<7>물질과 에네지|******＠불교의물질관＠

<7>물질과 에너지

시간·속도등 개념 도입 물체운동 설명
상대성·대통일장 이론 등 꾸준히 발전

전기는 기원전 600년경 탈레스가 호박을 마찰하면 종이나 털이 붙는다는 사실을 발견하면서부터 사람들에게 알려졌다. 길버트는 1600년 <자기(磁氣)와 자기성 물체>라는 저서에서 호박, 금강석, 청옥, 수정, 운모 등이 전기를 일으킨다는 것을 발견했다. 18세기 파라데이는 전깃줄에 자석을 움직이면 전류가 달라짐을 발견하고 전기와 자기가 밀접한 관련성이 있다는 것을 알게된다. 드디어 1865년 캠브리지대학 교수였던 맥스웰은 전기와 전자기를 동시에 설명할 수 있는 수학식인 전자기파동방정식을 만들어 전자기학을 정립하였다. 즉, 이제는 전기와 전자기를 한가지 이론으로 설명할 수 있게 된 것이다.

뉴톤은 빛이 입자(단단한 물체)라고 했다. 그런데 토마스 양은 쌍슬릿실험이라는 유명한 실험을 하여 빛은 파동이라는 것을 보여주었다. 그는 판자에 서로 가까이 길고 가느다란 두 개의 구멍을 만들어 빛을 쪼이면 반대편에 두 개의 희미한 빛이 나타나는 것이 아니라 물결에서와 같이 밝은 곳과 어두운 곳이 교차하여 나타난다는 것을 보였다. 이것은 물결과 같은 파동에서 일어나는 전형적인 현상이다.

그런데 1900년 막스프랑크는 빛의 입자설을 주장하면서 동시에 수학적으로 빛의 파동은 입자와 같이 행동할 수 있다는 것을 보였다. 그래서 이것을 광자라 불렀다. 광자는 쪼개질 수 없는 묶음으로 보고 그래서 양자(量子)란 이름이 나오고 양자론이 탄생한다. 중심내용은 빛과 같은 에너지가 연속적인 것이 아니라 양(量, quanta)으로 전달된다는 것이다. 빛은 파동이면서 입자이다.브로글리는 1924년 모든 입자는 파동성을 지녔다고 설명한다.

물체의 운동은 힘에 의해 일어난다. 즉, 물체에 힘을 가하면 움직이기도 하고 더 높은 위치에 가기도 한다. 1687년 뉴톤은 만유인력(萬有引力)을 발견한다. 즉 모든 물체는 서로 인력이 작용한다는 것이다. 이것을 중력(重力)이라고도 한다. 우주의 별들의 운동은 이 중력으로 설명한다. 1900년 막스프랑크가 전자기론을 정립하면서 전자기력(전기의 힘)을 도입한다. 1911년 레더포드가 원자모형을 제시하였는데 이 모형에서는 각 입자들이 천체에서 적용되는 운동법칙이 그데로 적용될 수 없음을 알게 된다.

천체운동에는 거리가 2배 떨어지면 서로의 인력은 그의 제곱인 4배 가 약해진다는 역제곱법칙이 있는데 원자핵에는 이 법칙이 성립하지 않는다. 그리 고 전자기력으로도 설명할 수 없다. 그래서 원자핵에는 핵력이라는 힘이 있고 이 힘은 두가지로 나누어 强力, 弱力이라 하였다. 그래서 1960년까지 자연에는 4가지 힘 즉, 중력, 전자기력, 강력, 약력이 존재하게 되었다. 그러나 와인버그와 살람은 4가지 힘의 통합이론을 발전시켜 노벨상을 수상한다. 이것을 대통일장이론이라 한 다.

이런 물체의 운동에 대해서는 오래동안 연구되어 왔는데, 17세기가 되면 길이, 시 간, 힘, 질량, 속도, 가속도등의 개념을 도입하여 정립하려고 했다. 그와 함께 힘을 양적으로 표현하기위하여 에너지의 개념을 도입했다. 에너지도 운동에너지, 위치에 너지, 열에너지등 여러 가지로 표현된다. 빛을 받으면 뜨거워지는데 이것은 열에너 지를 많이 가지기 때문이다.

한편 물질과 에너지는 어떤 관계가 있는가? 러더포드 는 방사선 물질에서 나오는 방사선중 하나인 알파선은 엄청난 에너지를 가지고 있 고 이 선이 속도를 잃으면 헬륨이 된다는 것을 발견한 바 있다. 에너지인 방사선 이 어떻게 물질(헬륨)이 되는가? 구별이 애매하게 된 이 두 물리양에 대해 명쾌한 설명이 나타났다. 1905년 아인슈타인은 특수 상대성이론을 발표하여 유명한 공식 E = mc2으로 물질과 에너지가 같다고 설명한다.

원시불교시대의 4대와 그리스시대의 4원소설은 같다. 4대론은 기원전 6-8세기경에 인도에서 완성되고 4원소설은 기원전 4세기경 그리스에서 완성된다. 4원소설은 16 세기까지 진전이 없다가 자연과학이 발달하면서 급속하게 발전한다. 현대 물질론 은 소립자설, 입자와 파동, 물질 에너지 등가론, 그리고 하이젠버그의 불확정성원 리로 설명되고 있다. 

가을에 듣기좋은 잔잔한 가요 28곡 연속듣기 01. 고귀한 선물 - 장은아 02. 고엽 - 오준영 03. 과거는 흘러갔다 - 길은정 04. 그 사랑이 울고 있어요 - 신정숙 05. 그냥 가세요 - 나훈아 06. 그리운 사람끼리 - 뚜아 에 무아 07. 그리움만 쌓이네 - 여진 08. 그저 바라볼수만 있어도 - 유익종 09. 기다리게 해놓고 - 방주연 10. 꽃반지 끼고 11. 꿈꾸는 카사비앙카 - 적우 12. 낙서 - 한동일 13. 날이 갈수록 - 김정호 14. 내 사랑 영아 - 휘버스 15. 노을 - 한규철 16. 눈물 한방울로 사랑은 시작되고 - 이유진 17. 님을 위한 노래 - 오정선 18. 달구지 - 정종숙 19. 당신은 나의 꿈이죠 - 선우혜경 20. 당신은 몰라 - 최헌과 불나비 21. 당신은 안개였나요 - 이미배 22. 마로니에 추억 - 박건 23. 모래탑 - 김훈 24. 목마른 소녀 - 정윤희 25. 무정 부르스 - 강승모 26. 물레 - 유한그루 27. 바람에 실려 - 하남석 28. 백지로 보낸 편지 - 김태정