약학대학 학장이라고 소개하기에는 그 활동범위가 너무너무 크신 분입니다. 제약업계의 발전과 국민보건 향상을 위해 폭넓은 활동을 하는 것은 기본이고 대한민국의 미래 비젼에 대한 설계에도 여념이 없습니다. 자신이 국정을 책임지는 국회의원, 장관도 아니면서 말입니다. 이런 열정의 이범진 학장님에게 이제 코센 웹진을 통해 좋은 책 한 권 소개받을 것을 믿고 바통을 넘깁니다.