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<아인슈타인의 시계, 푸앵카레의 지도>

 

이 책의 주제는 시간 좌표화입니다.

시간 좌표화에 대한 열망과 요구가 강렬하게 분출되던 당시에 아인슈타인은 어떻게 상대성 이론의 아이디어에 도달할 수 있었을까요?

이 책의 저자 피터 갤리슨은 단지 추상적인 사고 실험만으로 시간과 공간의 상대성과 동시성을 파악한 게 아니라 시계좌표화를 향한 당시의 기술과 과학과 철학의 복잡한 상호관계 속에서 아인슈타인의 공간과 시간, 상대성이론이 숙성했음을 과학사적 방법론으로 서술하고 있습니다.

책 내용과 서술방식이 쉽지 않습니다. 먼저 역자인

김재영교수님의 후기 내용부터 보시죠.

 

옮긴이의 글

 

움직이는 물체들의 전기동역학에 관한 것

우리는 오랫동안 시간은 과거에서 현재를 거쳐 미래를 향해 똑같은 빠르기로 흘러간다고 믿어왔다. 시간에 관한 통념은 동서양을 막론하고 보편적으로 퍼져 있다.

이 보편적인 믿음이 옳지 않음을 주장하는 것이 아인슈타인의 상대성이론이다. 이곳의 시간과 저곳의 시간이 같은지 다른지 알기 위해서는 시간을 관측해야 한다. 그런데 시간을 측정하는 시계의 기준을 빛을 이용하여 정하고 나면, 이곳의 시간과 저곳의 시간이 다를 뿐 아니라 움직이는 관측자의 동시와 멈춰있는 관측자의 동시가 전혀 일치하지 않는다는 결론을 얻게 된다. 특허국 직원이었던 아인슈타인은 어떻게 그렇게 혁명적인 사유를 펼칠 수 있었나? 과학사학자들의 궁금증이었다.

갤리슨은 아인슈타인을 현실적 문제 해결력을 갖춘 특허심사관, 과학기술자로 그려내는 데 성공했다.

시계 동기화에 과한 특허 신청서들과 7년간 씨름하면서

1905년 5월 15일 아인슈타인은 베소에게 시간은 절대적인 방식으로 정의 될 수 없으며 시간과 신호의 속도 사이에는 분리할 수 없는 관계가 있다고 말했다.

 

푸앙카레도 현실의 문제에 깊이 발을 담그고 있는 훌륭한 학자였다.

갤리슨에 따르면 이론과 실험 중 어느 쪽이 더 우위에 있는가와 관련된 과학 철학적 논의의 ‘핵심 은유’는 과학사학이 제시하는 서사구조와 밀접하게 관련되어 있다. 과학발전의 모형은 논리 실증주의 모형과 반실증주의 운동의 모형으로 대별되는데, 두 모형에 대응되는 역사서술이 있다는 것이다.

갤리슨은 ‘관찰적 토대’로부터 쌓아 올라가는 실증주의적 모형이나 이론적인 ‘패러다임, 개념틀, 단단한 핵심’으로부터 내려가는 반실증주의적 모형 모두가 공통점을 지니고 있다고 지적한다. 갤리슨의 비판적 대안은 ‘포스트 모던’ 모형이다.

이 새로운 관점은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 이론을 더 넓은 개념사의 맥락에서 살피듯이, 실험 역시 장치의 역사, 산업의 역사, 더 넓은 물질적 문화의 역사의 영역에서 살펴야 한다. 둘째, 실험과 이론 사이의 보편적으로 고정된 계층적 관계가 있다는 확인되지 않은 가정을 피해야 한다. 셋째, 실험 자체의 수준은 관찰이라는 단일한 범주 대신 실험하기와 장치 만들기의 두 범주로 나누어야 한다. 이 새로운 모형에서는 실험하기와 장치 만들기와 이론의 세 층이 서로 얼기설기 얽혀서 벽돌담처럼 어긋나게 구성되어 있다.

갤리슨의 주장을 한마디로 요약하면

실험하기/ 이론 만들기/ 장치 만들기의 세 층을 대등하게 바라봄으로써 실험실의 역사를 우상숭배도 아니고 성장파괴주의도 아닌 그 자체로 살필 수 있어야 하며 그 동안의 이론의 역사로부터 과학 활동을 이해할 수 있었던 깊이만큼의 실험하기의 역사가 필요하다는 것이다.

갤리슨은 이러한 핵심 은유를 기반으로 실험하기와 장치만들기와 이론 사이의 복잡한 상호작용을 연구하고 있다.

갤리슨은 중세의 연금술과 점성술 사이의 관계를 빗대어 다음과 같이 말한다.

“ 전자기적으로 조절되는 시계 네트워크 속에서 우리는 제국과 형이상학과 시민사회의 이미지를 올려다본다. 시간과 공간과 동시성에 관한 아인슈타인과 푸앵카레의 절차적 개념의 철학 속에서 우리는 베른 특허국과 파리 경도국을 통해 지나는 전선과 기어와 펄스를 내려다본다. 우리는 기계 속에서 형이상학을 찾아내며 형이상학 속에서 기계를 찾아낸다.”

갤리슨은 시계와 지도로 은유되는 아인슈타인과 푸앵카레의 전기로 맞춘 시간을 통해 열차와 배와 전신이라는 광범위한 근대 기술의 하부구조와 실용주의와 규약에 의해 정의된 시간이 만나는 모습을 멋지게 그려낸다. 기술적인 시간과 형이상학적인 시간과 철학적인 시간이 아인슈타인과 푸앵카레의 전기적으로 맞추어진 시계에서 만난 것이다. <아인슈타인의 시계, 푸앵카레의 지도> 중에서

 

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