상대성 이론을 아인슈타인이 직접 설명하는 것보다 더 잘 설명하는 길은 없을 것이다. 이 책에서 아인슈타인은 수학 공식을 최소한으로 이용해서 우리가 살고 있는 세계를 이해할 수 있도록 도와주는 이론의 기본 개념과 원리를 설명하고 있다. 이 책은 상대성 이론을 간단하면서도 알기 쉬운 방식으로 설명했다. 아인슈타인은 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론, 그리고 공간에 관한 자신의 관점을 소개한다.
상대성 이론에 관한 책이 많이 있지만 이 책은 여전히 가장 대중적이고 유용한 설명서이다. 상대성 이론이 어떤 것인지 관심은 있지만, 숫자와는 별로 친하지 않은 독자들에게 상대성 이론의 과학적인 부분을 개괄적으로 설명하는 것은 물론이고, 철학적인 면까지 고찰할 수 있도록 정확하게 설명하기 위해 아인슈타인이 직접 쓴 책이다. 한 장 한 장 넘기기 전에 깊게 생각하게 만든다. 이 책은 복잡하고 어려운 상대성 이론 교과서를 공부하기 전에 반드시 읽어야 하는 책이다. 물리학도가 아니더라고 시간과 공간에 대해 깊이 생각하는 지성인이라면 꼭 갖고 있어야 하는 책이다.
아인슈타인
알베르트 아인슈타인은 1879년 3월 14일 독일 울름(Ulm)에서 유대인 아버지와 독일인 어머니 사이에서 태어났다. 숙부의 영향으로 아인슈타인은 수학과 과학에 대해 관심을 갖게 되었고, 취리히의 연방공과대학에서 4년간 물리학과 수학에 몰두하게 된다.
1900년 아인슈타인은 베른에 있는 스위스 특허 사무소에서 심사관으로 일을 시작했다. 1905년 아인슈타인은 독일의 유명한 월간 학술지 ＜물리학 연보(Annalen der Physik)＞에 ＜분자 차원의 새로운 결정(A New Determination of Molecular Dimensions)＞이라는 논문을 발표했는데, 나중에 취리히 대학교에서 이 논문으로 박사학위를 받았다. 그해 아인슈타인은 ＜물리학 연보＞에 중요한 논문 4개를 더 발표했다. 브라운 운동 이론에 관한 ＜정지 액체 속에 떠 있는 작은 입자들의 운동에 대하여 (Uber die von der molekularki- netischen Theorie der Warme geforderte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten suspendierten Teilchen)＞, 빛을 파동으로서뿐 아니라 입자 성질을 갖는 광자로 가정해 광전 효과를 설명한 ＜빛의 발생과 변화에 관련된 발견에 도움이 되는 견해에 대하여(Uber einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Ge- sichtspunkt)＞, 특수 상대성 이론을 소개한 ＜운동하는 물체의 전기역학에 대하여(Zur Elektrodynamik bewegter Korper)＞, 질량과 에너지가 같다는 사실을 확립한 ＜물체의 관성은 에너지 함량에 의존하는가(Ist die Tragheit eines Korpers von seinem Energieinhalt abhangig)＞.
1916년에는 ＜물리학 연보＞에 ＜일반 상대성 이론의 기초(Die Grundlagen der allgemeinen Relativitatstheorie)＞를 발표한다. 이로 인해 아인슈타인은 천재적인 과학자로서 국제적인 명성을 얻게 되고, 1921년 상하이에서 “당신의 광전법칙과 이론물리학 분야에서의 업적으로 노벨 물리학상을 받게 되었다”는 국제전보를 받는다.
아인슈타인은 전자로부터 행성까지 우주 안에 있는 모든 것의 작용을 지배하는 일반 법칙을 발견하려는 노력을 중단하지 않았다. 그는 단일한 방정식이나 공식들을 물질과 에너지의 보편적 속성들과 연관시키려고 했는데 이는 나중에 통일장 이론으로 불리게 된다.
1933년 독일에서 히틀러가 집권하자 아인슈타인은 독일 시민권을 포기하고 미국으로 떠났으며, 1955년 4월 18일 프린스턴 병원에서 잠을 자다가 숨을 거두었다.
장헌영
장헌영은 연세대학교 천문학과를 졸업한 후, 영국 케임브리지(Cambridge) 대학교에서 태양 내부 구조에 관한 연구로 박사학위를 받았다. 귀국 후 삼성항공 항공우주연구소 선임연구원, 고등과학원 조교수로 있었고 현재 경북대학교 천문대기과학과 교수로 재직 중이다. 태양 및 우주 환경, 감마선 폭발체, 미시 중력 렌즈 현상, 블랙홀과 관련된 고에너지 천체물리학 현상 등을 연구하고 있다. 역서로는 ≪갈릴레이의 천문노트: 시데레우스 눈치우스≫, ≪망원경으로 떠나는 4백 년의 여행≫ 등이 있다.
해설
지은이에 대해
서문
15번째 개정판의 노트
1부 특수 상대성 이론
1. 기하학 명제의 물리적 의미
2. 좌표계
3. 고전 역학에서의 공간과 시간
4. 갈릴레이 좌표계
5. 제한된 의미의 상대성 원리
6. 고전 역학에서 사용하는 속도의
합에 관한 정리
7. 상대성 원리와 빛의 전파의 법칙
사이에 있는 명백한 불일치성
8. 물리학에서 시간에 대한 개념
9. 동시성의 상대성
10. 거리 개념에 대한 상대성
11. 로렌츠 변환
12. 움직이고 있는 측정자와 시계의 특성
13. 속도 합에 관한 정리, 피조의 실험
14. 상대성 이론의 자기 발견적 가치
15. 상대성 이론의 일반적인 결과들
16. 경험과 특수 상대성 이론
17. 민코프스키의 4차원 공간
2부 일반 상대성 이론
18. 특수 상대성 원리와 일반 상대성 원리
19. 중력장
20. 상대성 이론의 일반적 가정을 위한 논의로서 관성 질량과 중력 질량의 등가성
21. 특수 상대성 이론과 고전 역학의 기초가 불만족스러운이유
22. 일반 상대성 원리로부터의 몇 가지 추론
23. 회전하는 좌표계에서 측정자와 시계의 행동
24. 유클리드 연속체와 비유클리드 연속체
25. 가우스 좌표계
26. 유클리드 연속체인 특수 상대성 이론의 시공간 연속체
27. 유클리드 연속체가 아닌 일반 상대성 이론의 시공간 연속체
28. 일반 상대성 원리의 정확한 수식화
29. 일반 상대성 원리에 근거한 중력의 문제에 대한 해답
3부 우주에 관한 전체적인 고찰
30. 뉴턴 이론이 갖는 우주론적 문제
31. '유한'하지만 '경계가 없는' 우주의 가능성
32. 일반 상대성 이론에서 본 우주의 구조
부록
1. 로렌츠 변환의 유도(11장의 보충)
2. 민코프스키의 4차원 공간('세계')
(17장의 보충)
3. 일반 상대성 이론을 증명한 실험
4. 우주의 구조(32장의 보충)
5. 상대성 이론과 공간의 문제
옮긴이에 대해
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