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[현대] 아인슈타인 (한메)
아인슈타인 Albert Einstein 1879~1955 독일 태생 미국 이론물리학자. 울름 출생. 상대성이론의 창시자이며, 20세기 최대의 물리학자의 한 사람이다. 비(非)엘리트적인 경력의 특이함, 아카데미적인 틀에 얽매이지 않고 거의 독자적으로 참신한 이론을 건설한 독창성, 물리학뿐만 아니라 철학·사상계에 끼친 막대한 영향, 권위와 차별, 특히 파시즘을 증오하고 인류평화를 위해 끊임 없이 노력한 인간성의 풍부함 등으로도 유명하다. [평범한 소년·청년시대] 아인슈타인은 1879년 3월 14일 독일 남부 울름에서 한 유대인 가정의 장남으로 태어났다. 아버지의 사업 실패로 생후 1년이 채 못되어 뮌헨으로 이사하여 유년기를 보냈다. 유년기의 아인슈다인은 부모가 걱정할 정도로 다른 아이에 비해 성장이 늣고 지혜도 뒤떨어지는 편이었다. 다만 5세 때 아버지가 보여준 나침반에 이상한 흥미를 가졌을 뿐이었다. 6세부터는 바이올린을 배우기 시작하였는데, 이것은 그의 평생을 통한 즐거움이 되었다. 그의 국민학교·중학교 생활은, 독일 특유의 권위주의적 규율과 틀에 무조건 집어 넣는 방식의 교육에 대한 반발로 흥미를 느끼지 못했으며 성적도 좋지 않았다. 그러나 12살에 배운 유클리드기하학만은 그의 흥미를 크게 끌었다. 1894년 다시 아버지의 사업 실패로 아인슈다인만을 남기고 일가는 이탈리아의 밀라노로 이주하였으며, 아인슈타인도 다음해 졸업을 눈 앞에 두고 김나지움을 중퇴하고 부모의 슬하로 돌아갔다. 1895년 전기기사가 되기 위해 취리히의 스위스연방공과대학에 응시하였지만 실패하고 다음해 다시 도전하여 합격하였다. 그의 학교생활은, 정규수업에는 거의 출석하지 않고 친구의 노트에 의지해 시험을 치르는 한편, 주로 뛰어난 물리학자의 논문을 숙독하는 데 시간을 보냈다. 이때, 스위스연방공과대학의 수학교수 H.민코프스키에게 수학을 배웠다. 1900년 학교를 졸업하고, 1902년 친구인 M.그로스만의 아버지 추천으로 베른특허국의 견습기사로 취직한 후, 여가에는 이론물리학의 연구에 몰두하였으며, 드디어 <기적의 해> 1905년을 맞이하였다. [물리학과 철학·사상에 충격을 주다] 1905년 그는 광양자설(光量子說)·브라운운동·특수상대성이론에 관한 3편의 논문을, 그리고 1907년에는 고체의 비열(比熱)의 양자론을 모두 독일 물리학잡지 《물리학연보》에 발표하였다. 이 논문들은 모두 근대물리학의 발전에 중요한 의의를 가지는 것이었으나, 그 중에서도 특수상대성이론에 관한 논문인 <운동체의 전기역학>은 그의 명성을 확고하게 만들었다. 당시 물리학계의 지도자 H.A.로렌츠가 창시한 <전자론(電子論)>은 많은 현상을 훌륭하게 설명하였지만, <절대정지에테르> 가정의 설명에는 어려움이 있었다. 즉 운동계에서의 전자기현상, 특히 광속도를 관측함으로써 그 운동계의 에테르에 대한 절대속도를 발견할 수 있으리라 생각되었지만, A.A.마이컬슨 등의 정밀한 측정에도 붙구하고 지구공전속도의 영향은 발견되지 않았다. 로렌츠는 고심한 끝에 운동계에 대한 시공좌표(時空座標)의 변환인 로렌츠변환까지 도달하였으나, 정지에테르의 개념을 버릴 수가 없었다. 아인슈타인은 <광속도불변>과 <상대성>이라는 2가지 이론을 도입함으로써 이 문제를 훌륭히 해결하였다. 이로써 로렌츠변환은 2개의 관성계 사이의 시공좌표의 변환 그 자체이며, 전자기장의 방정식이 아인슈다인의 2가지 이론에 대해 같은 형태를 취할 것과, 역학의 방정식도 그처럼 일반화하지 않으면 안 되게 되었다. 역학의 방정식이 일반화됨에 따라 질량보존법칙이 에너지보존법칙에 포함되게 되었다. 즉 특수상대성이론의 중요한 결과 중 하나인 <질량―에너지 등가>의 원리가 발견된 것이다. 그러나 특수상대성이론의 가장 혁명적인 결과는 시공개념의 변혁으로, 이것이 물리학 및 철학과 사상에 큰 충격을 가져 왔다. 이 이론은 절대정지에테르와 I.뉴턴의 절대공간을 일축시켰을 뿐만 아니라, 동시각(同時刻) 개념과 시간의 진행방식이 운동상태에 의존한다는 것을 시사함으로써 절대시간이나 절대운동의 개념을 물리쳐, 시공을 4차원의 밀집한 관계에 두게 되었다. 이러한 업적에 의해 11년 프라하의 독일대학교수, 12년 스위스연방공과대학의 교수, 13년 프로이센과학아카데미 정회원, 카이저―빌헬름연구소 물리학부장에 영입되었으며, 14년에는 M.K.E.L.플랑크의 초빙으로 베를린으로 이주하였다. [일반상대성이론의 건설] 특수상대성이론을 완성한 그는 즉시 이것을 관성계뿐만 아니라 임의로 가속도운동을 하는 계(系)로까지 일반화하는 일에 착수하였다. 이를 위해 아인슈타인은, 뉴턴역학에서는 우연에 지나지 않았던 관성질량과 중력질량의 일치를 <등가원리(等價原理)>로서 적극적으로 받아들였다. 이것에 의해 가속계와 중력이 있는 관성계의 등가성, 중력과 시공(時空)의 계량(計量) 사이의 관계를 얻을 수는 있었지만, 그 일반적 정식화(定式化), 특히 중력장(重力場) 자신의 방정식을 일반상대론적 공변(共變)의 형태로 나타내는 것은 쉽지 않았다. 아인슈타인은 수학자가 된 옛 친구 그리스만의 헙력을 얻어, 고심 끝에 리만기하학의 형식을 이용하여 마침내 일반상대성이론을 완성하여 1916년 논문 <일반상대성이론의 기초>를 《물리학연보》에 발표하였다. 이 이론은 난해한 데다가 관측에 의한 검증의 가능성이 적기 때문에 당시에는 많은 관심을 끌지는 못하였다. 그러나 1919년 A.S.에딩턴에 의한 일식(日蝕) 관측으로 광선의 굴곡이 확인되자 갑자기 각광을 받아 물리학계뿐만 아니라 각계의 주목을 끌게 되었다. 일반상대성이론은 단순히 특수상대성이론의 확장만은 아니며, <시공간의 곡룰(曲率)이 물질의 분포에 의해 결정된다>고 하는, 즉 <시공의 물질성>을 나타낸 것으로서 철학·사상계에서도 큰 의의를 갖고 있다. 현재 단측기술이 더욱 정밀해짐에 따라 이 이론의 검증은 보다 확실해졌으며, 또한 우주물리학의 진보에 따라 펄서(pulsar)에서의 중력파(重力波)의 검출과 블랙홀의 존재가능성 등으로, 원자물리학의 발전에 의해 한때 뒤처진 감이 있었던 일반상대성이론도 다시 각광을 받게 되었다. 1922년 아인슈타인은 <이론물리학의 여러 연구와 특히 광전효과의 법칙의 발견>에 대한 공로로 노벨물리학상을 수상하였다. 그 후 아인슈타인은 보스―아인슈타인통계 등 양자론(量子論) 관계의 연구를 했는데, 양자역학의 비결정론적인 성격에 만족하지 않고 이것을 붙완전한 일시적 이론으로 보아서 1927년 이후 N.H.D.보어와 여러 번 논쟁을 벌였으나 끝내 결론은 나지 않았다. 그 당시 그의 관심은 전자기장과 중력장의 통일과, 그것에 의한 입자의 움직임의 기록에 집중되었는데, 이 <통일장이론(統一場理論)>의 연구는 그가 미국에서 죽을 때까지 계속되었으나 그다지 좋은 성과를 얻지 못하였다. 오늘날 전자기장과 약한 상호작용의 통일이론이 성공하고, 나아가 중력장까지도 포함하는 모든 상호작용을 통일하려는 시도(超弦理論, superstringtheory)가 이루어진 것은 아인슈타인의 뜻이 다른 형태로 계승된 것이 라 할 수 있다. [자유로운 창조자, 평화의 투사] 1933년 나치스의 A.히틀러가 정권을 집고 침략정책과 유대인박해를 시작하자, 아인슈타인은 위험을 느끼고 미국으로 망명하였다. 프린스턴고급연구소의 연구원으로 초빙된 그는 <통일장이론>을 연구하는 한편, L. 인펠트와 함께 물리학의 본질을 쉽게 해설한 《물리학이란 어떻게 만들어지는가》를 집필하였다. 아인슈타인의 본연적인 자세는 강제와 형식에 얽매이지 않고 자유롭게 창조하는 것이었다. 또한 유대인으로서 차별과 박해를 받은 체험 때문에 항상 학대 받는 자의 편에 섰다. 자유의 나라 미국에서의 흑인에 대한 차별에 반대하여 <나 자신이 미국시민이라는 것을 느끼면 느낄수록 이러한 인종차별은 더욱 나를 괴롭힌다>라고 하며, 인권을 지키기 위해 많은 노력을 하였다. 그리고 국제평화주의자로서 파시즘을 증오하였고, 나치스가 원자폭탄을 제조하여 세계를 제괘하는 것을 염려하여 그 이전에 원자폭탄을 제조할 것을 권고한 편지에 서명하여 미국의 T.루스밸트 대통령에게 보냈는데, 이것이 맨해튼계획의 계기가 되었다. 제2차세계대전 후, 그의 바램과는 달리 미국과 소련에 의해 원자폭탄 개발경쟁이 가속화되자, 아인슈타인은 원자·수소폭탄전쟁에 따른 인류멸망의 위기를 호소하였으며, 그것을 생애의 임무로 삼았다. 1947년 8월에는 국제연합에 메시지를 보내 국제연합의 조직을 개편하고 강력한 세계정부를 만들어 핵병기를 그 관할 아래 두어야 한다는 것을 제창하였다. 이러한 이상주의적인 제창에 대해 소련 과학자들의 반론이 있자, 그는 이 반론에 대한 회답에서 <자본주의 체제에서의 이윤추구를 위한 기술의 진보는 노동의 짐을 경감시키는 것보다는 실업의 증대를 가져온다. 이 악폐를 없애려면 계획 경제가 좋지만, 그것만으로는 진정한 사회주의라고 할 수 없다. 관료의 권력을 억제하고 개인의 모든 권리를 보호하는 민주적 대항력이 필요하다>라는 사회주의관을 나타내어 주목을 끌었다. 1955년 아인슈다인은 B.A.V.러셀의 호소에 응하여 핵전쟁방지선언을 발표하였다. 이 선언은 물리학자인 C.F.파울, 유카와 히네키[湯川秀樹] 등 9명의 찬성을 얻어 같은 해 7월 미국·소련 등 6개국의 정부수뇌에게 보내졌다. 이 선언은 그 후 과학자들의 퍼그워시회의(Pugwash conferences)의 계기가 되었으나, 아인슈타인은 그 선언이 각국 수뇌에게 보내지기 직전인 1955년 4월 18일 프린스턴의 병원에서 동맥에 생긴 혹의 파열로 사망하였다. <전체적 파멸을 피한다는 목표는 다른 모든 목표에 우선되어야 한다>는 아인슈타인의 원칙은 지금의 <노 모어 히로시마(No more Hiroshima)>와 함께 반핵·평화운동의 길잡이가 되고 있다. 출전 : [한메디지탈세계대백과 밀레니엄], 한메소프트, 1999 |
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