상상력과 과학기술
Week 7: 과학적 창의성과 상상 력, 뉴턴과 아인슈타인
이상욱
인문과학대학 철학과
2013년 2학기 일반교양과목 (GEN685)
지난 주 강의 내용 되짚어 보기
천재성은 맥락에 따라 뛰어난 개인적 재능이나 후세에 미친 큰 영향 력을 의미한다.
천재적 재능이 천재적 업적을 보장하지도 않고, 천재적 업적을 이룬 개인이 모두 천재적 재능을 가졌던 것도 아니다.
칙센트미하이의 창의성 구성 요소: 문화, 전문현장, 개인
창의성 발휘 조건: 개인 + 전문영역 + 집단 평가 = 창의성
일반지능(IQ)은 원래 비네에 의해 특정 개인의 특정 문제(학습 장애) 를 해결하기 위해 고안되었지만 미국으로 수입되면서 개인이 선천 적으로 가지고 있는 변하지 않는 지적 능력으로 변형되었고 인종차 별을 옹호하는 ‘과학적’ 근거로 활용되었다.
터마이트의 교훈, 오펜하이머와 랭던의 비교에서도 알 수 있듯이 창 의성을 발휘하기 위해서는 우호적인 환경과 적절한 전문 훈련 등이 결정적으로 중요하다.
이번 주 읽기 자료 및 첫 에세이 과제
Week7A: 홍성욱∙이상욱 외, ‘사과에서 만유인력까지’, <뉴턴과 아인 슈타인, 우리가 몰랐던 천재들의 창조성>, 창비.
Week7B: 이상욱, ‘알버트 아인슈타인: 삶과 연구’, 예술의 전당 <제 대로 읽는 세계의 고전> 강의자료.
Week7Extra: 이상욱, ‘과학자의 창조성은 어디서 오는가?’, <과학기 술의 철학적 이해> 제5판, 한양대학교출판부.
코펜하겐(Copenhagen), 연극과 영화
뉴턴과 아인슈타인: 천재의 두 전형
사과 맞고 만유인력 발견?
페스트를 피해 고향에 내려와 있다가 떨어지는 사과에 맞고 만유인력을 깨달은 뉴턴?
순간적인 직관으로 자연의 신 비를 깨달은 천재?
우리나라에도 있는 ‘뉴턴의 사 과나무’와 다양한 신화 만들기
>> 까맣게 잊고 있다가 핼리가 찾아와서 역제곱 힘의 결과에 대해 묻자 그제서야 마지못해 (?) 출판하기로 결정?
뉴턴이 죽기 얼마 전 조카사 위에게 한 이야기에서 기원!
아무도 몰라준 고독한 천재?
뉴턴은 아무 도움도 받지않고 혼자 힘으로 우주의 신비를 밝 혀내었고 프린키피아를 출판했 을 때 아무도 그 내용을 이해하 지 못했다?
뉴턴의 강의가 특별히(?) 인기 가 없었던 것은 사실이었다.
하지만 뉴턴의 수학적 능력은 일찍부터 인정을 받고 있었으 며(루카스 석좌교수직), 뉴턴의 책은 비록 어렵기는 했지만 여 러 학자들에 의해 비판적으로 검토될 수 있는 내용이었다.
데카르트주의자로서 뉴턴
뉴턴의 만유인력 법칙 발견은 분명 ‘천재적’이지만 또한 오랜 연구의 산물이기도 했다.
데카르트주의자로서의 뉴턴:
대학시절부터 데카르트 <역학 의 원리> 탐독.
모든 것은 물질의 운동과 충돌 로 설명하는 데카르트주의적 과학관에서 출발.
>> “거인의 어깨에 올랐기에 먼 곳을 볼 수 있었다!” (갈릴레오 와 데카르트)
<뉴턴&데카르트: 거인의 어깨에 올라선 거인>, 박민아 지음 (김영사)
뉴턴: 과학과 과학방법론을 한꺼번에 바꾸다!
만유인력의 비기계적 성격: 처 음에는 데카르트적으로 설명하 려던 뉴턴도 결국은 포기하고
“나는 가설은 만들지 않는다”고 선언하고 만다.
>> 현상을 구제하는 것을 과학의 가장 중요한 덕목으로 여기는 새로운 과학철학을 제시함.
뉴턴의 연금술(alchemy)과 신학 연구: 뉴턴의 자연철학 연구와 밀접하게 연결되어 있었다.
<< 과학의 범위와 연구주제의 역 사의존성…
뉴턴과 ‘본질적 긴장’
뉴턴은 쿤이 말하는 ‘본질적 긴 장’을 성공적으로 관리하여 창 의적 연구를 수행한 것으로 평 가될 수 있다.
뉴턴은 당대 최신의 자연철학 (물리학)인 데카르트와 호이겐 스(하위언스)의 이론에 정통해 있었고 나름대로 그 이론들의 장점과 단점을 섭렵했다.
그렇기에 뉴턴은 결국 ‘나는 가 설을 만들지 않는다!’라는 결론 에 도달할 수 있었다. (cf. 코페 르니쿠스와의 유사성!)
천재소년 아인슈타인?
‘신동’: 꼬마 천재 테이트?
어려서부터 능청스럽고 재치있 는 아이였던 아인슈타인
아인슈타인 어렸을 때부터 혼 자서 문제를 자기 나름의 방식 으로 푸는 것을 좋아함.
계산 실수가 잦고 물음에 바로 바로 답하지 못해 야단을 맞으 면서도 고집스럽게 자기 나름 대로 답을 내려고 노력
결코 최우등 학생은 아니었다.
탑쌓기 일화에서 보이는 엄청 난 집중력과 끈기
학교 문제아 아인슈타인?
성적이 무척 나빴음에도 불구 하고, 뛰어난 과학적 성취를 이룰 수 있었던 아인슈타인?
아인슈타인의 성적표는 특히, 과학과 수학에 강했던 우등생 의 성적표이다. 하지만 모든 과목을 완벽하게 잘했던 것은 아니었다.
당시 독일 고등학교(김나지움) 의 강압적 교육 방식에 반항 하고 이탈리아로 도망온 아인 슈타인
그러나 자유로운 스위스 아라 우 학교에서는 잘 적응함.
특허청의 아인슈타인
스위스 베른의 특허국에서 일 하던 젊은 아인슈타인이 제안 한 특수상대성 이론 >> 주경야 독의 신화?
아인슈타인의 1905년 특수상 대론 논문: 시계로 측정된 시간 이 운동상태에 따라 달라진다 는 생각이 등장
특허청 시기의 아인슈타인에게 는 자신의 ‘참신한’ 생각을 비 판적으로 검토해 줄 <올림피 아> 동료들이 있었음.
아인슈타인이 당시 특허국에서 심사하던 특허 중에는 스위스 의 열차역 사이의 시간을 전기 적으로 자동공조화는 기계 특 허가 많았음. >> 상대성 이론 과의 유사성
수정 천구와 비균질적 공간
공간이 균질(homogeneous) 하고 등방적(isotropic)이라는 생각은 뉴턴 역학이 이룩한 지극히 근대적인 생각이다.
이는 물리학의 법칙이 우주 어느 곳에서나 동일하게 적용 된다는(‘초기 조건’의 차이를 제외하면) 사실을 함축하며 실 험결과의 공유의 근거가 된다.
이는 서양의 수정천구의 우주 관이나 동양의 풍수지리설의 공간론과 다르다.
특수 상대성 이론의 문제의식
1905년(‘기적의 해’)에 <움직이 는 물체의 전기역학에 관하여>
라는 논문 완성.
아인슈타인의 문제의식은 시간 과 공간에 대한 추상적 문제의 식보다는 전하를 가진 움직이 는 물체의 운동을 뉴턴역학과 맥스웰의 전기역학에 정합적으 로 기술하는 구체적 문제에 관 심이 있었다.
시간과 공간에 대한 개념을 바 꾸는 것이 핵심임을 깨달음.
민코프스키 시공간의 도입
취리히 연방공과대학 시절 스 승이었던 수학자 민코프스키 에 의해 현재 우리에게 익숙 한 4차원 시공간의 형태로 특 수 상대성 이론이 해석됨.
맥스웰의 이론과 마이켈슨-몰 리 실험 사이의 불일치는 빛 의 운동에 대해서는 다른 설 명이 필요함을 시사함. (하지 만 아인슈타인은 이 실험결과 보다는 자신의 사고실험을 바 탕으로 당시 ‘전자 이론’의 대 안을 찾기 위해 노력함.)
갈릴레오 상대성의 일반화
갈릴레오 상대성: 갈릴레오는 1632년 출간한 <대화>에서 매 우 부드럽게 움직이는 배의 선 실에 있는 사람이 자신이 움직 이고 있다는 사실을 창밖을 바 라보지 않고 알아낼 수 없으리 라는 점을 들어 등속 운동의 상 대성을 주장했다.
아인슈타인은 갈릴레오의 상대 성이 맥스웰의 전자기학에서 만족되지 않는다는 점에 주목 하고 이를 만족시키기 위해서 는 ‘동시성’을 새롭게 이해할 필요가 있다고 판단함.
