세상을 바꾼 공식 E=mc2은 어떻게 탄생했나

문화산책/서평 2013. 6. 16. 07:00

단 한 번도 실수하지 않은 사람은 결코 새로운 일을 시도하지 않는다.

질문을 멈추지 않는 것이 가장 중요하다. 호기심은 그 나람의 존재 이유가 있다. 인간은 진리와 인생 그리고 불가사의한 현실의 구조를 직시할 떄, 아무런 해답도 얻지 못한 채 오히려 두려움에 빠지곤 한다. 그저 매일 이 불가사의한 세계에 대해 아주 조금이라도 이해하려고 노력하는 걸로 족하다. 신성한 호기심을 잃어서는 결코 안 된다.

하나의 목적에 자신의 온 힘과 정신을 다해 몰두하는 사람만이 진정 탁월한 사람이다. 이런 까닭에 탁월해지는 데는 그 사람의 모든 것이 요구된다.                                                                                                                                     -알베르트 아인슈타인-


<출처: 네이버 지식백과>

20세기 최고의 과학자로 일컬어지는 아인슈타인의 상대성 이론은 지금까지도 수많은 책들을 통해서 회자되곤 한다. 아주 어렸을 때부터 공부에 흥미를 잃은 학생이라도 상대성 이론은 누구나 한 번쯤 들어봤을 것이다. 하지만 상대성 이론을 실제로 잘 아는 사람은 얼마나 될까?


<출처: 다음 책>

E=mc2. 이 간단한 공식에서부터 상대성 이론은 시작한다. 에너지는 질량 곱하기 속도의 제곱이다. 시크릿 하우스, 일렉트릭 유니버스의 저자 데이비드 보너나스는 E=mc2이라는 간단한 공식을 제목으로 한 책으로 대중에게 과학을 가장 쉽게 설명하는 사람 중 한명으로 우뚝 설 수 잇게 되었다. 아인슈타인의 간단한 공식은 가장 쉬우면서도 많은 내용을 내포하고 있다. 질량은 무엇인가? 속도는 어떻게 생기는가? 그리고 에너지란 과련 무엇인가? 아마 아인슈타인의 이전에 이런 문제가 해결되지 않았다면 지금의 상대성 이론은 탄생하지 않았을 것이다.

'질량과 에너지는 하나다' 아인슈타인의 이 비범한 통찰은 아무도 빛을 따라잡을 수 없다고 하는, 표면적으로는 아무 상관도 없어 보이는 관찰에서 시작되었다. 하지만 이것은 우주선의 예에도 제시했듯이, 움직이는 물체에 에너지를 쏟아 부으면 외부 관찰자에게는 질량이 증가한 것처럼 보이는 결과를 가져온다는 결론으로 이끌었다. 이는 반대의 상황에도 적용할 수 있다. 적당한 환경이 주어지면, 물체는 질량으로부터 에너지를 발생시키고 방출할 수 있어야 한다.

아인슈타인의 상대성 원리는 그전부터 있던 모든 법칙들을 한 곳으로 모아 최종으로 정리해 놓은 것에 가깝다. 질량이 곧 에너지라는 것은 라부아지에의 '질량보존의 법칙'과 유사하다. 여기에 아인슈타인은 영역을 넓힌 것이었다. 여기서 다시 한 번 아인슈타인이 말한 말에 대해서 생각해보게 된다. 그는 쉬지 않고 질문하고 호기심을 가졌다. 그에게 '에너지'를 규명하는 것은 그의 일생의 목표였다.

E=mc2이라는 공식엔 이 공식에 적용될 수 있는 질량이 어떤 특정한 종류여야 한다는 언급이 없다. 즉 적당한 환경에서라면 어떤 물질이던 에너지로 폭발할 수 있는 질량을 가지고 있다. 그저 평범한 바위나 어떤 식물이나 시냇물, 우리 주변의 모든 물질도 그 힘을 가지고 있다. 겨우 몇 그램밖에 되지 않는 이 책의 한 페이지는, 전혀 해가 없는 안정된 섬유질과 잉크의 혼합물로 보인다. 하지만 그 잉크와 섬유질이 혹시라도 순수한 에너지의 형태로 바뀐다면 거대한 발전소의 폭발을 능가하는, 그야말로 엄청난 위력을 보여줄 것이다.

사람들은 흔히들 착각하곤 한다. 과학은 복잡한 것이고 똑똑한 사람들에게 한정된 특별한 학문이라고 치부해버린다. 하지만, 그렇지 않다는 것을 이 책을 통해서 알게 될 것이다. 원자폭탄이 개발되기 위해 가장 필요했던 것이, '질량은 곧 에너지'라는 단 한마디에서 시작된 것이라면 모든 사람들도 과학에 대해서 이해할 수 있는 것이라고 생각한다. 과학을 어려워하는 사람, 과학이 특별한 것이라고 말하는 사람들에게 이 책을 권한다. 과학은 어려운 것이 아니다. 다만 다르게 생각하는 것이고, 좀 더 숫자가 추가된 것일 뿐이다. 그 기본 바탕은 가장 사소한 관찰에서부터 시작한다. Ahn


이승건 / 성균관대 전자전기컴퓨터공학부

댓글을 달아 주세요

  1. 림림이 2013.07.29 03:38 신고  Address |  Modify / Delete |  Reply

    과학은 사소한 관찰로부터 시작된다는 마지막 구절이 인상깊네요.
    이 책 읽어봐야겠어요...^^