물리학이란 무엇을 연구하는 학문인가?

물리학은 자연현상을 이해하고 일반화 시키는 학문입니다. 물리학은 실험적인 관측과 정량적인 측정에 기초를 두고 있습니다. 물리학은 실험 물리학과 이론 물리학으로 구분할 수도 있는데 아인슈타인의 표현을 빌리면 “이론이란 무엇이 관측 가능한가?”를 연구하는 분야입니다.
다시 말해서 물리학이란 자연현상을 지배하는 일반적인 법칙과 원리를 찾아내고 우리 주변의 현상에 적용하여 미래를 예측할 수 있는 이론을 개발하고 실험으로 구현하는 학문입니다.

무엇을 배울 것인가?

물리학은 고전 물리학과 현대 물리학으로 나누어집니다. 고전 물리학은 양자론을 제외한 1900년 이전에 밝혀진 역학, 전자기학, 열역학, 유체역학, 광학 등과 같은 분야와 폭넓은 의미에서는 특수상대성 이론을 포함합니다. 고전 물리학을 완성한 중심인물에는 자연철학의 수학적 원리를 통해 심오한 통찰력을 보여주고 힘과 운동에 관한 역학 체계를 만든 ‘아이작 뉴턴’, 전기와 자기 현상을 통합하여 전자기학을 완성하여 현대 통신 및 정보 문명의 초석을 만든 ‘마이클 패러데이’와 ‘제임스 클락 맥스웰’ 입니다.

현대 물리학은 20세기에 태동한 상대성 이론과 양자론을 기반으로 한 학문 분야입니다. 아인슈타인의 상대성 이론은 빛에 관한 연구에서 시작하여 시간과 공간에 대한 개념을 완전히 바꾸어 놓았으며 거시 세계인 우주를 이해할 수 있는 기반을 만들었습니다. 막스 플랑크의 흑체복사 연구에서 시작한 양자론은 아인슈타인의 ‘빛의 이중성’과 만나 발전하고 닐스 보어에 의해 체계화 되었으며 하이젠베르크와 슈뢰딩거가 이론적 체계를 완성하였습니다.

이 책 [ 혼자 공부하는 대학물리학 2 ]와 함께 물리학을 공부하여, 물리학 분야의 최종 목표인 자연의 원리와 법칙을 탐구하는데 도움이 되었으면 좋겠습니다.