아인스타인의 상대성(相對性) 원리(原理), 시간(時間) 공간(空間) 급(及) 만유인력(萬有引力) 등(等) 관념(觀念)의 근본적(根本的) 개조(改造)

아인스타인의 상대성(相對性) 원리(原理), 시간(時間) 공간(空間) 급(及) 만유인력(萬有引力) 등(等) 관념(觀念)의 근본적(根本的) 개조경서학인(改造京西學人)

세계대전(世界大戰) 이후에 세목(世目)을 용동(聳動)하던 「아인스타인」의 상대성(相對性) 원리(原理)는 동씨(同氏)의 동양(東洋) 내방(來訪)으로 그 유행의 절정에 달하였다가 기후(其後)에 모든 다른 유행과 마찬가지로 쇠퇴(衰退)하고 말았으나 씨(氏)의 발견한 진리는 허다(許多)의 과학적(科學的) 발견(發見)과 함께 후대까지 남을 것은 의심 없는 사실이다.

그러면 상대성(相對性) 원리(原理)란 과연 무엇을 포함한 것인가. 그 수학적(數學的) 난관(難關)과 인식학적(認識學的) 신기(新奇)로 인하여 보통 난해의 일어(一語)로 장(葬)하고 마는 일이 많으니 세계에서 이를 완전히 이해하는 이가 12인(人)에 불과하다는 「신화(神話)」까지 발생된지라, 그러나 이제 우리 보통인(普通人)의 상식의 허(虛)하는 범위위내(範圍圍內)에서 이에 대한 개념이라도 얻을 수가 아주 없을 것은 아니라.

절대표준점(絶對標準点)?

운동(運動)이 상대적이라 하는 이론(理論)은 단순한 실례(實例)를 들어 알 수 있나니 가령 정차장(停車場)에서 두 기차가 정지하였다가 인저 남행(南行)이 먼저 떠난다 하면 북행차(北行車)에 있는 이는 남행(南行)이 가는 것 같고 남행차(南行車)에 있는 이는 북행차(北行車)가 떠나는 것 같은 것은 우리가 통상 경험하는 바라. 또 우리가 육안(肉眼)으로 볼 때에 일월성신(日月星辰)이 우리를 둘어 매일 천상(天上)을 일주한다 하나 천문학상(天文學上)으로 보면 지구(地球)가 자전(自轉)하는 것이니 지상(地上)의 인(人)을 표준하면 일월성신(日月星辰)이 동(動)한 것이요 일월상(日月上)의 관찰자로서 표준하면 지구(地球)가 전(轉)한 것이라 기(其) 상대성(相對性)을 의심할 수 없도다. 그러하나 우리의 이성(理性)은 다시 말하기를 부연(不然)이라. 기(其) 상대적(相對的)이라 함은 이론(理論)뿐이요 실지에 있어서는 남행차(南行車)가 절대적(絶對的)으로 동(動)한 것이요 지구가 절대적으로 전(轉)한 것이니 차에 요동하는 것으로 전자(前者)를 증(證)하고 천문학상(天文學上) 관찰로 후자(後者)를 증(證)할 수 있다 할 ²ƒ이라. 그러면 운동은 전혀 상대적이라 함은 일종의 궤변(詭辯)이요 기(其) 실(實)은 절대의 운동이 있는 것이라고 주장할 수 있지 아니한가. 이것이 과거 수세기간(數世紀間) 과학자(科學者)의 머리를 썩인 문제라.

이제 절대의 운동(運動)이 있고저 하면 절대의 정지가(즉 절대운동(絶對運動)의 표준점이 될 만한)있어야 할 것이라. 만약 우주지일우(宇宙之一隅)에 절대 정지의 일점이 있다 하면 우리는 그 점을 기준 삼아 ª¨든 운동(運動)의 절대적(絶對的) 속도(速度) 급(及) 방향(方向)을 정할 수 있을 것이라.＜50＞

에테르의 말살(抹殺)

전자(前者)의 남행기차(南行汽車)는 물론 지구(地球)를 표준으로 할 때에는 절대운동이라 할 것이나 지구(地球)를 표원(標源)으로 하지 아니하고 가령 태양(太陽)을 표준으로 한다 하면 남행차(南行車)가 일시간(一時間) 40영리(英里)의 속도로 남행(南行)한다 함이 아무 의미(意味)가 없는 것을 유아(幼兒)라도 해득(解得)할 수 있지 아니한가. 즉 지구(地球)가 1시간 기만리(幾萬里)의 속도로 자전(自轉)하고 또 공전(公轉)하니 태양(太陽)에서 볼 때에는 그 기차의 움즉이는 방향과 속도가 판이(判異)할 것이라.

일보(一步)를 진(進)하면 태양(太陽) 그 물건도 항성(恒星)의 세계를 표준으로 하면 비상한 속도로 질주하는 것이 천문학상(天文學上)의 사실인즉 태양(太陽)도 운동(運動)의 절대(絶對) 표준(標準)이 못되는 것이라. 항성(恒星)의 세계 역시 변천이 있을찌도 모름으로 과학자(科學者)는 절대(絶對) 정지(靜止)의 「공간(空間)」이란 물건을 발명하고 기(其) 중(中)에 「에테르」라는 것이 편만(遍滿)하였다고 설명하였드니 「에테르」는 만물(萬物)의 내심까지 침투하고 만물의 요동(搖動)에 불구하고 절대(絶對) 정지(靜止) 절대(絶對) 평균질도(平均質度)의 물체인 동시에 광선의 파(波)가 횡파(橫波)를 지어 전파(傳播)되는 일종의 괴물이 된지라.

이 「에테르」는 과학자(科學者)가 자기의 편리(便利)를 위하여 발명한 물건이라 공간(空間)에 실재(實在)하고 아니 함은 물을 바 아니러니 이것이 절대(絶對) 정지(靜止)의 표준물이 되고 아니 됨을 검토함에 이르러 마침내 낙제(落第)됨을 면ㅎ지 못하였도다.

그 전말(顚末)은 다음과 같더라. 광선(光線)이 공간(空間)에 전파되는 속도가 유한(有限)하고 불변한 것은 이미 과학계(科學界) 주지(周知)의 사실이었으니 곳 매초(每秒) 약 30만(萬)킬로메터의 속도라. 인저 만일 「에테르」가 정지(靜止) 부동(不動)이라 하면 지구(地球)는 그 「에테르」 속에서 약간의 절대운동을 하고 있을 것인즉 지구상(地球上)에서 그 절대운동(絶對運動)의 방향으로 광(光)을 보낼 때와 그 운동(運動)과 수직(垂直)되는 방향으로 보낼 때의 광속(光速)이 차이가 있을 것이라. 즉 지구(地球)가 전진(前進)하는 방향으로 보낸 광(光)은 속도가 광속(光速)+지구속도(地球速度)로 증가될 것이요. 그와 수직(垂直)으로 된 광(光)은 광속(光速)뿐으로 전자(前者)보다 늘일 것이라. 과연 그러한가 아니한가를 시험하기 위하여 1881년에 미국인(美國人) 「마이켈슨」「몰레」 두 사람이 광선간섭기(光線干涉器)(설명략(說明畧)-원문)로 실험한 결과 조곰도 그런 사실이 없다고 하는 놀랄만한 결과를 얻은지라. 이 결과를 설명하기 위하여 「로렌츠」는 운동물체(運動物體)가 운동(運動)의 방향에 대하여는 얼마쯤 단축(短縮)이 된다는 학설을 주장함에 이르렀으니 씨(氏)는 아직까지도 「에테르」의 정지상태(靜止狀態)에 대한 지구(地球)의 절대운동(絶對運動)을 승인함으로 이런 해석을 부득이(不得已)하게 된 것이라.

「아인스타인」은 이 이론(理論)을 재검토한 결과 대담히도 「에테르」 그 물건을 말살(抹殺)하여 절대 정지의 표준이란 것을 없이하고＜51＞ 딸아서 절대운동(絶對運動)이란 절무(絶無)하다. 모든 운동은 상대적이라는 단안(斷案)을 나리었더라. 이 단안(斷案)을 학술적(學術的) 용어(用語)로 나타낼 때에는

일(一). 서로 등속운동(等速運動)을 하는 관측자(觀測者)에 대하여는 자연법칙(自然法則)은 다 같은 형(形)으로 나타난다.(상대성원리(相對性原理))

이(二). 광(光)의 속도는 어느 관측자(觀測者)에게나 일정하다.(광속부변(光速不變)의 원리(原理))

의 두 가지로 되는 것이라.

(제일(第一)의 상대성원리(相對性原理)의 뜻은 가령 여긔 2물체가 있어서 서로 등속운동(等速運動)을 한다 하면 갑(甲)에서 관찰(觀察)할 때는 을(乙)이 동(動)하는 것 같고 을(乙)에서 관찰(觀察)하면 갑(甲)이 동(動)하는 것 같아서 어느 것이 표준이라 할 수 없거니와 만일 갑(甲)에서 나타나는 자연법칙(自然法則)과 을(乙)에서 나타나는 자연법칙(自然法則)이 상이(相異)하다 하면 갑을(甲乙) 중 일(一)이 표준체(標準體)요 타(他)는 운동체(運動體)라고 추단(推斷)할 수 있을 것이나 인저 상대성원리(相對性原理)는 양자(兩者)간의 자연법칙(自然法則)이 동일한 것을 언명(言明)하였으니 어느 것을 표준이라 할 수 없고 갑을(甲乙)이 다 동(動)한다 할 수 있으니 즉 운동(運動)은(적어도 등속운동(等速運動)) 상대적(相對的)임을 알 수 있다 함이라)

인력(引力)의 신해석(新解釋)

이상 원리(原理)에 특히 등속운동(等速運動)에만 한한 것은 그것이 상대성(相對性)임을 증(證)하기 쉽은 녹고(綠故)요. 「아인스타인」은 경진일보(更進一步)하여 가속운동(加速運動)에도 상대성원리(相對性原理)를 부연(溥衍)하였는지라.