부분과 전체에 나온 양자역학의 탄생까지의 과학적 세계관 변천과정
분야
hwpㅇ 뉴턴의 제 1법칙 (관성의 법칙)
외부에서 힘이 가해지지 않는 한 모든 물체는 자기의 상태를 그대로 유지하려고 합니다. 즉, 정지한 물체는 영원히 정지한 채로 있으려고 하며 운동하던 물체는 영원히 등속 직선운동을 계속 하려고 한다. 속력과 방향이 변하지 않습니다.
만약 외부에서 외력이 가해지면, 정지해있던 물체는 움직이고 운동하던 물체는 가속도를 기준으로 해서 그 값이 0보다 클 경우에는 속도가 점점 더 빨라지게 되고, 0보다 작을 경우에는 속도가 점점 더 느려지다가 끝에는 거의 멈춘 상태가 되고 맙니다. 그리고 운동방향 또한 외력이 가해지는 방향에 따라 유지되거나 바뀌게 됩니다.
여기서 알고 넘어가야 할 부분 : 뉴턴은 외력의 크기와 외력의 방향을 정확히 알 수 있다면, 속도와 가속도, 그리고 방향이라는 세 값을 정확히 구할 수 있다고 생각했습니다.
ㅇ 뉴턴의 제 2법칙 (가속도의 법칙)
‘F = ma’, 즉 힘은 질량과 가속도의 곱이다.
여기서 알고 넘어가야 할 부분 : 뉴턴은 누구에게나 변하지 않는 공간, 시간이라는 변위를 사용하여 속도를 구할 수 있고, 속도를 이용하여 가속도를 구할 수 있다고 생각했습니다. 즉, 외부 힘, 중력, 마찰력 등등 모든 변수를 구할 수 있다면, 직접 실험을 거치기 전에 그 값을 구할 수 있다는 것을 뜻합니다.
위 두 이론을 종합해서 정리해보면, 뉴턴의 물리학은 ‘절대와 확정’이라는 키워드를 내세우고 있다는 걸 알 수 있습니다. 절대적인 관측자의 위치에서 모든 변수의 값을 구할 수 있다면 확정적인 값을 도출해낼 수 있다는 것이지요.
이렇게 절대와 확정이라는 두 키워드를 가지고 설명되어진 뉴턴역학은 인간이 경험할 수 있는 일상세계에서는 너무나도 잘 들어맞았기에 약 300년 동안 학자와 과학자들 사이에서 불변의 진리로 여겨졌습니다. 그러나, 이를 깬 것이 있었으니, 바로 우주의 원리를 연구하던 과학자, 아인슈타인의 상대성원리가 바로 그것이었습니다.
상대성원리를 설명함에 앞서서 이 이론의 근간이 되었던 맥스웰의 ‘광속 불변의 법칙’에 대해서 설명하겠습니다.
