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아인슈타인이 직접 이야기하는 ‘상대성이론이란 무엇인가’

『상대성이란 무엇인가』는 1921년 프린스턴대학 초청으로 이루어진 아인슈타인의 명강연을 엮은 책이다. 절대론, 이성중심주의가 지배하던 세계를 단번에 무너뜨리고 새로운 인식 체계와 세계관, 우주관으로의 대전환을 가져온 상대성이론을 아인슈타인의 입을 통해 직접 듣는다. 상대성이론이 출현하게 된 배경 스토리에서 시작해 핵심적 요소를 이야기하고 있어 쉽게 접근할 수 있다. 수식의 이해뿐 아니라 상대성이론의 탄생과 그것이 무엇을 풀기 위해 그런 과정을 거치는가에 대한 이야기만으로 현대 과학의 흐름을 짐작할 수 있게 한다.

국내 최초로 소개되는 아인슈타인의 세기의 명강연!
1921년 프린스턴대학 초청으로 이루어진 아인슈타인의 명강연을 엮은 이 책은 인류 과학의 역사가 집대성된 결과물이다. 절대론, 이성중심주의가 지배하던 세계를 단번에 무너뜨리고, 새로운 인식 체계와 세계관, 우주관으로의 대전환을 가져온 인류 지성의 결정체, 모두가 알지만 누구도 모르는 상대성이론을 이해하기에 이보다 더 훌륭한 책은 없다. 천재의 20세기, 그 선두에 우뚝 서 있는 아인슈타인의 입을 통해 직접 듣는 광활하고 신비로운 우주의 비밀을 탄탄한 번역과 풍부하고 깊이 있는 해설로 구성한 이 책은 물리학 입문 필독서로서 과학자뿐 아니라 우주의 비밀이 궁금한 모든 이들이 반드시 읽어야 할 고전이다.

모두가 알지만, 누구도 모르는 상대성이론의 모든 것!
아인슈타인은 뉴턴과 함께 역사상 쌍벽을 이루는 최고의 과학자이다. 이는 과학자들이 1666년(만유인력법칙의 발견)과 1905년(특수상대성이론의 발표)의 두 해를 ‘기적의 해’라고 부르면서 이들의 업적을 기리고 있다는 데에서도 알 수 있다. 상대성이론에 대해 들어보지 못한 사람은 없을 것이다. 누구나 아인슈타인을 알고 상대성이론(이란 말)을 알지만, 정작 진짜 상대성이론이 무엇인지, 우리에게 남긴 유산이 무엇인지에 대해서는 잘 알지 못한다. 아인슈타인의 상대성이론이 발표된 지 거의 100년이라는 세월이 지났다. 하지만 현대물리학에서 상대성이론은 여전히 유효하고 영향력이 막강하다. 아인슈타인 이전 과학계와 사람들의 인식 체계를 뉴턴이 지배하고 있었다면, 특수상대성이론의 발표 후 인간의 인식 체계와 세계관은 그 뿌리부터 송두리째 변화했다.
아인슈타인 상대성이론의 이런 생명력은 이론 자체가 완벽하고 무결점이기 때문이 아니다. 아인슈타인 이후 더욱 발전한 현대과학의 기준에서 상대성이론은 모순점도 가지고 있고, 해결하지 못한 문제점들도 있는 것이 사실이다. 아인슈타인 자신조차 자신 이후에 발전한 수학적, 과학적 진보는 놀라워서 따라가기 힘들다고 말했을 정도이다. 이런 현실에서도 상대성이론이 영향력을 떨치고 있는 것은 바로 그것이 현대물리학의 시작이기 때문이다. 그리고 아인슈타인이 상대성이론을 통해 제기한 문제점을 풀어가는 과정 자체가 현대과학의 발전사의 궤도이다.
이런 상대성이론에 대해 일반 대중들이 쉽게 접근할 수 있는 책은 많지 않다. 그런 면에서 이 책의 장점은 아인슈타인이 대학 초청 강연을 통해 상대성이론의 가장 핵심적 골자를 말해주고 있다는 것, 그리고 상대성이론이 출현하게 된 배경 스토리에서 상대성이론을 이야기하고 있어서 독자들이 친근하게 다가갈 수 있다는 것이다. 수식이 이해가 가지 않는다고 해서 이 책을 덮을 필요는 없다. 수식의 이해 말고도 이 책에서 상대성이론의 탄생과 그것이 무엇을 풀기 위해 그런 과정을 거치는가에 대한 이야기만으로 현대 과학의 흐름을 짐작할 수 있게 한다.

상대성이론의 철학사상적 의미는 무엇인가?
뉴턴 이후부터 아인슈타인 이전까지, 인류는 우주의 모든 것이 절대적이라고 믿었다. 이런 믿음은 자연철학에 있어서도 절대 법칙에 의해 우주가 운용되고 있다는 기계론적 세계관을 확립시켰고, 이것은 필연적으로 인간중심적ㆍ이성중심적 사고를 발달시켰다. 이성이 절대적이고, 그 이성을 통한 논리적 사유를 통해 귀결된 결과물 역시 절대 진리라는 데카르트의 사유 제1원칙(“Cogito Ergo Sum”) 역시 이런 생각을 토대로 하고 있는 것이다.
하지만 아인슈타인의 상대성이론이 발표된 이후, 뉴턴 중심의 인식관 자체가 근본적으로 붕괴되었다. 절대적이었던 시간과 공간은 기준(관찰자)에 따라 상대적인 것이 되었다. 이에 따라 절대적인 시간과 공간에서 파생되었던 이성적 사유의 절대성도 붕괴되었다. 이런 상대성이론은 인간 정신의 기저를 흔들어놓는 결과를 낳았으며, 포퍼의 반증주의, 니체의 관점주의의 발전 등 수많은 변화를 불러일으켰다. 이렇듯 상대성이론이 가져온 ‘절대적 이성’의 파괴는 자연과학을 넘어 인간 인식 체계 자체, 그에 따른 세계관 자체의 대전환을 가져왔다.

1. 상대성이론 이전의 시간과 공간
2. 특수상대성이론
3. 일반상대성이론. Ⅰ
4. 일반상대성이론. Ⅱ

부록1/ 우주론문제
부록2/ 상대론적 비대칭장론
옮긴이의 글
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간결하게 정리된 수식에 숨겨진 상대성이론의 구체적 면면들을 신중하게 숙고할 때면 어김없이 맞닥뜨리는 ‘상대성의 참된 의미’의 경이로움에 고개를 숙이지 않을 수 없다. 아인슈타인 이전까지 시간과 공간은 실체의 무대 그 자체였다. 그러나 상대성이론은 바로 그 무대에서 세상을 뒤흔드는 혁명을 일으켰고, 실체에 대한 인류의 관념은 근본부터 허물어졌다. _본문 8~9쪽

이것은 충격적일 만큼 너무나 놀라운 제안이었다. 아인슈타인은 특수상대성이론을 통해 시간과 공간이라는 우주의 뼈대가 일반적으로 상상할 수 있는 견고한 구조물로 해체될 수 없는 것임을 밝혔다. 그런데 일반상대성이론에서는 더 나아가 우주의 뼈대가 물질과 에너지의 존재에 감응하여 그 형상을 바꾸며, 이렇게 바뀐 형상은 또한 그 안에서 움직이는 물체들의 운동에 영향을 미친다고 말하는 것이다. 아인슈타인에 따르면 시간과 공간은 우주의 진화에 관해 방관자가 아니라 중요한 참여자이다. _본문 15쪽