뉴턴역학을 이해 못한 분들은 상대론을 이해하기 힘들고 상대론을 이해못한 분들은
양자역학을 이해하기 힘든데 따라서 상대론이 이해가 안되는 분들은 뉴턴역학부터 먼저 이해하셔야 해요.
왜냐하면 물리 이론이 현상을 설명하는 방법 자체가 현상적인 법칙을 통해 설명하기 때문입니다.
먼저 뉴턴역학이 뉴턴의 3법칙으로 설명되며, 상대론은 그런 뉴턴역학에 빛의 절대속도란 광속불변의 법칙을 추가하여
현상을 설명했고, 또 양자역학은 상대론에서 변화가 불연속(양자적)이란 현상을 추가해서 설명되는 이론이기 때문입니다.
즉, 단계적으로 설명된다는 겁니다. 결국 새로운 이론이란 새로운 공리가 있어야 생겨날 수 있는 것이기도 하고요.
수학은 약속이고 물리는 현상입니다. 따라서 물리학의 새로운 이론의 공리란 현상에 근거해야하는게 당연한것이고 말이죠.
각각의 이론은 그 법칙(공리)체계 안에서는 수학적으로 또는 논리적으로 오류가 없어요.
공리가 정해지면 그 공리에 따른 논리전개는 어려운게 아니기 때문입니다. 수학에서 공리로 정리들이 완성 되는 것처럼 말이죠.
일단 뉴턴의 이론이 그 공리체계내에서 옳다고 할 때 광속불변의 법칙이 추가되면 상대론이 등장하게 됩니다.
즉, 빛의 속도가 불변이 되어버리면 대칭성을 지키기 위해서 기존에 불변이라 생각했던 것 중에 하나가 가변적이 되어야합니다.
그게 바로 상대론적 길이수축이죠. 길이란것이 불변에서 가변이 된겁니다. 그런데 양자역학적으로 연속인 운동이 불가하다면
시간이 불변이 됩니다. 시간과 빛속도가 모두 불변이 되어버리면 길이수축은 이미 가변적이고 따라서 그외의 것들중 하나가
가변적이게 되어야 한다는거죠. 즉, 질량이 불변에서 가변적이게 된다는 겁니다. 질량의 상대성이죠.
시간이 같은 상황에서 기준에 따라 질량이 가변적(상대적)이게 된다는 것이죠.
결국 물리학의 이론은 옳은 현상적 공리를 계속 추가해서 발전해왔던 겁니다.
상대론이나 제가 설명한 양자역학이 이론적으로 틀렸다고 말하는 것은 스스로의 무지를 보여줄 뿐인 것이고요.
변화가 연속일 경우 빛의 절대속도는 매우 이상한 현상입니다.
보통의 사람들은 이상한 일이 발생하면 왜 그런 일이 발생했는지 궁금해하죠. 하지만 보통의 사람들은 당연한 것처럼 보이는 일에는
호기심을 갖지 않습니다. 하지만 과학자로 이름을 남긴 인물들은 보통의 사람들이 관심을 가지지 않고 당연하게 여기는 부분에까지
호기심을 가졌던 경우가 많았습니다. 호기심이란 결국 왜를 묻는 행위이죠. 그런데 그 현상에 대해서 설명할 책임을 가지고 있는
물리학자들은 왜 빛이 절대속도인지조차 생각하려 하지 않았습니다. 자연이 그러하니 왜 그런지 생각할 필요가 없다는 견해도
있고 말이죠. 그러나 옳은 자세란 자연(현상)이 그러하다면 받아들이기 싫어도 받아들여야 하는 것이지 왜인지 궁금해 할 필요가 없다는 것은
아닐겁니다. 그리고 결국 빛이 절대속도인 이유는 미시나 거시의 구분이 따로 필요없이 입자나 질량체의 변화가 불연속이기 때문입니다.
일단 속도에는 상대속도와 절대속도가 있습니다. 광속이 절대속도라는 것이 밝혀지기 전까지 광속도 상대속도를 가지는 것으로 생각되었죠.
사실 광속이 상대속도여야 한다는 것은 매우 당연한 생각일 수 있습니다. 제 속도가 10m/s이고 당신의 속도가 20m/s라면 제 기준으로 당신의
상대속도는 10m/s인게 당연하듯이 말이죠. 하지만 빛의 속도는 당신에게나 저에게나 똑같습니다. 심지어 당신의 속도가 29만km/s라고 해도
당신이 관측한 빛의 속도는, 10m/s로 이동하는 제가 관측한 빛의 속도와 같다는 거죠. 그런데 이런 빛의 절대속도가 정말 이상한 현상일까요?
사실 그렇지가 않습니다. 빛의 절대속도가 이상하다고 느끼는 이유는 변화가 연속이어야 한다는 인간의 고정관념 때문입니다.
즉, 빛의 절대속도가 이상한게 아니라 인간의 변화가 연속이어야 한다는 그 고정관념이 이상한겁니다.
변화가 불연속이면 빛의 절대속도는 매우 당연한 현상이 되고 말이죠.
예를 들어 어떤 물체가 120분의 1초당 1cm씩 불연속 변위할 때 그와 동시에 다른 물체가 2cm씩 불연속 변위한다고 해보죠.
변화가 불연속인 것을 느끼지 못할 경우 인간이 보기엔 마치 두 물체의 속도가 다른 것처럼 보일 겁니다.
하지만 매 순간 두 물체는 정지해 있을 뿐입니다. 실질적인 예로는 디지털 영상이 있습니다. 또 디지털 게임의 캐릭터들을 변위를 생각해보세요.
결국 변화가 연속일 경우 빛의 절대속도는 매우 이해하기 힘든 현상이 되지만 변화가 불연속일 경우 빛의 절대속도가 매우 자연스러운 현상이 된다면
변화가 불연속인 것이 현상적으로 옳다는 것이죠. 결국 양자역학을 물리학자들이 이해하지 못하는 것은 광속이 왜 절대속도인지를 이해하지 못했기
때문입니다. 마지막으로 다시 반복하자면 옳은 자세란 자연(현상)이 그러하다면 받아들이기 싫어도 받아들여야 하는 것이지 왜인지 궁금해 할 필요가
없는게 아닙니다.
입자물리학자들이 사용하는 질량은 어떤한 관성계에서도 값이 변하지 않는 불변인 양이라고 한다. 가변하는 양이 아니다.
길이수축 등의 결과를 얻는 상대론적 운동학을 생각해보자. 운동학이란, 질량을 다루지 않는다고 한다.