상대성 이론 나의 인생관

▣ 출판사서평

20세기 위대한 신화, 인간지혜 최고 걸작
인류 역사상 가장 뛰어난 ‘생각기계’ 아인슈타인
정력적 사고로 인류의 미래를 바꾸다!

영원한 청년 아인슈타인
아인슈타인, 인류 역사상 가장 뛰어난 ‘생각기계’를 지닌 이 영원한 청년은 정력적 사고를 통해서 인류의 미래를 바꾸어놓았다. 상대성 원리와 중력에 관한 새로운 사고방식을 제안, 20세기 위대한 신화들 중의 하나를 기록한 그는 광속도 불변의 원칙을 비롯하여, 물체의 질량은 그 에너지 함유량의 지표가 된다는 특수상대성이론과, 강한 중력장이 공간을 굽힌다는 일반상대성이론을 밝혀냈다. 이로써 그는 물질과 빛을 동시에 포괄하는 하나의 물리학 이론을 가능케 했으며, 광대한 우주 그 자체의 운동과 역사를 밝히는 데에도 성공을 거두었다.
혀를 내밀고 있는 아인슈타인, 미치광이처럼 머리카락을 흩날리고 있는 아인슈타인, 짓궂게 반짝이는 시선 속에 E=Mc2를 감추고 있는 아인슈타인. 우리의 일상은, 계산기뿐만 아니라 청바지를 파는 데에도 이용되는 이 대가의 사진들로 가득 차 있다. 혁명가들은 레닌, 공업가들은 포드, 지식인들은 아인슈타인, 심리학자들은 프로이트를 가졌던 것이다. 상대성 이론에서 직관에 반하는 특성인 패러독스들은 센세이션에 굶주린 통속화 과정에서 과장되곤 하는데, 그것들이 많은 사람들에게 아인슈타인 신화의 테마로 이루어져가는 것이다.

누구나 알기 쉬운 「상대성 이론」
이 책의 「상대성 이론」은 상대성 이론에 관한 아인슈타인의 최초 논문 「움직이는 물체의 전기역학」 우리말 번역과, 이 논문에 대한 해설로 구성되어 있다. 이 유명한 논문은 아인슈타인이 26세인 1905년, 물리학에 관한 독일 학술지 「물리학 연보(Annalen der Physik)」 제17권 pp. 891∼921에 발표된 것이다. 거대한 변혁을 초래한 상대성 이론의 가장 기본적인 사고방식, 특히 특수 상대성 이론의 정수라고 할 만한 것은 모두 이 책에 소개되어 있는 제1논문, 특히 ‘Ⅰ. 운동학’ 부분에 나타나 있다.
일반적으로 자연과학에 대한 논문을 이해하려면 많은 예비지식이 필요하다. 그중에서도 물리학 논문을 읽기 위해서는 수학을 알아야 하며, 특히 상대성 이론은 많은 수학적 준비가 필요하다. 그러나 이 책에 나온 상대성 이론 제1논문은 초등수학의 지식만 있어도 기본적인 사고를 이해할 수 있는 매우 드문, 귀중한 논문이다.
아인슈타인의 논문은 어느 것이나 매우 간단명료하고 이해하기 쉽다. 그중에서도 제1논문은 특히 그러하다. 그는 초보적이라고도 할 수 있는 기본적인 사항의 재검토에서 출발하여, 중학생이라도 알 수 있는 초등대수와 기하학을 이용하여 상대성 이론의 근간이라고도 할 수 있는 중요한 공식을 유도해내고 있다. 그의 해설은 출발점이 되는 전제에서 목표하는 결론에 이르기까지 아주 짧은 과정을 거쳐, 참으로 쉽고 명료한, 그러나 설득력 넘치는 논지로 독자를 목표점까지 이끌어간다. 이 논문은 물리학 논문의 모범으로서 물리학 뜻을 둔 사람이라면 반드시 한 번은 읽어야 하는 것이다. 과학 논문으로서 최고의 걸작이요, 논지 전개의 아름다움은 예술작품이라고 해도 결코 과언이 아니다.

즐겁고 재미있는 우주이야기
이 책의 「상대성 이론」은 A, B 두 부분으로 나뉘어 있다. 본디 논문을 번역한 것이 A인데, 이것은 물리학을 배우려는 독자라면 쉽게 이해할 수 있는 내용이다. 그러나 그것들 중에는 얼마간 난해하다고 여길 만한 부분이 눈에 띄기에, 어렵게 여겨질 만한 부분에 대해서는 초보자라도 이해할 수 있도록 A의 끝부분에 해설하여 놓았다.
후반부인 B는 일반 독자를 위한 해설이다. 기존의 해설서와는 달리 어디까지나 본디 논문의 논지를 가능한 한 충실하게 재현하는 데 힘썼다. 물리학 지식이 충분치 않다고 생각하는 독자는 B를 먼저 읽을 것을 권한다. 그런 만큼 아인슈타인의 본디 논문이 어떤 것인지를 아는 데는 충분하다.
본디 논문은 2가지 내용으로 나뉘어 있다. 전반부, 즉 Ⅰ. 운동학 부분에 대한 해설은 중학교 1학년 정도의 대수 지식만 있으면 충분히 이해할 수 있도록 설명했다. 그러나 후반부인 Ⅱ. 전기역학 부분은 Ⅰ과 같은 흐름으로 해설하기에는 너무나 많은 예비설명이 필요하다. 이것에 대해서는 어쩔 수 없이 본디 논문에 무슨 내용이 있는지를 알 수 있는 정도의 내용 소개에 그쳤다. 그러나 시간‧공간에 대한 상대성 이론이라는, 이 이론의 가장 특징적인 부분은 Ⅰ에 대한 해설에서 꼼꼼하고 알기 쉽게 설명하고 있다. 반복하지만, 대수의 초보지식만 있으면 누구나 이 유명한 논문의 가장 멋진 점을 충분히 ‘감상’할 수 있으리라 확신한다.

불세출 천재, 너무나 인간적인 아인슈타인
아인슈타인은 학문연구 활동에만 전념하지 않았다. 그는 정치, 교육, 윤리도덕, 종교, 평화 등 인간사 전반에 걸친 문제에 큰 관심을 가지고, 인류가 나아갈 수많은 바람직한 길을 제시했다.
이 책 「나의 인생관」에는 이러한 모든 문제에 대한 그의 사색의 깊이가 드러난다. 유태인인 그가 자기 민족에 대해 쏟은 애정, 세계평화를 바라지만 미약한 자기 자신에 대한 고뇌, 가족․친구․동료들에 대한 따뜻한 마음, 윤리․도덕․종교․교육, 인간 본질에 대한 탐구, 과학과 기술, 정치․전쟁․평화에 대한 견해 등, 그는 진정한 인류의 평화와 발전을 위해 생각에 생각을 거듭하며 자신의 인생을 바쳤다.
「아인슈타인 사랑의 편지」에는 아인슈타인이 아내 마리치와 결혼 전에 주고받은 편지를 실었다. 그 편지를 살펴보면, 애정이 듬뿍 담겨있으면서도 때로는 질투하고 때로는 화를 내는, 여느 연애편지와 다르지 않음을 알 수 있다. 본디 인간적인 면이 두드러지는 아인슈타인이지만, 이 편지들은 그의 그런 모습을 더욱 돋보이게 한다.
「아인슈타인의 생애와 사상」에서는, 아인슈타인 이전 유명한 과학자들과 위대한 과학적 업적들이 아인슈타인에게 어떠한 영향을 주었는지 알아본다. 또 아인슈타인의 생애와 그가 추구한 과학이 무엇이었는지 그의 어린 시절부터 짚어 올라가본다.

천재라 불린 아인슈타인의 일생을 되짚어 보면, 뜻밖에 그가 일반적으로 말하는 천재의 본보기였다는 결론을 내리기는 어렵다. 오히려 그는 끊임없는 연구심 그 자체였다고 할 수 있다.
물리학에서의 그의 직감력, 중심을 잃지 않는 깊고 넓은 탐색력은 훌륭한 것이다. 그는 한번 목표를 정하고 나면 도중에 그 길에서 벗어나거나 포기하는 일이 좀체 없었던 것 같다. 그러한 끈기로 시공과 빛의 관계를 이해할 수 있었으리라.

▣ 작가 소개

아인슈타인
1879년 3월 14일 독일 울름에서 태어나 1940년 미국 시민권을 취득했으며, 1955년 4월 18일 수술을 거부하고 생을 마쳤다. ‘기적의 해’로 불리는 1905년에는 특수상대성이론에 관한 논문을 포함하여 광전 효과, 브라운 운동 등 놀라운 논문을 다수 발표했다. 상대성 원리와 중력에 관한 이론들은 뉴턴 물리학을 넘어서는 심오한 진전이었고, 과학적 탐구와 철학적 탐구에 혁명을 일으켰다. 1921년 광전 효과에 대한 기여로 노벨 물리학상을 받았다.
마지막 순간까지 통일장 이론을 완성하기 위해 방정식에 매달렸지만, 사실 그의 관심 분야는 철학, 종교, 정치, 경제 등 다방면에 걸쳐 있었다. 그는 나치에 반대한 평화주의자였으며, 매카시즘의 광풍에 휩쓸린 사회주의자였고, 유대 국가 건립을 지지한 시온주의자였다. 또한 ‘스피노자의 신’을 믿는 유신론자를 자처했지만, 무신론자라는 공박을 피해갈 수는 없었다. 아인슈타인은 관행을 좇기보다 스스로 생각하고 행동하는 외톨이로서, 인류와 우주에 긴밀한 유대감을 유지하며 특유의 낙관론을 펼쳤다.
《타임》지는 20세기를 대표하는 인물로 아인슈타인을 뽑으면서 “이론 물리학뿐만 아니라 텔레비전과 핵무기, 우주여행, 반도체 등 20세기의 중요한 기술 분야에도 영향을 미쳤다”고 밝혔다.

▣ 주요 목차

[컬러화보]

상대성 이론
움직이는 물체의 전기역학…13
A 움직이는 물체의 전기역학…16
Ⅰ. 운동학…18
Ⅱ. 전기역학…36
옮긴이 해석…53
B 해설…81
Ⅰ. 운동학…87
Ⅱ. 전기역학…126
용어 설명…139
특수 상대성 이론…145
일반 상대성 이론…182
우주전체를 살펴보기…208
부록…215

나의 인생관
사색의 길을 걸으며…247
세계여, 걸음을 멈추고 돌아보라…261
전쟁과 평화를 생각하며…274
나의 민족, 그리고 시오니즘을 넘어…304
자신에 대하여…312
가족에 대하여…316
미국과 미국인에 대하여…318
친구, 과학자, 그 밖 사람에 대하여…320
인간에 대하여…322
인생이란 무엇일까…326
늙음에 대하여…332
죽음에 대하여…333
윤리 도덕 종교에 대하여…335
교육과 학문에 대하여…342
자연과학 그 연구에 대하여…344
과학과 기술에 대하여…346
이스라엘과 시오니즘에 대하여…352
평화주의에 대하여…355
정치, 전쟁, 평화에 대하여…359
애국심 정부에 대하여…363
그 밖의 생각들…366
다시, 나 자신에 대하여…377

아인슈타인 사랑의 편지…381

아인슈타인 생애와 사상
아인슈타인 그 전 시대…405
아인슈타인의 신화⁄위대한 추리소설⁄자연에 대한 이해⁄자연철학의 탄생⁄물질의 구조⁄물체의 운동⁄운동의 상대성⁄공간이란 무엇인가⁄시간이란 무엇인가⁄빛이란 무엇인가⁄뉴턴과 빛⁄중력이란 무엇인가⁄경이의 해

아인슈타인의 생애와 과학…426
1 성장 과정…426
2 아라우의 꿈―빛을 쫓아간다면…441
3 빛이란 무엇인가―역학과 전자기학…455
4 천재의 개화―1905년, 기적의 해…466
5 특수상대성이론―빛 시간 공간…479
6 그 뒤 아인슈타인…495

아인슈타인 연보…513