( 자연과학의이해 ) 기말고사내용요약 2018 년 12 월침신대임수재 시험공고날짜 : 12월 19일, 10시. 단답형 ( 주관식 + 객관식 ) : 15문제 x 2점 =30점서술형 ( 주관식 ) : 3문제 x 5점 =15점 * 서술형 3문제중 2문제 : 미적분, 역학의수학계산연습문제중에서출제 * 서술형 3문제중 2문제 : 주어진주제에대한생각을서술하는문제 III. 과학과기술 1. 기술을넘어과학이필요한이유경제적인측면에서 : 기초와체계성, 노동집약적인차원을넘어구조적이고체계적인생산체계를만들기위해서는과학적인사고체계가필요하다. 2. 과학과기술의차이점 1) 경제적인측면에서 : 과학은투자과정이고기술은생산과정이다. 2) 정의 (definition) 에따라 - 과학 : 안다, 지식 ( 정신적인만족-과학은이유를설명할때얻는마음의만족이다.) - 기술 : 숙련, 노동수단의체계 ( 현실적인필요 ) 3) 추상 ( 抽象 ) 과실제 ( 實際 ) - 과학은추상의세계이고기술은실제의세계이다. - 추상의가치 : 보이진않는원리는오랫동안생명력을갖는다.( 이황과성리학의예 ) - 무엇을추구할것인가? 단기적으로는기술 - 현실적인필요장기적으로는과학 정신적인만족 4) 장기적인안목 - 기초를다시다져야한다. - 기술의원리가되는과학을추구하여야한다. IV. 과학과문화 1. 과학과문화의관계 - 펠릭스클라인 (Feix Christian Kein) 19세기수학의발전에대한강의 수학을빼놓고는현시대의문화가어떤요인으로형성되는지를조망할수없다. - 김영길 자연과학 과학은기술을통하여실용화하고물질화되기에, 과학과기술은물질문명의근간이며, 부 ( 富 ) 를창출하는힘의원천이기도하다... 과학은인간이발전시킨가장큰문화유산의하나이다. - 프리먼다이슨 (Freeman Dyson) 과학은반역이다 과학은철학적방법이아닌예술의한형식이다. 과학의위대한도약은새로운교리가 - 1 -
아니라새로운도구의발명에서시작된다. 과학을환원주의같은하나의철학적관점속에억지로끼워맞추면안된다. - 토마스쿤 (Thomas Kuhn) Structure of Scientific Revoutions 정상과학 : 과학지식의집단적인성격을반영집단적인성격 = 문화적성격 2. 문화란무엇인가 - 폴 G. 히버트, 선교와문화인류학 문화 - 관념과감정과가치의통합된체계 ; 생각, 느낌, 판단의근거 - 집단에의하여공유된산물 ; - 공유한다 : 같은생각, 비슷한생각, 문화는집단적인성격을갖는다. 3. 과학의문화적성격 - 폴 G. 히버트, 인식론적전환의선교학적의의 지식의문화적이고주관적인본성과학은세계관에연유한전제들을갖고있다. - 과학은문화의한부분이다. 과학의발전은문화적인성숙에비례한다. 4. 문화적성숙 현대과학문명세계에서 문화적성숙이란체계성이발달했다 는의미이다. 5. 체계성 1) 개인적인측면에서 - 인생관세계관의문제 - 무엇이중요한가? 먹고사는것가치와의미 2) 구조적인측면에서 - 사회전반의분위기 - 사회적인기반조성 : 어디에투자할것인가? 성과 <--> 기초 6. 과학과시문화는문명화이다. 문명의시작은문자의사용에서시작되었다. 문화는언어에서시작된다. 철학자와시인이필요한이유이다! 철학과예술은표현하는작업이다. 과학은표현이다. 언어적인표현이다. - 과학과시는모두언어적표현이다. - 과학과시는모두해석이중요하다. 해석한다.: 용기를가지고기존의생각과다른견해를상정한다. - 시인이살아야철학이살고, 철학이살아야과학이산다. 1. 역사란무엇인가 E. H. 카아 V. 과학사 - 2 -
역사 = 사실 + 해석 = 경험적인것 + 이론적인것 = 객관적인것 + 주관적인것 역사 = 선택 + 해석 역사 = 사건들 + 역사가 = 과거 + 현재 역사는우리가의미있고가치있다고선택한사건들에대한해석이다. - 선택한사건들 = 사실 - 해석 = 의미와가치 - 우리가 = 집단적인성격 2. 과학사란무엇인가토마스쿤의 정상과학과패러다임 가말하고자하는바는과학의가변성이다. 과학은불변의법칙이기에역사와무관하다는생각은오늘날큰도전에직면해있다. 과학은시간에따라변하는하나의역사적대상이다. 과학사는과학적사건들에대한사람들의선택과해석의결과물이다. 3. 과학사를배우는유익 과학사는과학적사고의역사적흐름에대한이해이다. 흐름을이해한다는것은이야기를 만든다는의미이기도하다. 이야기는기억을쉽게한다. 4. 서양과학사의흐름 그리스자연철학 : BC 600~ 300, 탈레스, 피타고라스, 데모크리토스 근대자연과학 : AD 1600~1800, 코페르니쿠스, 갈릴레이, 뉴튼 현대자연과학 : AD 1900~, 막스플랑크, 드브로이, 쉐레딩거, 하이젠버그, 아인슈타인 1) 그리스자연철학의주제물질론! 물질론은고대그리스자연철학의주요주제였다. 물질이란무엇인가? 보여지는모든것의궁극적인본질은무엇인가 라는질문이다. 다양한대답들이있었다. 가시적인대상들에서본질을찾으려는노력 - 탈레스 (Thaes of Mietos, 624-547 BC): Water= Nature, 비가시적인대상들에서본질을찾으려는노력 - 아낙시메네스 (Anaximenes of Mietus, 585-525 BC): Air= Nature 추상적인개념에서본질을설명하려는노력 - 아낙시멘더 ( Anaximander, 610 546 BC): Apeiron = Nature ἄπειρον = ἄ(without)+πειρον(boundary) unimited, boundess, Infinite - 피타고라스 (Pythagoras of Samos, 580-500 or 572-490 BC): Numbers = Utimate reaity = Nature - 헤라크리투스 (Heracitus of Ephesus, 535 475 BC): Logos = Nature 추상적인물질개념에서본질을설명하려는노력 - 데모크리투스 (Democritus, 460-370 BC): atom = Nature 추상적인개념을도입하여본질을설명하려는노력이그리스자연철학이인류역사에공헌한 핵심이다. - 3 -
2) 근대과학의주제 운동 ( 변화 ) 을설명하기위한역학 (Mechanics) 3) 현대과학의주제 현대과학은미시세계와거시세계에대한탐구 - 4 -
VI. 코페르니쿠스혁명 1. 과학의느낌 - 과학은느낌을이성적으로분석하고체계적인인식체계를만들고자하는노력이다. - 과학 = 느낌 + 이성 ; 느낌의과학 = 관념, 근대과학 = 이성 + 실용. - 근대과학의의의는세상을보는눈의변화, 사고방식의혁명에있다. 2. 인류역사의전환점들 - 인류의역사에는전환적인시기가있었다. - 불의사용 : 석기시대, 불의사용은시간의여유, 수명의연장, 도구의개발을가져왔다. - 농경 : 신석기, 청동기시대, 농경은군집과기술개발을가능하게하였다. 기술개발과문명의발생은사람들이모여살면서군집을형성한것을기반으로한다. - 철기 : 철기의사용은왕국을가능케했다. - 가장최근에일어난인류역사의전환적인사건 : 과학혁명 3. 과학혁명과학혁명은인류를지구밖으로나가게했다. 과학기술을통해인류는거대도시를건설하였다. 그리고근대과학의시작점에코페르니쿠스가있다! 4. 생애 - 리콜라우스코페르니쿠스 (Nicoaus Copernicus, 1473-1543) - 어린시절 : 열살에아버지를잃는것은힘든일이다. - 크라쿠프대학 (the University of Kraków): 젊은코페르니쿠스는전공은교회행정이었지만, 당시에가장인기있었던주제인천문학에마음을빼앗겼다. 5. 코페르니쿠스의저작 - 1514년 : 코멘타리오스 (Commentarious, Sma Commentary), 40여페이지의소책자, 천체의움직임에대한니콜라우스코페르니쿠스의가설에대한스케치 (Sketch of Hypothesis Made by Nicoaus Copernicus on the Heaveny Motions) - 1543년 : 천구의회전에관하여 (De revoutionibus orbium coeestium, On the Revoutions of the Heaveny Spheres), 서문외에모두여섯권. 6. 코페르니쿠스혁명 (Copernican revoution): 천동설 => 지동설 - 지구는우주의중심점이라는엄청난특권을포기해야했다. 이제인간은엄청난위기에봉착했다. 낙원으로의복귀, 종교적믿음에대한확신, 거룩함, 죄없는세상, 이런것들이모두일장춘몽으로끝날위기에놓인것이다. 새로운우주관을받아들인다는것은사상유례가없는사고의자유와감성의위대함을일깨워야하는일이다. ( 지동설의부각에대한괴테의언급중에서 ) - 최초의근대천문학자이면서마지막프톨레마이오스천문학자였다. 코페르니쿠스의변혁은아이디어의변혁이고, 인간이우주에대한또한우주와인간간의관계에대한개념의변형이다. ( 토마스쿤, Thomas S. Kuhn) 7. 천동설의역사 - 천동설은프톨레마이오스개인의창의가아니라우주에대한오랜역사적탐구의결과이다. - 탈레스 (Θαëῆς, Thaes 624 BC): 우주에대한설명 ( 일반적인지식과합리적탐구 ) - 5 -
- 피타고라스 (Πυθαγόρας, Pythagoras 580 BC): 지구는우주의중심에있는구면체 - 에우독수스 (Åὔδοξος ὁ Κνίδιος, Eudoxus of Cnidus, 390 337 BC): 동심천구 ( 同心天球 ) - 아리스토텔레스 (Ἀριστοτέλης, Aristote, 384 322 BC): 유한한구형우주, 지구는우주의중심이며움직이지않는다. - 아르키메데스 (Ἀρχιμήδης, Archimedes of Syracuse, 287 212 BC): 천문관측기구들천문관의모형, 태양, 달, 행성들, 별들의상대적위치표현 - 히파르쿠스 (Ἵππαρχος, Hipparchus of Nicaea, 190 120 BC): 천문학도표들, 별의밝기를 6등급으로분류, 주변원 (defernt) 개념도입. - 아포로니우스 (Ἀπολλώνιος Ῥόδιος, Apoonius of Rhodes, 200 BC): 주전원 (epicyce) 개념도입 - 트톨레미 (Κλαύδιος Πτολεμαῖος, Caudius Ptoemy, 100 170): 프톨레마이오스의천동설, 이퀀트 (equant) 개념도입, 주변원-주전원-이퀀트모델완성, 천체도 8. 천동설의전제들 - CH1: Chares E. Humme, 갈릴레오사건 - 탈레스 : 다양성속의통일 (unity in difference) (CH1, 28) - 피타고라스 : 수학적논리만이진리이다. => 완전성에대한추구 (CH1, 28) - 아리스토텔레스 : 눈에보이는것은진실이다. (CH1, 35) 세상은완전한형태로존재한다. (CH1, 32) - 프톨레마이오스 : 눈에보이는것이진리이다. (CH1, 42) 9. 천동설의논리들 - 탈레스 : 우주의법칙은일반성과합리성이다.(CH1, 28) - 피타고라스 : 궁극적인것은수로표현된보편적법칙이다. (CH1, 29) - 아리스토텔레스 : 통일성, 관찰과귀납. (CH1, 35) - 아르키메데스 : 이론과적용의연결. (CH1, 37) - 프톨레마이오스 : 자료에맞는수학적이론. (CH1, 43-5) - 천동설을주장한학자들은나름의철학과논리를갖고있었다. 그러나문제는생각이굳어진데있다. 새롭게발견된현상을설명할때, 기존의이론적틀에서벗어나지못한잘못이다. 10. 지동설의주요논지 ( 論旨 ): 천동설의세가지문제점과지동설의해결책 1) 행성들의배열순서와주기문제 - 천동설의문제점 : 천동설에따르면내행성들 ( 수성, 금성, 태양 ) 의주기는 1년으로비슷하여순서를정확하게정하기어렵다 - 태양중심설의설명 : 태양을중심으로항성천구들이공전주기순서대로간결하게배열된다. 달은지구둘레를돈다. 2) 행성들의역운동 ( 逆運動, retorgrade motion) - 천동설의문제점논리적설명을위해주변원 ( 周邊圓, deferent) 과주전원 ( 周轉圓, epicyce) 의개념이사용한다. 그러나달과태양은역운동이없으므로이러한개념을필요치않다. 역운동을설명함에있어서일관성이없다. - 대양중심설의설명 - 6 -
코페르니쿠스도동일한개념을사용하여천구들의움직임을설명한다. 차이점은지구가아닌태양을중심으로한다는점이다. 태양을중심으로하였을때좀더간단 (simpe) 하면서도체계적 (systematicay) 으로천구들의움직임을설명할수있다. 예를들면프톨레미의방식으로천구들의움직임을모두설명하려면 80개이상의주변원 (deferent) 가필요했지만코페르니쿠스는 34개면충분했다. - 오늘날의설명태양중심의지동설에따르면별도의개념을도입하지않아도행성들의역운동이자연스럽게설명이된다. 3) 내행성의최대이각 ( 離角 ) 의존재문제내행성 ( 內行星, inferior panet): 지구보다안쪽에있는행성들 ; 수성과금성. - 천동설의문제점태양과수성, 금성은독립적으로움직임으로최대이각이생길이유가없다. 이문제를해결하기위해다른가정을설정하게된다. 즉내행성과지구와태양이항상일직선이되도록같은공전주기를갖는다는것이다. 문제는이러한가정이근거가없다는것이다. - 지동설의설명별다른부가적인가정없이태양을중심으로행성들이돈다는설정만으로도최대이각이존재하는이유를잘설명할수있다. 결론적으로말하자면, 세가지문제점에대한새로운해결책으로부터태양이움직이는것이 아니라 지구가움직인다 는생각에도달하게되었다. 좋은이론은좀더쉽고명쾌하게현상 을설명하는이론이다. 좋은이론은관념 ( 慣念 ) 에서벗어나야한다. 11. 현대에던져주는논제 ( 論題 ) 들 1) 근대과학특징 : 이성적인접근천문학연구와과학의본질에대하여토마스쿤은다음과같이말했다 : 천문관측들과이론은과학의본질적인요소이다... 행성운동에대한천문학이추구하는바는정확성, 타당성과근거라는불변의본질과분리될수없다. 당시상황에서과학의본질적인요소는두가지였다. 천문관측과이론적설명이다. 천문관측의주요대상은행성운동이었다. 근대과학은단순한사실의나열이아니라사실에대한이해를포함한다. 코페르니쿠스를포함하여당시의과학자들이추구하던과학은세가지특징을가졌다 : 관측의수치적인정확성, 이론설명의논리적타당성과근거. 과학에대한쿤의견해는현대의과학에서도여전히보존하고있는성격이다. 과학적인근거는관측또는실험결과와이를정확하고타당성있게설명하는이론이다. 2) 과학과용기- 감성적인접근프리맨다이슨 (Freeman Dyson) 이말한바와같이과학은반역이다. 반역의다늘동의어는용기이다. 아이슨이말한 규칙, 젊은영혼, 문화, 자유로움, 동맹 은젊음이가져야하는용기를암시한다. 과학은마땅히용기 ( 勇氣, courage) 있는도전이어야한다. 뉴튼이이해하는용기는현실적이다. 뉴턴은 1687년 프린키피아 를출간한후정치에깊이 - 7 -
관여하기도했다. 당시국왕이었던제임스 2 세가대학의독립성을위협하자국왕에대해강경 한노선을취했다. 그는대학비망록에 용기있는자만이법을지킨다 고적기도했다. 1) 사 실에대한확신이용기의원천이다. 3) 지동설의교훈 (1) 관념에서벗어나라! 관념 ( 觀念 ) 은어떤일에대한견해나생각이다. 관념 ( 慣念 ) 은굳어진생각이다. 사람은한가지생각에얽매이기쉽다. 달리생각하면쉽게깨우칠수도있는데이미그렇다고생각하는것에서벗어나지못하는경우가참많다. 이러한상황을잘표현하는단어가관념이다. 그래서관념 ( 觀念 ) 은관념 ( 慣念 ) 이다. 따라서새로운사고를하기위해서는 사람이사물을보고주관적으로이해한것을사실이라고굳어진생각 에서벗어나야한다. (2) 과학적진리란? 천동설은철학적논리를추구한다는점에서과학적인전통을수립하였다. 그러나천동설의철학적문제는관념 ( 觀念 ) 이관념 ( 慣念 ) 으로굳어지게되면서과학적인생명력을잃게되었다는것이다. 과학적진리는관습적으로굳어진생각에의해서가아니라, 살아있는실제에대한끊임없는관측과그에논리적설명에의해설득력을유지하여야한다. 1) 양철승, [ 과학서평 ] 과학은반역이다. - 8 -
VII. 갈릴레오의실험정신 1. 근대과학의창시자 스티브호킹 (Stephen Hawking): 갈릴레오는근대과학의탄생에대해서다른어느사람보다도그공적이클것이다. 2) 알버트아인슈타인 (Abert Einstein): 갈릴레오는... 근대물리학의아버지이며실제로는근대과학의창시자인것이다. 3) 2. 갈릴레오의생애 1) 갈릴레오이름의뜻갈릴레오갈릴레이 (Gaieo Gaiei, 1564년 ~1642년 ). Gaieo 은 from Gaiee, 갈릴리에서온사람 이란뜻이다. 2) 갈릴레오의학업 1581년 : 17세, 피사대학 (Università di Pisa) 에서의학공부 ( 아버지의뜻을따라 ) 1584년 : 20세, 학위도받지않고피사대학을떠남, 아버지의친구인오스틸리오리치의지도하에유클리드와아르키메데스를공부 4) 갈릴레오의경력 1584년 ~1588년 : 피렌체에서가정교사 1589년 : 26세, 피사대학수학교수 1592년 : 29세, 파두아대학수학교수 1610년 : 피렌체로귀향, 대공 ( 大公 ) 의철학자및수학자 1633년 : 70세, 로마에서종교재판 1642년 : 피렌체자택에서, 향년 79세로별세 5) 가정배경, 성장환경 귀족의후예, 지성적인어머니 4) 음악과수학이있는가정분위기 5) 아버지의영향이지대했다. 아버지는음악, 논쟁, 도구제작에능했다. 6) 6) 갈릴레오의논쟁들 : 다섯번의중요한논쟁 (1) 첫번째논쟁 : 1604년, 파두아대학에서, 케사레크레모니니철학교수와의논쟁 초신성과관련아리스토텔레스의천체운동에대한논쟁 (2) 두번째논쟁 : 1610년, 볼로냐대학의지오반니마기니천문학교수와의논쟁 갈릴레오가출판한별들의메시지 (The Starry Messenger) 에대한논쟁 (3) 세번째논쟁 : 1612년, 피사대학의콜롬브물리학교수와의논쟁 부유물 (foating body) 과그것들의모양에대한논쟁 (4) 네번째논쟁 : 1612년, 바바리아잉골스타트대학의예수회천문학자크리스토퍼샤이너 2) Stephen Hawking, 시간의역사, 현정준역 ( 서울 : 삼성출판사, 1991), 265. 3) Stephen Hawking, 거인들의어깨위에서서 ( 서울 : 까치글방, 2007), 75. 4) Ibid., 97. 5) Ibid. 6) Ibid., 96-7. - 9 -
신부와의논쟁, 태양의흑점에대한논쟁 (5) 다섯번째논쟁 : 1615 년, 도미니카파수사인토마소카키니신부와니콜로로리니신부와 의논쟁, 성경해석에대한논쟁 7) 갈릴레오의주요저작들 (1) 두가지주요세계관에관한대화 1632년 라틴어가아닌일반인이읽을수있는이탈리아어로섰다. 종교재판을받은원인 심플리치오 (Simpicio, 아리스토텔레스와프톨레마이오스의옹호자 ) 와살비아티 (Saviati, 코페르니쿠스의지지자 ) 사이의논쟁형식 심플리치오는이름에서시사하는바와같이단순하고어리석은신봉자로비춰진다. 살비아티는설득력있는연설가이다. 사그레도 (Sagredo, 지적인일반인 ) 은살비아티를지지한다. (2) 새로운두과학에관한수학적증명, 1638년 두가지주요세계관에관한대화 에서와같은등장인물들이다양한주제들을토론하는형식 처음이틀 : 물질의힘 다음날 : 운동문제 마지막이틀 : 충돌이론 3. 갈릴레오의과학연구 1) 관측과실험 : 갈릴레오의망원경과관찰망원경의정확하지않은서술에기반하여 1609년에네덜란드에서 3배의배율을가지는망원경을만든것을개량하였다. 그리고그이후의생애에도망원경을개량해나중에는 30배의배율에달하는다른망원경을만들었다. 그는망원경을이용해하늘을관찰하였다. 갈릴레오가말하는실험이란무엇인가? 실험이란이론을사실과일치시키는과정이다. 실험은인위적인설정된세팅에서실행되는관찰과관측이다. 2) 역학의철학적기반확립 아리스토렐레스 - 자연적운동과강제된운동 - 자연적운동은물체의본질에원인이있다 - 자연적운동의두가지법칙 (1) 낙하속도는무게에비례한다. (2) 낙하속도는매체의밀도에반비례한다. 갈릴레오 - 천체들의운동은 중립적인운동 관성개념 - 새로운운동법칙 : 낙하속도는무게와무관 자유낙하 - 10 -
3) 운동의수리적기술 ( 記述 ) 찰스햄멜 (Chares E. Humme): 갈릴레오는물리적세계는수학적인인과관계에의하여결정되어진것이라보았다... 물리적세계는그형태에서수학적이며, 따라서수학적이론이실험적연구의구조를결정하여야한다. 7) 4. 갈릴레오에대한평가 1) 근현대과학의기초정립 (1) 수리물리학의철학을구현모든변화는수학적으로표현할수있다! 세상의변화중에서가장기존적인변화는물체의운동이다. 운동을수학적으로표현할수있다면세상의모든변화를수학적으로표현할수있을것이다. (2) 실험과학정신의수립과학은실험 ( 實驗, experiment, a test) 이다. 과학적진리는실험적진리이다. 그래도지구는돈다. 무엇이문제였을까? 로베르토벨라르미노 (Robert Francesco Romoo Bearmino, 1542 1621) 는성경을문자적으로해석하여자연현상 ( 천동설 ) 도믿음의문제로보았다. 그의주장의핵심은 창세기, 시편, 전도서, 여호수아서에따르면모든본문이태양이돌고있고지구가우주의중심에움직임없이서있다는문자적해석과잘일치한다 는것이다. 성경에기록된사건들을문자적으로해석하여물리적인진실이라주장하는것이다. 이에반해갈릴레오의생각은 순수한물리적인사실들은믿음의문제가아니다 이었다. 8) 그는순수한물리적인사실들은믿음의문제가아니라우리의감각이주는증거와이유들에근거해야한다고보았다. 물리적사실들은실험적인증거가있어야한다는의미이기도하다. (3) 과학적방법론 과학 = 수학 + 이론 + 실험수학 => 논증이론물리학 => 예측실험물리학 => 실제와비교확인 이세가지는현대물리학더나아가현대과학의방법론의골격이다. 2) 자유로운과학적사고 ( 思考 ) 갈릴레오는대학학위를끝내지않고대학을중도에포기하였다. 그러나그는전문적인과학교육을받지않았음에도불구하고과학사에독보적인영향력을남긴인물이다. 그에대한평가에있어서혼선이빚어지는이유도여기에있다. 근대과학의아버지로불리우지만그의과학적이론이무엇이냐고묻는다면뉴톤에서와같이혹은케플러에게서와같이그의이름을붙일만한특정한이론이없다. 그럼에도갈릴레오는여전히근대과학의상징적인인물이다. 그가상징적으로비쳐진이유는아마도그가카톨릭의전통적인사고방식과대립되면서종교재판이라는극단적인처벌을받고과학자를대표하여고난을받았다는인상때문이다. 아퀴나스의자연신학을통해종교와과학의일치를추구하던중세적사고에서보면종교는과학적인사고를지배하고있었다. 근대과학은이러한분위기에반전을가져왔다. 즉과학적 7) Ibid., 118. 8) Gaieo, Letter to the Grand Duchess Christina of Tuscany (1615). - 11 -
사고를종교적사고로부터분리시킨것이다. 갈릴레오는그러한여정에대표적인이정표와같은역할을하고있다. 또한그는대학과학자들이전통에얽매여새로운변화를추구하지않는당시의대학분위기를추종하지않았고, 학문적전통에대항하여열심히싸웠다는점에서루터와같은면모를보여주었다. 3) 갈릴레오의망원경이갖는역사적의의 : 과학의대중화 당시의망원경은배율이 20배정도였는데, 이는오늘날망원경에비하면아이들의장난감수준을조금넘어선정도라할수있다. 그러나당시에는많은사람들에게새로운시각을열어주고새로운사상을받아들이게하는결정적인수단이되었다. 토마스쿤 (Thomas S. Kuhn) 은갈릴레오의망원경은새로운주장을대중들에게선전하는좋은수단이었다고말한다. 9) 실험과수학적논증을통한사실확인이라는과학적인철칙은갈릴레오에의해서대중화되어졌다. 그는자연이수학의언어로연구될수있다고믿었지만, 또한자연은스스로대답할수있도록되어야한다고확신하였다. 다른말로하면, 수학적분석과경험적확증을거쳐야한다는것이다. 이러한논리는갈릴레오의독창적인아이디어는아닐수있다. 코페르니쿠스와케플러에게서도동일한원칙을감지할수있다. 갈릴레오의공헌은이러한원리가일반인들사이에도보편적인견해가되게하였다는것이다. 5. 현실적진리인간세상의지식체계는크게두종류로나누어볼수있다. 하나는논리적학문 ( 수학, 과학, 공학, 의학, 법학, 경제학, 경영학, 사회학, 심리학등 ) 체계이고, 다른하나는실용적기술 ( 생산기술, 건축, 미용등 ) 체계이다. 어는지식체계든지영원히불변인것은없다. 인간의경험세계가넓어짐에따라지식체계도수정이필요하다. 이러한변화의과정에서관습은일종의저항력과같다. 그리고관습적진리는사실과무관하게굳어진전통에따라받아들여진진리이다. 현실적진리란이러한관습적이고굳어진사고방식을현실적으로혹은실제적으로다시살펴보고새롭게얻는지식이다. 6. 과학적관습물체의운동에관성이있듯이, 과학에도관습이다. (1) 중세이탈리아대학들의경직성 17세기이탈리아는전유럽에서가장학구적인열기가뜨거웠던지역이었다. 그러나대학들은전통과현실에안주하여새로운변화를수용하지못하고있었다. 10) 당시의대학들은아리스토텔레스의과학을하나의정상과학으로가지고있었고, 이에서벗어나지못했다. (2) 토마스쿤의정상과학토머스쿤 (Thomas Samue Kuhn, 1922 1996) 은 과학혁명의구조 라는책에서과학혁명을 패러다임의전환 (Paradigm shift) 이라는새로운개념으로설명하였다. 패러다임이란개념은정상과학 (norma science) 이란개념과깊은연관성을갖는다. 패러다임 (paradigm), 정상과학 (norma science) 라는말은특정한잘엮어진전통적인사고방식을의미한다. 좋게보 9) Thomas S. Kuhn, The Copernican Revoution: Panetary Astronomy in the Deveopment of Western Thought, 224-5. 10) Humme, 갈릴레오사건, 97-8. - 12 -
면그유효성이인정된것이라는말이지만, 또나쁘게보면고착된사고방식이라는의미도된다. 고착되어전통이된지식이 죽은지식 이다. 더이상변화의여지가없는지식은아무런움직임이없는사람과같이이미죽은것이다. 관습적진리란이러한죽은지식들을기반으로한다. 과학적진리는불변의절대적인것이아니다. 정상과학이란말이의미하는바는과학적진리도사람들의사고습관에의해결정된다는것이다. 과학적진리도사람들의의식이전환되면변하는것이다. 패러다임의전환 (paradigm shift) 은사고의고착을깨어야만과학적진보를이룰수있다는의미를담고있다. 6. 갈릴레오의삶에서배우는두가지교훈 1) 현실과학문갈릴레오의삶은풍족하고안정적인것만은아니다. 그럼에도그는인류역사에위대한족적을남겼다. 학문연구가늘현실적인풍족함가운데진행되는것은아니다. 케플러가달력을만들어생계에보탬을얻었듯이갈릴레오도과학기구들을만들어경제적인부담을감당해야했다. 주어진현실을비관하거나현실에대한불평으로온마음이빼앗길필요가없다. 모든일에는먼저어려움이먼저찾아오는법이다. 그리고학문적연구는현실적인부귀를우선하지않는다. 학문적연구자가누릴수있는최고의결과는어쩌면현실적인보상이아니라마음의만족이다. 마른떡한조각만있고도화목하는것이제육이집에가득하고도다투는것보다나으니라. ( 잠언 17:1) 진정한행복은물질의풍부함으로만가능한것이아니라마음에서부터시작되는것이다. 2) 과학의생명력 17세기이탈리아는전유럽에서가장학구적인열기가뜨거웠던지역이었으나, 대학과학자들은전통에얽매여새로운변화에적응하지않으려했다. 갈릴레오는그러한전통에대항하여열심히싸웠다는점에서루터와같은면모를보여준다. 과학의생명력은부단한자기개혁에있다. 닐스보어 (Nies Bohe) 의상보성원리 (Correspondence principe) 는이러한사상을이론적으로정립한결과이다. 상보성원리는새로운이론은옛이론의특정한주장들을주어진조건에서재현할수있어야한다는것이다. 두개의상충되어보이는원리가사실은상호보완적일수있다는생각을담고있다. 갈릴레오는이러한원리에배반하는이탈리아의대학들과오랜논쟁을벌여야했다. 그리고이러한논쟁끝에새로운과학적방법론을보편화시킨예술가였다. 과학자는늘새로운이해에마음이열려있어야한다. - 13 -
1. 근대과학의완성자 1) 대중적인의미지 : 뉴튼의사과나무 2) 문학적인측면에서 : 거인의어깨위에 11) 3) 신앙적인측면에서 : 겸손함 12) 4) 역사적인측면에서 : 근대사회의랜드마크 5) 학문적인측면에서 : 미적분과역학 6) 근대과학의완성자 근대과학의아버지 코페르니쿠스 근대과학의창시자 갈릴레오 근대과학의완성자 뉴튼 VIII. 뉴튼의역학 2. 뉴톤의생애와업적아이작뉴턴경 (Sir. Isaac Newton, 1643-1727, 84세 ) 1) 불우한어린시절 13) 2) 우울한청소년기 14) 3) 우연한기회 : 뉴턴은초급중학교교장이었던존스토크스와함께살게되면서학업에전환기를맞이한듯했다... 지적인소질과호기를드러내면서뉴턴은대학진학을준비하기시작했다. 15) 4) 대학공부뉴튼은 1661년 6월 18세의나이로케임브리지의트리니티대학에입학하였다. 외삼촌의영향이컸다. 자신이캠브리지대학출신으로뉴튼의재능을알아보고는농부가되기보다학문의길로나아갈수있도록뉴튼의엄마를설득하였다. 뉴튼이대학에들어갔을때는대학에자연과학분야의강의가거의없었다. 그러나그는스스로갈릴레오, 케플러, 데카르트와같은당대의새로운학문적주창자들의글을접할수있었다. 또한다행한것은수학자배로우교수가있어서뉴튼은그에게서많은영향을받았다. 수학뿐아니라망원경과광학에대해서도눈을뜨게해주었다. 후에는수학교수자리를물려받을수있도록후원해주었다. 한가지흥미로운점은뉴튼이대학초기에는크게두각을나타내지못했고, 근로장학금을받으며공부를하였다. 1665년 : 학사학위 1665~1667년 : 페스트의발병과학교폐쇄, 고향에서 18개월간피신, 역학과수학에몰 두 16) 1667년 : 연구원이되다 1668년 : 석사학위취득 11) Stephen Hawking, 거인들의어깨위에서서, 김동광옮김 ( 서울 : 까치글방, 2007), 171. 12) Humme, 갈릴레오사건, 172. 13) Hawking, 거인들의어깨위에서서 ( 서울 : 까치글방, 2007), 174. 14) Ibid. 15) Ibid., 175. 16) Hawking, 거인들의어깨위에서서, 175. - 14 -
5) 주요경력 1669년 : 무한수열에대한수학논문으로유럽의수학계에서유명해짐 17) 1669년 : 루카시안석좌수학교수 (Lucasian Professor of Mathematics 1672년 : 왕립협회회원, 반사망원경을재작하여대중의관심을얻은결과 1689~ 1705년 : 공적인생활- 뉴턴의삶의마지막삼분의일은, 그가칩거 ( 蟄居 ) 하면서과학적연구에몰두했던시기와매우달랐으며... 뉴턴의말년에는그에게특권적인지위와국가의포상과런던에서의사교적생활과세상의칭송이있었다. 18) 1689년 : 국회의원 1696년 : 왕립조폐국의이사 1703년 : 왕립학회의회장 1705년 : 최하위훈작사작위 6) 뉴톤의저작 ( 著作 ) (1) 1666년 : The Method of Fuxions and Infinite Series; with its Appication to the Geometry of Curve-Line, 1666년 (24세) 에발상, 1671년완성, 1737년 ( 사후 10년후 ) 출판, 유율법 (fuxion) 과무한수열을곡선기하에적용. (2) 1687년 (45세): 프린키피아 (Principia), Phiosophiae Naturais Principia Mathematica, 자연철학의수학적원리 7) 교훈들 1687 년발간된자연철학의수학적원리 ( 프린키피아, "Principia") 는고전역학과만유인력의기본바탕을제시하며, 과학사에서가장영향력있는저서중의하나로꼽힌다. 이저서에서뉴턴은다음 3 세기동안우주의과학적관점에서절대적이었던만유인력과 3 가지의뉴턴운동법칙을저술했다. 뉴턴은케플러의행성운동법칙과그의중력이론사이의지속성을증명하는방법으로그의이론이어떻게지구와천체위의물체들의운동을증명하는지보여줌으로써, 태양중심설에대한마지막의문점들을제거하고과학혁명을발달시켰다. 19) (1) 뉴튼은평범한사람이었다! 평범한사람이란? 장단점을갖는사람, 선악을함께갖는모순적인사람, 찬사와비판을동시 에받는사람이다. 뉴튼은최고의찬사와함께아픈비난도받었던인물이다. 뉴튼에대한찬 사중최절정은시인 알렉산더포프 의시 ( 詩 ) 일것이다. 자연과자연의법칙은어둠속에묻 혀있었네, 신이말씀하시길 뉴턴이있으라! 그러자모든것이밝혀졌다. 20) 뉴턴에대한비 판가로손꼽히는사람은스티브호킹이다. 호킹은로버트훅과의논쟁과갈등, 라이프니츠와 의갈등과논쟁의일화를통해뉴튼이자신에대한비판에민감하고호방하지못했던성격이 었다고말한다. 21) 또한자기자신에대해서도신랄한성격이었다고말한다. 22) 17) Ibid., 152-3. 18) Ibid. 19) Wikipedia, 아이작뉴튼 [ 온라인자료 ], http://ko.wikipedia.org/wiki/ 아이작 _ 뉴턴, 2013 년 12 월 8 일검색. 20) Hawking, 거인들의어깨위에서서, 186. 21) Hawking, 거인들의어깨위에서서, 171 22) Ibid., 186. - 15 -
평범의예찬 - 평범한사람이위대하다. 특별하기는쉬워도평범하기는어렵다. 완벽한사람이일을하는것이아니라모순적인인간이일을하는것이다. 모든평범속에는모순이담겨있다. - 평범한일에서위대한일들이이뤄진다. 뉴턴의과학적성과는 20살청년의빛과면적계산에대한관심에서시작되었다. - 절벽에핀꽃이아름답다. 인류역사의보석이라고불리우는뉴턴에게서불우한어린시절과우울한청소년기는상상하기어려운그림이다. 그의삶과그의업적은마치절벽틈새에피어난꽃을연상케한다. 그리고절벽에핀꽃이기에그어떤꽃보다도더욱아름답게보인다. 하나님의역사하심은고난과축복의두수레바퀴를통해일어난다. - 누구에게나기회는있다. 뉴턴의청소년기에좋은선생님을만난것은그에게주어진첫번째기회였을것이다. 사람의인생이공평한것은누구에게나기회가주어진다는것이다. 그러므로좌절하지말고희망을품고살아야한다. 3. 뉴톤의과학 1) 미적분 ( 微積分,cacuus) 뉴톤역학체계에서가장기본이되는원리는 미분과적분의개념이다. 미적분은 변화의 해석 이다. 미적분이해석학에속하는이유이다. 함수는변화에대한수학적해석이다. 따라서 함수는해석학의시작점이다. 모든변화는무한을내포하고있다. 제논의역설이좋은예이다. 따라서변화의수학적설명은함수의극한개념을요구한다. 함수의극한은변화의극한을의 미한다 : im. 함수의극한값이갖는의미는무한한변화를대표하는수이다. (1) 미분 미분한다 = 변화율의극한값계산한다. 미분이란순간속력과같이주어진함수관계에서 변화율의극한값을계산하는것이다. 미분값이란무엇인가? 미분하여얻은값이다. 대수적으 로는 미분계수 라부르고, 기하학적으로는 접선의기울기값 이다. 기울기값은탄젠트 (Tangent) 값이기도하다. 미분의정의 : im (2) 적분 적분한다 = 면적변화의극한값계산한다. 적분이란주어진함수로그려지는도형의면적변화의극한값을계산하는것이다. 적분이란? 휘어진선안의넓이를계산하는것이고, 얇게나눈작은네모꼴들의넓이를모두더한값을계산하는것이다. 네모꼴들의개수를점점많게 하면, 휘어진선안의넓이의값을찾게된다 : im. - 16 -
정적분의정의 : im 2) 역학 ( 力學, Mechaincs) (1) 역학의두가지측면 : 이론적측면, 실용적측면 - 이론적측면 : 예시를통한검증 - 실용적측면 : 수공예, 손으로작도하는일 (2) 기하학과역학의차이 - 기하학 - 완벽하게정확한계산 - 역학적 - 덜완벽하고, 덜정확한 (3) 역학의두가지요소 : - 운동 : 움직임, 변화 - 힘 : 운동의원인, 설명을위한인위적인수단 (4) 역학의철학적추구 : 법칙의정립 하나의운동현상에작용하는자연적인힘들을알아낸다면다른모든자연현상을이힘을 통해설명할수있다. (5) 고전역학의두가지전제 - 세상의모든변화는연속적이다. ( 힘과운동은모두연속적으로변한다.) - 세상의모든것은정확한값을갖는다. (6) 고전역학의두가지전제 - 세상의모든변화는연속적이다. ( 힘과운동은모두연속적으로변한다.) - 세상의모든것은정확한값을갖는다. (7) 뉴톤의운동법칙 관성 ( 慣性, inertia ) 의법칙 : 지금상태를유지하려는법칙 : 움직이는것은계속움직 이려하고멈춰있는것은계속멈춰있으려한다. 작용반작용의법칙 : 작용이있으면반작용도있다. 작용 ( 作用, Action): 힘을주는것 반작용 ( 反作用, Reaction): 되튀기는힘, 힘과가속도의법칙 힘과가속도의법칙 : 물체의가속도는외부에서가해진힘에비례한다. 힘과가속도의법칙의의미 : 움직임의원인은힘이다. 무엇을할수있을까? 움직임을수로나타낼수있다. 어떻게? 물리량들을사용한다. (8) 미분차수에따른물리량의분류 기본물리량 위치 (Position): 질량 (Mass): 시간 (Time): 전하 (Charge): 1 차미분물리량 속도 (Veocity): - 17 -
운동량 (Momentum): 각운동량 (Anguar Momentum): 2 차미분물리량 가속도 (Acceeration): 힘 (Force): 토크 (torque, 회전력 ): 일 (Work): 에너지 (Energy): 포텐셜에너지 (Potentia Energy): 일할수있는능력의량 J (joue, 주울 ) = ca (caorie): 1 ca = 4.186 J ( 물 1g 의온도를 1 도올리는데필요한에너지 ) ev (eectro Vot): 1 ev = 1.60217653(14) 10 19 J ( 전자가 1V의전압을지날때얻는에너지량 ) 압력 (Pressure): 파스칼 Pa(Pasca) = 1 N/m2 바 bar = 100,000 Pa 대기압 atm = 101,325 Pa 토르 torr = 133.322 Pa 3차미분물리량 일률 (Power): 와트 마력 1 W (watt) = 1 J/s 1 hp (horse power) = 745.7 W 이러한물리량들로무엇을할수있는가? 다양한자연현상들을설명한다! 자유낙하운동 -낙하속도 -탈출속도 -포탄의탄착점 원운동 -행성의주기 4. 뉴튼역학의역사적의의 : 과학사상의골격확립 뉴튼의업적은한분야의역사에서뿐아니라인간의이성이이룬모든영역의역사에서영 향을미쳤다. - 18 -
5. 뉴튼역학의철학적의의뉴튼의역학 (Mechanics) 은체계적과학의정립이라는데철학적의의가있다. 근대과학을정립한것이다. 이구철은뉴튼이세상의단하나뿐인체계를만들었다고말했다. 라그랑쥬는... 뉴턴은참으로위대한천재다. 그리고참으로복도많다. 왜냐하면세상에존재하는체계는단하나뿐인데그는그체계를만들어버렸기때문이다. (...we cannot find more than once a system of the word to estabish.) 23) 벨 (E. T. Be) 은 벽돌은저절로건물이되지않는다 는말을함으로뉴튼이만든체계성의가치를언급하였다. 24) 체계 ( 體系, system) 란사람의몸처럼서로잘연결되고서로잘어울리며서로협력하여움직이는한덩어리를의미한다. 체계적 (systematic) 이란체계 (system) 과같은방식으로구성되어있다는의미이다. 찰스헴멜 (Chares E. Humme) 이뉴튼역학의체계를일종의종합이라말한것도이러한한덩어리됨을지적함이다. 뉴튼의역학체계는오래동안서구세계를지배하던아리스토텔레스의체계를허물었다. 25) 오진곤은뉴튼의프린키피아에 우주체계의틀 이라는부제가붙어있음을알려준다. 26) 체계적 (systematic) 과학이론이란관련된모든주제들이하나의원리에의해논리적으로구성되고기술되어현실적인설명을하는과학이론이다. 뉴튼의역학이론이말하는과학은체계적지식이다. 뉴톤은코페르니쿠스이후새롭게제기된새로운물리적세계관을체계적으로정립한공헌이크다. 3) 뉴튼에게서배우는삶의교훈미지의바다앞에서어린소년처럼과학을하는사람은 이미안다 고생각하지말고 새롭게배운다 는마음을가져야한다. 남송 ( 南宋 ) 의대신 ( 大臣 ) 장구성 ( 張九成 ) 의명언이있다. 배움에는끝이없다. ( 學無止境 ) 아무것도안된다고생각될때에도미래를준비해야하며, 배움을게을리해서는안된다. 미래는늘준비된자의것이다. 23) 이구철, 물리는게임 버스몰이시늉내개 [ 온라인자료 ], http://phya.snu.ac.kr/~kcee/ects/e ct18/ect18.htm, 2018 년 11 월 19 일접속 ) 24) Be, Men of Mathematics, 100. 25) Humme, 갈릴레오사건, 161-2. 26) 오진곤, 과학사총설, 226-7. - 19 -
IX. 양자역학과동양사상 1. 양자역학의이해 1) 역사적이해 (1) Two Lines - 막스플랑크, 아인슈타인, 드브로이, 슈뢰딩거양자개념, 광전효과, 물질파, 물질파역학 존재론 - 하이젠베르크닐, 스보어불확정성원리, 상보성원리 인식론 (2) 막스플랑크와양자개념 (1901 년 ): 에너지는연속값인가? 불연속값인가? 막스플랑크 (Max Panck, 1858 1947) 는독일이론물리학자이다. 그가처음으로 양자개 념 (The concept of quantum) 을제시한해는 1901 년이다. 흑체복사 (back-body radiation) 이론을설명하는과정에서언급하게된다. 양자 (quantum) 이란용어은라틴어콴 투스 (quantus) 에서유래했으며 얼마나큰가 혹은 얼마나많은가 란뜻이다. 27) 일반적으로 양자개념은 불연속적값, 기본단위값, 이산 ( 離散 ) 적인 이란의미를담고있다. 에너지는연속값인가불연속값인가? 에너지에기본단위가있는가? 고전역학적에너지는힘과위치벡터의내적 (inner product, scaer product) 으로정의된다 :. 여기서힘은질량과가속도의곱이다 :. 따라서에너지를정의하는데사 용된기본물리량은 m( 질량 ), ( 위치 ), ( 시간 ) 뿐이다. 이세가지물리량은모두연속량으로 측정의단위는있어도물리적기본량은없다. 따라서고전역학적에너지는연속적인물리량 이다. 그러나막스플랑크는흑체에서복사되어나오는빛의에너지를 = ( : 플랑크상수, : 진동수 ) 로정의하였다. 여기서 의의미는에너지의기본량이고, 의의미는정수 (integer), 즉불연속적인수값이다. 따라서에너지는불연속적인수량이라는의미가된다. 다시말하면 에너지는양자화되어있다! 는의미이다. (3) 아인슈타인과광전효과 (1905년): 빛은입자인가? 파동인가? 광전효과 ( 光電效果, photo-eectric effects) 는금속등의물질이고유의특정파장보다짧은파장을가진전자기파 ( 빛 ) 를흡수했을때전자를내보내는현상이다. 아인슈타인은이러한현상을이론적으로설명하기위해막스플랑크의양자개념을활용하였다. 그는 1905년에 광전효과에대한양자이론 (Quantum Theory of the Photoeectric Effect) 을발표하였다. 28) 이논문에서그는 에너지양자 (energy quanta) 가전자의운동에너지로전환될수있다고보았다. 29) 여기서 에너지양자 가빛에대한것일때광자 (photon) 라는표현을섰다. 그리고이광자의개념을빌어아인슈타인의광전효과를설명하자면 광자에너지는전자의운동에너지로전환될수있다 이다. 이러한이론을주장하는배경에는하나의가설이바탕에놓 27) Wikipedia, Quantum [ 인터넷자료 ], https://en.wikipedia.org/wiki/quantum#etymoogy_an d_discovery, 2017 년 5 월 10 일접속. 28) A. Einstein, Über einen die Erzeugung und Verwandung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt, Ann. Phys., vo. 17 (1905): 132-48. 29) A. Einstein, On a Heuristic Point of View about the Creation and Conversion of Light, tran. D. Ter Haar, The Od Quantum Theory, 91-107 (Oxford: Pergamon Press, 1967), 104.) - 20 -
여있다. 아인슈타인의광자가설이다. 달리설명하자면, 빛이물질과상호작용할때에는입자 처럼행동한다 는것이다. (4) 드브로이와물질파 (1924년): 입자인가? 파동인가? 드브로이 (Louis Victor Pierre Raymond de Brogie, 1891-1987) 는프랑스물리학자이다. 그는 1924년박사학위논문인 양자이론에대한연구 (Recherches sur a théorie des quanta, Researches on the theory of quanta) 를통해물질파개념을도입하였다. 30) 물질파란입자가갖는파동의성격을말한다. 파동이기위해서는파장이있어야하는데드브로이는그값을입자의운동량과프랑크상수로부터구할수있다고제안한것이다. 이렇게구한물질파의파장을 드브로이파장 이라하낟. 수식에따르면드브로이파장은입자의운동량에반비례한다 :. 프랑크상수가비례상수가된다. 드브로이파가시사하는바는무엇인가? 원자세계의작은입자 (sma partice) 는뉴튼의역학 (Newtonian Mechanics) 가아닌파동역학 (Wave Mechanics) 가적용되어야한다는것이다. 쉽게말하자면 입자도파동성을갖는다! 이다. 따라서원자세계의존재의방식에대한철학적고민이시작된다. 존재한다는것은입자인가? 파동인가? 고전역학적인관점에서보자면입자는 공간적으로일정영역에국한되어진존재방식 (ocaized object) 이고, 파동은 공간적으로넓게퍼져있는존재방식 (nonocaized object) 이다. 그런데물질파개념은 물질에파동성이있다 는것으로모순적인존재방식을의미한다. 이러한모순적인존재방식이바로원자세계의새로운존재방식을반영한다는것이다. 바로 존재의이중성 이다. 물질과파동은존재의양면과같다. 존재의이중성은 이곳에있으면서저곳에도있다 는신비한성격을보여주는예이다. (5) 슈뢰딩거의방정식 (1926 년 ): 양자세계를지배하는법칙은? 물질파가만족하는운동법칙은무엇일까? 어빈슈뢰딩거 (Erwin Schrödinger, 1887-1961) 는오스트리아 (Austrian) 의물리학자이다. 그는 1926 년에발표한논문에서 슈뢰딩거방정 식 (Schrödinger Equation) 으로불리는수식을제안하였다. 31) 드브로이의물질파개념에 따라원자세계의입자들이움직일때에는만족해야하는운동방정식이다. 파동의성질을갖는입자는뉴튼의운동방정식이아닌 물질파의개념에맞는새로운운동방정식 을요구한다. 고전역학의운동법칙은뉴튼의운동방정식 과역학적에너지 보존법칙 를만족해야한다. 양자역학의운동법칙은고전역학적에너지보존법 칙, 아인슈타인의광자가설 ( 혹은막스플랑크의양자가설 ), 드브로이의물질파가 설 을만족해야한다. 이들로부터유도된양자역학의운동방정식은 이다. 이것이 슈뢰딩거방정식 (Schrödinger Equation) 이다. 이방정식의의미는다음과같이요약된다 : 원자세계의입자들은두가지법칙을따라움 30) de Brogie, Recherches sur a théorie des quanta, Ann. de Physique, vo. 10, no. 3 (1925): 22-128; Thesis, Paris, 1924. 31) Erwin Schrodinger, Quantisierung as Eigenwertprobem; Erste Mitteiung, Annaen der Physik vo. 384, no. 4 (1926): 361 376. - 21 -
직인다. 우선고전적의미의입자 ( 물질 ) 로서에너지보존법칙을만족한다. 그리고파동으로서양자로서드브로이-아인슈타인의추론도따른다. 양자세계의이러한신비한존재방식은양자역학의철학적의미에대한많은논쟁을불러일으켰다. 이러한논재의결과로 불확적성원리 와 상보성원리 가등장하게된다. (6) 하이젠버그의불확정성원리 (1926년): 양자세계에서측정값은얼마나정확할수있는가? 베르너하이젠버그 (Werner Heisenberg, 1901년 ~1976년 ) 는 1926년에논문을하나발표한다. 32) 이논문에불확정성원리가담겨있다. 불확정성원리 (Uncertainty principe) 를대표하는한가지표현은 위치와속도를동시에정확히측정할수없다! 이다. 수식으로는 이다. (7) 보어의상보성원리 (1928년): 무엇이의미있는물리량인가? 닐스보어 (Nies Bohr, 1885 1962) 는덴마크 (Dnemark) 의물리학자였다. 1928년에 상보성원리 ( 相補性原理, compementarity principe) 에관한논문을네이처지에발표하였다. 33) 상보성이란파동모델과입자모델은원자세계의물리적대상을이해하는데서로상호보완적이라는의미이다. 34) 고전역학에서는모든물리량이정확히측정가능하다. 그러나양자역학에서는어떤물리량들은서로동시에원하는만큼정확하게측정할수없다. 이러한상호배타적인물리량들은상보적으로작용하여복잡한물리현상을설명할수있게해준다. 이러한상보성원리는 무엇이의미있는물리량인가 라는철학적질문을하게한다. 고전역학에서는 정확한측정값 이의미있는물리량이었으나, 양자역학에서는 확률값, 기댓값 만이의미를갖는다. 2) 철학적이해 (8) 양자역학의이론체계 ⓵ 양자역학의세계 (Qunatum Word): 미시세계 (Microscopic Word), 아원자세계 (Subatomic Word) ⓶ 양자역학체계의핵심 : 양자화 (quantization) ⓷ 양자역학의삼요소 (1) 상태 (states) (2) 관측량 (observabes) (3) 역학 (Dynamics-aw of time evoution, a group of physica symmetries) ⓸ 양자역학과고전역학의상응관계양자역학 quantized 고전역학 (1) 상태 (State) 현상, 실체 (2) 연산자 (Operator) 작용, 측정 (3) 슈뢰딩거방정식뉴튼방정식 32) W. Heisenberg, Ueber den anschauichen Inhat der quantentheoretischen kinematik und mechanik, Zeitschrift für Physik Vo. 43 (1927): 172 98. 33) N. Bohr, The Quantum Postuate and the Recent Deveopment of Atomic Theory, Nature vo.121 (Apri 1928): 580 590. 34) Eisberg and Resnick, Quantum Physics of Atoms and Partices, 63. - 22 -
⓹ 양자역학의내용 수식의변화 다른법칙을반영하는수식을찾는다. 물리적관심대상의변화고전역학 - 실측 : 질량, 시간을측정 - 이론계산 : 힘을추측, 가속도및속도계산 - 예측 : 위치변화양자역학 - 실측 : 반응강도, 각도 - 이론계산 : 상호작용을추측, 포텐셜, 상태함수, 밀도 - 예측 : 에너지양자역학 quantized 고전역학기대값 (expectation vaue) 측정값추상 (abstract) 실제 (reaity) 확률값절대값 (9) 양자역학의철학적의의 ⓵ 고전역학적세계관에대한성찰양자역학은근대물리학의주요전제들인측정가능성과예측가능성에대해다른견해를제시한다. 측정가능성 : [ 양자가설과존재의불연속성 ] 양자 (quanta) 라는개념은물리적으로측정가능한값들이불연속적으로존재한다는의미이다. 예를들면수치적으로 에너지값 (energy vaue) 들은어떠한수치든가질수있어야하지만미시세계에서는실제로가질수있는 에너지값 들이제한되어있다는것이다. 따라서측정값들은불연속적이며, 양자단위이하로정확하게측정될수없다. [ 파동방정식과측정불가성 ] 측량가능하다 는말은물리적세계는무엇이든지정확한수치로표현될수있다는의미이다. 역학의근간을이루는뉴톤의운동법칙을생각해보자. 즉 F=ma. 이방정식이성립하려면힘과질량과가속도는각각독립적으로측량가능하고정확한수치로측량값을표현할수있어야실제적인의미를갖는다. 고전역학에서는힘, 질량, 가속도는독립적이고측량값을정확한수치로나타낼수있다고전제하였다. 양자역학에서는이러한측량가능성의한계를보여준다. 양자역학에서측정가능한것은상태함수와파동방정식을통해계산되는기대값 (expectation vaue) 뿐이다. 즉확률값 (propabiity) 뿐이다. 예측불가성하이젠베르그의불확정성원리는측정의한계성을보여준다. 원자크기의세계에서일어나는현상을측량할때는불가피하게어떤두가지물리량이상호보완적으로측정된다는것이다. - 23 -
동시에원하는만큼의정확도롤측정할수없다. 고전역학에서는모든움직임을정확하게예측할수있다고생각했다. 왜냐하면어느시점에서의위치와운동상태를정확하게알면그이후의운동은운동방정식에의해서정확하게계산되어지기때문이다. 그런데양자역학의관점은위치와운동상태를동시에정확하게측정할수없다는것인데그렇다면결과적으로운동의상태를예측하는것이원리적으로불가능하다는것이된다. 양자역학에서말하는불확정성의의미는변화에대한예측가능성을부인한다. ⓶ 양자역학적세계관의특징들 인식체계의변화양자역학은 존재의연속성 과 측량가능성및예측가능성 등의고전역학적전제들에대해다른견해를제시한다. 결론적으로 진리에대한인식방식의전환을요구한다. 존재론적인측면에서존재는이중성이있다. 존재론 -> 이중성 ( 입자와파동 ) -> 상보적이해 ( 동전의양면 ) 인식론적인측면에서 -인간의인식의한계성인식론 -> uncertainty principe -> 감각인식의한계성 -> size의의미 -> 현대인류의인식범위확장 - 지식의주관성측정자의존재가측정결과에영향을미친다. 주관성이없이객관이있을수없다. 주관 + 객관 = post modernism [ 결정론적세계관에대한비판 ] 근대과학은모든것은법칙에의해이미결정되어있다는기계론적세계관을갖는다. 양자 역학은모든것은임의성 (Randomness) 가존재한다고말한다. 확률론적세계관을제시한다. [ 환원주의적이해방식대한비판 ] 근대과학의방법론은환원주의 (reductionism) 에근거한다. 궁극적인본질을찾아계속해서작은세계를찾아나가야한다. 양자역학의양자개념과불확정성원리는이러한방법론이갖는한계성을지적한다. 모든것을분해하면궁극적인것을찾게되는것이아니라아무것도남지않을수있다는생각을하게된다. [ 통합적인인식체계 ] - 대상인식에서의통합성입자와파동을이원론적으로구분하지않고동일한대상에대한양면성으로이해한다. 하나의물리적대상의다양한측면을통합적으로이해하고자하는인식체계이다. - 24 -
2. 동양사상과양자역학 (1) 동양의주요사상 - 유교 : 조화와역할 - 도교 : 자연에순응 - 불교 : 물아일체 - 힌두교 : 다양성과일체감 (2) 동양사상의특징은? 집체적 ( 集體的 ) 인식 : 유기체적세상이해 (organic word view) 프리초프카프라 (Fritjof Capra, 1939~) 은오스트리아빈출신이다. 빈대학교교수이다. 그는 현대물리학과동양사상 (The Tao of Physics) 을출판하였다. 카프라는 유기체적세계관 (the organic word view) 에대해언급한다. 이성범은서구의기계론적세계관은부분들이모여서전체가만들어진다는환원주의적사고방식이라하였다. 35) 이에비해유기체적세계관은세상의모든현상들을 분리가불가능한조화로운전체 (an inseparabe harmonious whoe) 이다. 36) 카프라는현대물리학의관점이기계론적인관점에서유기론적인관점 ( 동양적인지혜 ) 으로전환되었다고보았다. 20세기에들어와서물리학이다루게된극대 ( 極大 ) 세계와극미 ( 極微 ) 세계의현상은인간경험의좁은영역이세계에서이루어진기계론적자연관으로서는설명될수없는것이므로이제그기계론적자연관은유기체적자연관으로대체되지않을수없게되었다. 유기체적자연관은고대동양의사상속에서쉽게접할수있는것이다. 이러한동양적자연관을정립했던동양의사상가들에게우리는동양적방법론을엿볼수있다. 통합적이해카프카는동양종교의깨달음을직관 (intuitive) 에서찾는다. 37) 동양사상의방법론은피아 ( 彼我 ) 를구분하지않는것이다. 서양의인식론이주체와객체간구별을출발점으로삼았다면, 동양은주객체간의융합을추구하였다. 또한관조와직관적지식을강조한다. 서양의방법론인분석에의한궁극적원인을찾는것이아니라통찰과실제적특성을파악하여직관적 (intuitive) 깨달음추구한다. 2) 양자역학과동양사상의병행성 ( 竝行性, paraes) (1) 존재론에서의유사성동양의철인 ( 哲人 ) 들은주로명상과직관의방법으로다 ( 多 ) 에서일 ( 一 ) 을보려했던것이며, 시간의축 ( 軸 ) 에서생멸 ( 生滅 ) 하는자연을창조적인생명의원리로, 즉유기체적으로파악했던것이다. 소립자의세계와코스몰로지 (cosmoogy) 의세계를다루게된현대물리학은물질세계가극미로부터그대에이르기까지부단한생성과소멸의연속임을보았다. 따라서이러한역동적인자연은기계의원리로설명될수없게되었고, 유기체적생명의원리로자연을보지않을수없게되었다. 양자역학은입자와파동의이중성이라는해석을통해존재의다양성을수용하였다. 따라서동양사상과양자역학은하나의존재가갖는다양한모습을수용한다는점에서동일한실존파악의관점을갖는다. 35) Fritjof Capra, 현대물리학과동양사상, 이성범, 김용정옮김, 2 판 1 쇄 ( 서울 : 범양사출판부, 1989), 서문. 36) Fritjof Capra, The Tao of Physics (Bouder, Coorado: Shambhaa Pubications, 1975),304. 37) Ibid., 303. - 25 -
(2) 인식론에서의유사성동양사상은피아일체을통한직관적진리를추구한다. 양자역학또한불확정성원리와상보성원리를통해측정대상과측정자간의간섭을물리법칙에있어서본질적인요소로받아들인다. 따라서동양사상과양자역학은주객관의융합된인식론에서교차점을갖는다. - 26 -
X. 상대론과포스트모던이즘 1. 상대성이론개관 (Reativity Theory) 1) 상대성이론의이미지 신비로운과학 상대성이론은오랜세월동안불변의진리로여겨지던뉴턴의물리법칙을뒤흔들어놓았습니다. 또한상대성이론을통해타임머신이나블랙홀과같은단어들이만화나 SF 영화속에자주등장하게되었습니다. 38) 물리적세계관중력은물리학자들이세상을이해하는통로이다. 39) 아이슈타인은자신의평생의연구주제는빛과관성질량이었다고말한다. 40) 빛과질량, 중력은물리학에가장많은노동을요구하는주제들이다. 또한가장영감을필요로하는주제들이기도하다. 빛과중력에대한어떠한이론들도물리학에큰파문을일으킬것이다. 빛과질량은존재의문제와연관되며, 중력은상호작용의문제와관련된다. 이둘은물리학의가장근본적인물음에해당된다. 물리학은물질의구성요소와그상호작용을연구하는데목적을둔과학이다. 과학자들은이상화작용이란관점에서우리들이관찰하는다른자연현상과동시에물질의성질을설명한다. 41) 아인슈타인의상대성원리는물리학적인측면에서보면, 물리학의근본적인질문들에새로운답을제시한다. 2) 상대성이론은언제필요한가? 물체의속력이빛의속력에가까워질때상대성이론이필요하다. 상대성이론이적용되는속력의범위는 0.2 < v/c < 1 이다. 이범위에서는상대성효과를감지할수있다. 어느곳에서이러한속력을경험할수있는가? 우리가사는일상에서빛의속도에비견할만한움직임을보이는대상은없다. 우리의일상에서어떤물체가빛의속도에상당한빠르기로움직인다면이미인간의감지영역을벗어나버릴것이다. 사람의일상에서는상대성효과를감지하는것이불가능한일이다. 상대성효과가명백히드러나는곳은작은입자들의세계와거대한우주의세계에서이다. 이두곳에서는빛의속도로움직이는물체가있거나, 빛의속도로움직여도그변화를수용할만한넒은공간이있다. 3) 상대성이란일상에서상대적이란말은보통상대방이누구냐에따라반응이달라진다는의미를갖는다. 그러나상대론에서의상대성이란기준점과좌표에대한개념이다. 절대개념은고대나중세에압도적이었던세계관... 우주에는한개의특별한관측점과지배점이있다... 아인슈타인의상대개념... 어떤좌표계의시간적, 공간적구조가항상임의의다른좌표계에대한운동에의해서결정된다. 42) 38) 정완상, 아인슈타인이들려주는상대성원리이야기, 과학자들이들려주는과학이야기 01 ( 서울 : 자음과모음, 2007), 4; 책머리에. 39) 오진곤, 과학사총설, 420. 40) Einstein Archive NO. 05-102; NHK 아인슈타인팀, [ 상대성이론 ], [ 아인슈타인의세계 ] 2 권 ( 서울 : 고려원미디어, 1993), 25. 41) Aonso-Finn, 물리학, 부산대학교물리학교제편찬위원회역 ( 서울 : 광림사, 1984), 12. 42) 오진곤, 과학사총설, 중판 ( 서울 : 전파과학사, 2002), 416. - 27 -
실제세계에서는하나의기준점, 즉물체의위치를절대적으로기술할수있는원점이없다. 수학적으로원점의역할은위치를결정하는기준이되는것이다. 그런데위치는상대적거리에의해서도결정할수있다. 물체의운동은절대적인기준이없고상대적인위치에의해서만기술 ( 記述 ) 될수있다. 4) 특수상대성이론 (Specia reativity) 아인슈타인이 1905년에특수상대성이론을발표하였다. 43) 특수상대성이론이등장하게된배경에는마이켈스-모레이 (Micheson-Morey) 실험이있다. 이실험은에테르의존재여부의확인하기위한것으로 1887년에수행되었다. 이실험은예기치못한결과를낳았다. 고전역학적인관점에서생각할때빛의속도는빛의움직이는방향에따라다르게관측되어야한다. 그당시까지만해도빛은에테르라는매질을통해퍼져나가는파동이라생각하였기때문이다. 일반적으로매질에서퍼져나가는파동의속도는방향에관계된다. 그런데실험결과는정반대의결론을얻게된다. 즉빛의속도는모든방향에서동일한값을갖는다. 이러한실험적결과를설명하기위해아인슈타인은과감한가정을한다. 즉, 빛의속도는모든관성계에대해서일정하고, 모든역학의법칙들과물리현상들은모든관성계에서동일한모습을가져야한다. 이러한가정이성립하려면, 고전역학의기본전제들이변해야했다 : 기본물리량들은서로독립적이다, 물체의질량과길이, 시간간격은운동상태에무관한불변량이다. 상대성이론은이두가지전제들이옳지않다고말하고있다. 기본물리량들은서로독립이아니다. 서로연관되어이다. 기본물리량들에대한측정은절대적이지않다. 측정자의운동상태에의해측정값이달라진다. 따라서기본전제들도변해야한다. 그렇다며기본전제를무엇으로할것인가? 달리말하면, 변하지않는것은무엇인가? 상대론적관점에서볼때운동상태가변하지않는다는것은상대속도가일정하다는것이다. 이처럼상대속도가일정한물리적관측계들을물리학적용어로관성계 ( 慣性系, The inertia frame of reference) 라한다. 상대성이론에서관성계의문제는물리적변화를기술함에있어서변하지않는것이무엇인지에대해서새로운시각을갖게한다. 고전적으로생각하던실체가아니라표현의기준이무엇인지되집어보게한다. 특수상대성이론의두가지가정을전제한다. 첫째, 빛의속력은모든관성계에서동일한값을갖는다. 둘째, 모든물리법칙은등속운동을하는모든관성계에서동일한형식을가져야한다. 이두가지가정을만족하기위해서는등속운동을하는두관측자사이에로렌츠변화 (Lorentz transformation) 이성립되어야한다. 특수상대론은세가지예측을내어놓았다. 시간지연, 길이수측, 질량과에너지의동질성 (Energy-mass equivaence, ) 이다. 5) 일반상대성이론 (Genera reativity) 아인슈타인은 1915년에는 아인슈타인방정식 으로알려진중력장방정식을발표하였다. 보통이논문을일반상대성이론의공식적인시작으로본다. 44) 특수상대성이론은관성계에서만적용되는법칙이다. 만일중력과같은외부의힘이작용하는경우에는적용되지않는다. 일반상대성이론이란중력과같은외력 ( 外力 ) 이작용할때운동을기술하는이론이다. 43) Abert Einstein, Zur Eektrodynamik bewegter Körper, Annaen der Physik, 17 (10) (1905): 891-921. 44) Abert Einstein, Die Fedgeichungen der Gravitation, Sitzungsberichte der Preußischen Akademie der Wissenschaften zu Berin (1915): 844 847. - 28 -
일반상대성이론은두가지가정을가지고있다. 하나는등가원리 ( 等價原理, The Principe of Equivaence) 이다. 등가원리는 중력이만들어내는효과는가속도가만들어내는효과와 동일하다 는것이다. 이러한원리에따라물리학적인관심은중력이라는고전적실체에서운 동이일어나는공간으로옮겨가게된다. 그리고일반상대성이론은이둘 ( 중력과공간 ) 간의 관계를규정하는법칙이된다. 다른하나는 질량이공간을휘게한다 는가정이다. 45) 아인 슈타인장방정식 (Einstein's Fied Equation) 은테서 (tensor) 방정식이다. 여기서 는 리치곡률텐서 (the Ricci curvature tensor) 이고, 는 스트레스 - 에너지 텐서 (the stress energy tensor) 이다. 전자는 공간의곡율 ( 공간이휜정도 ) 를표현하고, 후 자는 물질 - 에너지 ( 물질의에너지를수치로표현 ) 를나타낸다. 이방정식이의미하는바는 물질 ( 중력 ) 과공간의휘어짐은비례관계가있다 는것이다. 일반상대론의예측들 첫째, 빛의휘어짐 (Light defection) 이다. 빛이태양근처를지나올때직진하지않고휘 어진경로를따라움직인다. 즉태양의중력이공간을휘게하였다는것이다. 빛은직진한 다고생각하지만사실은휘어진공간을따라직진하는것이므로밖에서보면휘어진경로 를따라움직이는것으로보인다. 둘째, 중력에의한시간지연 (gravitationa time deay) 이다. 등가원리에따라특수상대 론에서얻은결론 ( 움직이는관찰자에게시간이지연된다 ) 과같이강력한중력장안에있는 관찰자에게는시간이느리게간다는것이다. 블랙홀에서시간이정지한다는말은이러한 원리를과장해서설명한것이다. 셋째, 중력파 (gravitationa wave) 의존재이다. 중력파란중력에의해공간에생기는주기 적인변화가물결처럼우주공간으로퍼저나가는것이다. 2. 상대성이론과포스트모던이즘 1) 상대성이론의철학적함의변해야하는것은고전역학에서불변이라고생각했던기본물리량들 ( 특히시간과길이 ) 이다. 이러한전제가갖는의미는상대론적인효과를고려해야하는세계에서는더이상시간과길이는서로독립적이지않고도리어서로연관되어있다는것이다. 상대론의한결과중하나인 가갖는의미도질량과에너지 ( 시간과거리 ) 가서로독립적이지않고상호관련된다는것이다. 이러한전제의변화가현대물리학의두주류중하나인상대론이고전역학과구별되는원인이다. (1) 존재와비존재의퍼지 (fuzzy) 화상대성이론은물질과에너지간에상호전환이가능하다고말한다. 이로인해상대성이론은존재에대한인식의전환을요구한다. 철학적으로보자면존재와비존재의경계를퍼지 (fuzzy) 화시켰다고할수있다. 화학자였던제임스코난트 (James B. Conant) 는현대과학이현대인에게준충격중의하나가물질에대한인식의변화라고하였다. 일반적으로실제적인물질은파괴될수도새롭게만들어낼수도없은것으로생각한다. 물질이라고부른실재에 45) W.G.V. Rosser, Introductory Reativity (London: Butterworths, 1967), 285. - 29 -
관한중요한표준은, 바꿔말하자면그것이하나의객관적존재라는중거는인간의자의적인힘으로서는도저히파괴될수없고새로만들어질수도없는성질... 비파괴성 ( 非破壞性 ) 과비창조성 ( 非創造性 ) 에있다. 46) 그러나현대과학은이러한고전적인생각이잘못이라말한다. 47) 원자탄과원자로는 물질은인간의힘으로파괴할수있다 는생각을깊이인식하게하는상징이되었다. 우리들대부분의일평생에일어났던과학세계에서의가장극적인변화는- 가장중요한변화는아니라할지라도-물질과에너지의상호변화 ( 相互變換 ) 이가능하다는것이인정된사실입니다. 48) (2) 세계관의변화 ( 절대성에서상대성으로 ) 상대성이의미하는바는 세상에는절대적인기준이없다 는것이다. 이러한전제의변화는세상에대한이해에도영향을주었다. 즉세상에절대적인주관자혹은심판자가없다는생각이다. 서구사회에서중세까지신은절대적인존재였다. 불변의원칙과무한한권함을가졌다고생각하였다. 그러나현대서구사회는이미신의주권에대해사람마다다른해석을할수있다고생각한다. 현대인식론에있어서강조되는인식주체의중요성이상대성이론에도그대로반영되어있다. 자연에대한이해에있어서관측자의상태가중요하다는것이다. 이러한세계관의변화는서구의상대주의적인가치관을옹호하고포스트모던이즘이형성되는기반이되었다. 2) 포스트모던이즘 (Postmodernism) 1) 포스트모던이즘이란? 포스트모던이즘에대한가장간결한정의 (definition) 는절대성에대한부정이다. (1) 철학적배경인식된진리는상대적인것이다. 포스트모던이즘은현대철학의흐름을반영한다. 즉현대철학의인식론이갖는사상적특징을잘보여준다. 근대사상이객관과절대적진리라는세계관을가지고있었다면, 현대철학의인식론은주관적요인이강하게반영된다. 진리는결코객관적인것이아니면오직인식의주체인인간의주관이반영된결과이다. 따라서진리는사람마다다르게인식되는상대적인성격을갖게된다. (2) 문화적현상 문화현상으로서포스트모던이즘은익숙하지않음, 어울리지않은, 현실화와같은단어들 을연상케한다. 2) 포스트모던이즘의역사포스트모던이즘이란용어는 1970년대에이르러다양한분야에서우후죽순처럼사용되어졌다. 20세기초로거슬러올라가보면, 우선 1914년에이미톰프슨 (J. M. Thompson) 은종교비평에서신념이나태도의변화를표현하기위해이용어를사용하였다. 49) 1917년에는루돌프팬비츠 (Rudof Pannwitz) 가철학적색체가강한문화적경향성을묘사하기위해이용어 46) James B. Conant, 현대과학과현대인, 이해영외 2 명역 ( 서울 : 전파과학사, 1973), 36-7. 47) Ibid., 36, 40. 48) Ibid. 49) Wikipedia, Postmodernism, http://en.wikipedia.org/wiki/postmodernism, 2010 년 5 월 10 일접속. - 30 -
를사용하였다. 니체 (Nietzsche) 의모던사회에대한분석에기반하였다. 50) 1920 년대에 1940 년까지이용어는새로운형식의예술을표현하는데사용되었다. 특히 1939 년에는아놀드토 인비 (Arnod J. Toynbee) 가 1 차세계대전과관련하여이용어를사용하기도하였다. 51) 3) 포스트모던이즘의영향건축 (Architecture) 분야에서는순수하고완변함을거부하는개념으로서가용한모든수단과재료를사용한다는의미로사용되었다. 52) 문학 (Literature) 분야에서는로르지루이스보르거스 (Jorge Luis Borges) 의소설철학이나마술적사실주의, 위리엄부로그 (Wiiam S. Burroughs) 의잘라내기기법 (the cut up method) 53), 시무엘벡케트 (Samue Beckett) 의언어의실패, 정신분열증, 인간존재의무능함등의이미지를갖는다. 54) 음악 (Music) 에서는미니멀이즈 (minimaism) 으로대변된다. 55) 3) 포스틈모던과상대성 (1) 상대성이론이사회적영향력과학은현실세상에큰영향력을발휘한다. 현대과학은새로운철학적사상을세상에확신시키는데그본연의역할이있다. 상대성이론의철학적특성들은일반인들의사고방식에변화를가져왔다. 무엇보다진리를구체적인실체에기반하여판단하던고전적사고방식이추상적인혹은주관적인실체에기반하여판단하는포스트모던적인사고방식으로변한것이다. (2) 상대적인식과절대적실체진리는사람에게적용되는것이다. 인식의주체인인간이없으면진리도무의미하다. 그렇지만인간의존재가우주의존재를담보하는것은아니다. 동일하게인간의존재가하나님의존재를가능케하는것이아니다. 인간의인식과무관하게우주와하나님의존재는절대적인실체이다. 현대사회의상대론적세계관은세상을보는한가지방법이다. 상대적인세계관에서종교다원주의가사상적인지지를얻고있지만그렇다고기독교의전통적인유일신사상을폐기해야하는것은아니다. 필요한일은새롭게이해하고현실적인필요에답이될수있도록재구성하는것이다. 4) 결언현대과학은양자역학에서나상대성이론에서나융합된지식체계를추구한다. 그리고이러한융합적사고는늘새로운변화에반응하는마음이과학적인마음임을말해준다. 우리가과학에서배울것이있다면단순히흥미로운판편적지식들보다세상을향한겸손과열린마음이다. 50) Ibid. 51) Ibid. 52) Ibid. 53) 잘라내기기법 (cut-up technique) 또는피시볼링 (fishbowing) 은텍스트를무작위로잘게잘라새로운텍스트로다시만드는, 우연성의문학기법또는장르이다. ; 위키피디아, 잘라내기기법 [ 온라인자료 ], https://ko.wikipedia.org/wiki/ 자라내기기법, 2018 년 12 월 10 일접속. 54) Wikipedia, Postmodernism. 55) Ibid. - 31 -