상대성 이론을 제창한 사람은 누구인가요?
알베르트 아인슈타인
알베르트 아인슈타인(, , 1879년 3월 14일 ~ 1955년 4월 18일)은 독일 태생의 스위스와 미국의 이론물리학자이다. 그의 일반 상대성이론은 현대 물리학에 혁명적인 지대한 영향을 끼쳤다. 또한 1921년 광전효과에 관한 기여로 노벨 물리학상을 수상하였다.
양자역학
양자역학을 개발한 이들 중 한 명인 아인슈타인은 이 이론의 무작위성을 좋아하지 않았고, 양자역학의 현상인 도깨비 원격현상등을 강력히 부정하면서 "신은 주사위놀이를 하지 않는다"라고 말했다. 그는 양자역학의 근본에는 보다 깊은 국소적 숨은 변수 이론이 있을 거라고 주장했다. 아인슈타인은 양자역학에 대해 여러 가지 반박을 제시했는데, 그중 가장 유명한 것은 EPR 역설이라 불린다. 벨은 EPR 역설을 이용해, 조건법적 명확성()을 가정한 경우 양자역학과 국소적 이론 사이에 실험적으로 확인 가능한 차이가 있음을 증명했다. 실험을 통해서, 실제 세계는 조건법적으로 명확하지 않거나 비국소적이라는 것이 증명되었다. 천문학
르네상스 기간에 코페르니쿠스가 태양중심설을 제안했으며, 이는 갈릴레이와 케플러에 의해 좀 더 확장되고 발전되었다. 갈릴레이는 처음으로 천문학에 망원경을 도입하였다. 케플러는 마침내 행성들이 태양을 초점에 놓는 타원궤도를 공전하는 정확한 태양계 모형을 고안해 냈지만, 행성들이 타원 궤도를 그리는 근본적인 이유는 알지 못했다. 이는 마침내 뉴턴이 천체역학과 중력의 법칙을 발견함으로써 해결되었다. 뉴턴은 또한 새로운 방식의 반사 망원경을 고안하기도 했다. 특수상대론의 역사
에테르를 통과하는 운동을 감지하기 위한 모든 실험이 실패로 돌아가자 1892년 헨드릭 로런츠는 절대정지 에테르와 로런츠 변환에 기반한 에테르 이론을 발전시켰다. 앙리 푸앵카레는 1905년에 전자기학과 중력이론을 포함하는 일반적인 자연법칙으로서 상대성 원리를 제안하였다. 같은 해 알베르트 아인슈타인은 오늘날 우리가 특수 상대성 이론이라 부르는 이론을 발표하면서 로런츠 전자기학을 획기적으로 재해석하며 시간과 공간의 개념을 변화시켰고 에테르의 개념을 폐기하였다.
이는 일반 상대성 이론으로의 길을 열었으며, 헤르만 민코프스키의 후속 연구는 양자장론의 기초를 마련하였다. 조지프 존 톰슨
조지프 존 톰슨 경(, , FRS, 1856년 12월 18일~1940년 8월 30일)은 영국의 물리학자이며, 전자와 동위원소를 발견하였고 질량 분석계를 발명하였다. 그는 기체에 의한 전기 전도에 관한 실험적 연구, 전자를 발견한 것으로 1906년 노벨 물리학상을 수상하였다. 특수상대론의 역사
아브라함은 로런츠의 이론이 한 쪽에선 상대성 원리를 따르고 있지만 한 쪽에선 모든 힘의 전자기력 환원을 가정하고 있다는 것을 지적하였고 이를 비판하였다. 그는 두 가정이 양립할 수 없음을 보였는데, 로런츠의 수축된 전자 이론에선 물질의 안정성을 보장하기 위해선 비-전기적 힘이 필요하기 때문이다. 그러나, 아브라함의 강체 전자 이론에선 그러한 힘은 필요하지 않았다. 때문에, 아브라함의 이론의 핵심인 전자기학적 세계관이 올으냐 아니면 로런츠의 이론의 핵심인 상대론 원리가 옳으냐 하는 질문이 제기되었다. 상대성이론
아인슈타인은 상대성 이론에 대해 다음과 같이 언급한 바 있다. 수정 뉴턴 역학
수정 뉴턴 역학이 뉴턴 역학의 근사가 적용되는 구간에서 올바르다면, 상대성이론이 적용되는 속도가 빠른 상황에 맞는 일반화가 있어야 한다.(상대성이론은 은하적 거리 이내에서 매우 정확한것이 실험결과 밝혀진 이론이므로) 이스라엘의 물리학자 제이콥 베켄슈타인은 텐서-벡터-스칼라 중력을 발표하여 수정 뉴턴 역학을 일반화시켰다. 툴리오 레비치비타
1938년에 이탈리아 왕국의 파시즘 정권은 인종 차별 법을 통해, 유대인 출신의 모든 인물들을 교수직에서 강제로 해임하였다. 일자리와 모든 인맥을 상실한 레비치비타는 1941년 12월 29일에 로마에서 쓸쓸히 사망하였다. 레비치비타가 집필하던, 일반 상대성 이론에 대한 원고는 전후 1950년에 출판되었다. 현대물리학
아인슈타인은 1907년부터 등속도 운동만이 아니라 가속도 운동에도 적용될 수 있도록 특수 상대성 이론을 확장하는 연구를 시작하였다. 수년 간 끈질기게 연구하고 친구이자 수학자인 그로스만과의 협동 연구를 통해 마침내 1916년에 완전한 중력장 방정식을 발표하게 되었다. 우주 공간은 더 이상 유클리드 기하학에 의해 표현되지 않고 비유클리드 기하학에 의해 굽어진 공간으로 표현되었다. 일반 상대성 이론 논문에서 아인슈타인은 자신의 이론을 검증할 아래의 세 가지 증거를 제시하였다.아인슈타인은 첫째 증거와 관련하여 19세기에 이미 관측된 결과와 자신의 이론이 일치한다고 주장하였다. 둘째, 셋째 증거는 당시까지 관측된 바가 없었다. 상보성 (물리학)
양자물리의 기초를 만든 덴마크의 물리학자 닐스 보어는 이중성의 양립에 관한 이론을 정립하고 이를 상보성이라고 불렀다. 그의 개념에 의하면 양자현상은 상보적인 성질을 가진다. 즉, 입자 또는 파동으로 나타나는 이중성도 실험의 종류에 따라 하나의 성질로만 나타난다는 것이다. 각각의 에너지나 운동량의 변화를 조사하기 위한 실험에서는 입자의 성질이 나타나고 공간의 에너지 분포를 조사하기 위한 실험에서는 파동의 성질이 나타난다. 파동의 성질을 나타내는 빛과 입자의 성질을 나타내는 빛은 서로 보완하는 관계에 있어서 빛을 이해하기 위해서 두가지가 모두 필요하다. 길버트 뉴턴 루이스
길버트 뉴턴 루이스(Gilbert Newton Lewis, 1875년 10월 23일 ~ 1946년 3월 23일)는 미국의 물리화학자이다. 루이스에 의해 확립된 전자쌍 이론은 공유 결합의 이해와 산과 염기에 대한 정의의 확장에 큰 영향을 끼쳤다.  빛의 속력
맥스웰 방정식은 갈릴레이-뉴턴의 상대성원리를 만족하지 않았고 이는 물리학의 난제였다. 이 모순을 해결하기 위해 노력하던 중, 1905년 아인슈타인은 맥스웰의 전자기학 이론과 에테르에 대한 증거 부족에 동기부여를 받아 특수 상대성 이론을 정립했다. 특수상대성 이론은 불명확했던 전자기 이론들을 명확하게 하였다. 레너드 서스킨드
레너드 서스킨드(Leonard Susskind, 1940년 ~)는 스탠포드 대학교의 펠릭스 블로흐 이론물리학 교수이다. 주요 연구분야는 끈이론, 양자장론, 양자통계역학, 양자우주론이다. 미국국립과학학술원, 미국인문과학학술원의 회원이며 캐나다 페리미터 이론물리연구소의 겸임교수 이며 한국 고등과학원의 석좌교수 이다. 서스킨드는 난부 요이치로와 홀거 닐센과 함께 끈이론의 창시자 중 한 명으로 널리 알려져있으며 입자가 상대론적 끈의 들뜬 상태로 기술될 수 있다는 생각을 독립적으로 소개하였다. 또한 그는 2003년에 끈이론 풍경이라는 착상을 최초로 소개하였다. 1998년에 사쿠라이 상을 수상하였다. 볼프강 파울리
볼프강 에른스트 파울리는 1900년 4월 25일 빈에서 명망있는 유대인 집안의 화학자 볼프강 조셉 파울리(Wolfgang Joseph Pauli, 1869–1955)와 베르타 카밀라 슈츠 사이에서 태어났다. 그는 1918년 빈의 되블링어 김나지움()을 졸업하고 불과 두 달 후에 상대성 이론에 관한 그의 첫 번째 논문을 발표하였다. 군나르 노르드스트룀
군나르 노르드스트룀(, 1881–1923)은 핀란드의 이론물리학자다. 최초의 상대론적인 중력 이론을 발표하였고, 또한 칼루차-클레인 이론을 제창한 학자 가운데 하나이다. 또한, 일반 상대성 이론의 라이스너-노르드스트룀 계량을 발견하였다. 힘 (물리)
고전 고대의 철학자들은 정역학적이고 동역학적인 물체에 관한 힘에 대해 연구했고 단순 기계를 발명했지만, 사상가 아르키메데스와 아리스토텔레스의 힘에 대한 이해는 근본적인 오류가 있었다. 이러한 부분은 때때로 마찰력과 같은 명백하게 힘이 아닌 성분에 대해 불완전히 이해하거나 자연 운동에 대한 본질과 같은 것에 대한 불충분한 결과로 인해 나타난다. 이 근본적인 오류는 힘이 심지어 일정한 속도(등속도)로 운동하더라도 힘이 필요하다는 믿음이었다. 이전의 운동과 힘에 관한 오류의 대부분은 결국 아이작 뉴턴에 의해 수정되었다. 그의 수학적 통찰력으로 만들어진 뉴턴 운동 법칙은 거의 3백 년동안 이보다 더 뛰어난 법칙이 나오지 않았다. 20세기 초반에는 알버트 아인슈타인이 상대성 이론을 발표하면서 빛의 속도에 가까운 운동량을 가진 물체에 대한 제대로 된 힘의 움직임을 예측하고 중력은 관성으로 인해 생성된 힘이라는 통찰력을 가져다주었다. 시간
영국의 물리학자 폴 디랙(Paul Dirac, 1902~1984)은 전자가 빛에 속도에 가깝게 빨리 움직이면 슈뢰딩거 방정식으로는 부족하며, 상대론을 결합한 디락 방정식을 따라야 한다고 주장한다. 이렇게 나온 디락 방정식의 문제점은 양의 에너지 뿐만이 아니라 음의 에너지가 가능하다는 것이었다. 그러나 디락은 자신의 이론을 끝까지 포기하지 않았는데, 결국 1932년 미국의 물리학자 칼 앤더슨(Carl Anderson, 1905~1991)이 제로 우주에서 날아온 전자의 반입자(양전자)를 발견하게 됨으로써 이 이론은 참임이 밝혀졌다.  요한 게오르크 폰 졸트너
빛에 대한 중력의 효과에 대한 솔드너(Soldner)의 연구 즉 빛의 굴곡에 대한 그의 기술이있었으며, 
이후 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)은 1911년 태양의 영향을 제외하는 중력 굴곡 량에 대한 가치를 계산하고 발표하여 필리프 레나르트(Phillipp Lenard)가 아인슈타인이 솔드너(Soldner)의 결과를 모방 한 것이라고 비난했었다. 그러나 이에 대한 확인된바는 없다. 당시 아인슈타인은 솔드너의 작업을 진정으로 인식하지 못했을 수도 있고, 자신의 계산이 독립적이고 자유롭기 때문에 이전 연구에 대한 언급이없는 것으로 간주했을 수도 있었다. 아인슈타인의 이러한 1911년 계산은 중력에 대한 시간팽창의 아이디어에 기반을 두었다. 특수상대론의 역사
중력의 상대론적 이론을 구성하고자 했던 첫 번째 시도는 푸앵카레의 작업이었다(1905). 그는 뉴턴의 운동방정식을 로런츠-불변인 형태로 바꾸고자 노력하였다. 상대론적 중력법칙에는 많은 후보가 있었고 푸앵카레는 그 중 두가지를 고려하였다. 푸앵카레는 중력파의 속력이 빛의 속력보다 몇 배나 빠르다는 피에르 라플라스의 주장이 상대론적으로 타당하지 않음을 보였다. 즉, 상대론적 중력이론에선, 중력파의 속력이 빛의 속력과 같더라도 행성 궤도는 안정되어 있다. 푸앵카레의 모델과 비슷한 모델이 민코프스키(1907)와 조머펠트(1910)에 의해서도 연구되었다. 그러나 1912년 아브라함은 이들의 이론이 중력의 벡터 이론의 한 종류라는 것을 밝혔다. 이들의 모델의 근본적인 결점은 물질 주변에서 중력에너지가 음수값을 가질수도 있게 되는 것이었다. 이들 이론의 대안으로서 아브라함과 Gustav Mie 는 1913년에 중력의 "스칼라 이론"을 제안하였다. Gustav Mie 는 그의 중력 이론을 완성하지 않았던 반면, 아브라함은 끝내 중력 이론을 위해 로런츠-공변 개념을 포기하였고 때문에 상대론을 버리게 되었다.
이들 모델은 모두 동등성 원리를 위반하는데, 아인슈타인은 로런츠-공변과 동등성 원리를 동시에 만족하는 중력이론을 만드는 것은 불가능하다고 주장하였다.
그런데 군나르 노르드스트룀(1912-1913)은 그러한 모델을 만들었다. 이는 중력질량과 관성질량이 모두 중력퍼텐셜에 의존하게 만듬으로써 가능하였다.
노르드스트룀의 중력 이론은 굉장히 놀라운 결과였는데, 왜냐하면 곧 아인슈타인과 아드리안 포커르()에 의해 밝혀졌듯이 노르드스트룀의 이론에선 중력이 시공간의 곡률로서 완전히 기술되기 때문이다. 노르드스트룀의 이론에 모순은 없었지만, 아인슈타인의 관점에선 한 가지 근본적인 문제가 있었다. 일반적 공변성 이라는, 중요한 조건을 만족하지 않았던 것이다. 이들 "스칼라 이론"과는 다르게, 아인슈타인은 1911-1915년에 중력의 "텐서 이론", 곧 일반 상대성 이론을 개발하였다. 아인슈타인의 이론은 동등성 원리와 일반적 공변성 모두를 만족하는 것이었다. 일반 상대성 이론에서 광속도 일정과 로런츠 공변성은 국소적으로만 성립하는 성질이기 때문에, "특수상대론적" 중력이론을 만드려는 시도는 모두 중단되었다. 여러 중력 모델 중, 수성 원일점의 세차 운동에 대해 정확한 계산 결과를 주는 모델은 아인슈타인의 이론 뿐이었다. 아인슈타인의 중력 이론은 그 당시 여러 중력 모델 중, 태양 주위의 빛의 굴절에 대해서 정확한 계산 결과를 주는 유일한 모델이기도 하였다. 질량
17세기 네덜란드의 물리학자 하위헌스는 물질의 동역학적인 측면에 있어서 폭넓은 탐구를 했다. 그는 지금까지 정성적으로만 논의되었던 원심력에 대해서 처음으로 정량적인 논의를 제시했다. 또한, 그는 충돌현상에 대해서도 체계적으로 탐구하여 데카르트의 충돌이론을 반박하고 후에 뉴턴역학과도 일치하는 두 물체의 충돌시의 속도와 질량과의 관계를 정량적으로 얻어냈다. 하위헌스의 이러한 일련의 연구들은 관성질량 개념의 성립에 있어서 중요한 기여를 했다.
그는 그의 저서 ("De vi cetnrifuga")에서 원운동을 하는 물체에 작용하는 힘과 물체의 변하지 않는 양(solid quantities)사이의 관계를 제시했다. 제임스 클러크 맥스웰
이 방정식 속에 구현된 맥스웰의 장이론은 19세기 전자기 이론을 마무리지었고, 이 이론은 20세기까지 영향력을 발휘하였다. 아인슈타인은 맥스웰 방정식에서 공간과 시간의 개념을 과감하게 혁신할 실마리를 찾았고, 그 다음에 맥스웰의 전자기장 이론을 따라 자신의 일반 상대성 이론을 만들었다. 현대에 와서는 양자장론이 입자 물리학의 기둥이 되었다. 허블-르메트레 법칙
그렇게 생각했던 사람들 중에 아인슈타인도 포함되었었다. 아인슈타인은 자신의 상대성이론을 수정해서 당시 천문학자들의 생각을 따랐다. 아인슈타인의 공간과 시간의 상대성은 우리들의 직관에 모순되기 때문에 우리들을 혼란스럽게 한다. 1905년 프랑스의 수학자 앙리 푸앵카레가 독립적으로 공간-시간의 변환 법칙을 발견했지만 그는 그것을 물리적으로는 중요하지 않은 가정으로만 생각했다. 반면 아인슈타인은 그 법칙의 물리적 연관성을 이해하였다. 그런 연유로 그가 상대론의 발명자로 간주되는 것이다. 아인슈타인은 그때까지의 물리학이 확고한 기반으로 삼고 있었던 공간-시간의 동시성에 대한 개념을 포기했다. 그리고 많은 물리학자나 철학자들은 동시성에 관한 기존 개념을 포기함을 받아들이지 못해서 상대성이론에 결렬한 반대자가 되었던 것이다.
시공간의 개념을 설명하는 일반적인 방법은 왼쪽의 그림처럼 휘어지는 평면에 쇠구슬 같은 물체가 올려져 있는 경우를 상상하는 것이다. 쇠구슬의 무게로 인해 늘어가게 되는 평면- 그 현상이 바로 태양과 같이 무거운 물체 (쇠구슬)가 시공간(물질)에 미치는 효과와 비슷하다. 무엇보다도 아인슈타인의 상대성이론은 우주가 팽창하거나 수축해야한다는 주장을 담고 있다. 그러나 우주론 학자가 아니던 아인슈타인은 우주가 고정되어있고, 영원하다는 믿음을 그대로 인정했다. 외트뵈시 로란드
외트뵈시는 오늘날 특히 중력 질량과 관성 질량 (소위 약한 등가 원리)의 등가에 대한 연구, 그리고 지구의 표면에서의 중력의 기울기 등의 중력에 관련된 실험을 통해서 기억된다. 약한 등가 원리는 상대성 이론에 있어서 현저한 역할을 하며, 외트뵈시의 실험은 알베르트 아인슈타인이 1916년에 '일반 상대성 이론의 기초'라는 논문에서 언급되었다. 중력의 기울기의 측정은 석유 매장량의 위치와 같은 응용 지구물리학에서 매우 중요하다. 중력의 기울기에 있어서 CGS 단위는 외트뵈시에 대한 존경에 eotvos라 붙여졌다(기호로는 E를 사용한다). 1886년에서부터 그가 사망하기까지 그는 부다페스트 대학에서 연구하고 가르쳤고, 1950년 부다페스트 대학은 외트뵈시의 이름을 따서 외트뵈시 로란드 대학으로 개명하였다. 다세계 해석
다세계 해석은 양자역학의 토대가 확립되고 나서 30년 가량이 지난 1954년 휴 에버렛 3세가 창안하였다. 1957년 프리스턴 수학과 학생이었던 에버렛은 박사 논문 주제로 이 해석을 도입하였다. 1955년 에버렛은 프리스턴 대학교 명예 교수로 있던 물리학자 존 휠러를 자신의 박사 과정 지도 교수로 바꾼 뒤 세계의 파동 함수 이론이란 주제로 자신의 졸업 논문을 쓰기 시작한다. 1956년 1월에 그는 다세계 해석으로부터 유도된 수학적 결과를 정리하여 휠러에게 제출했다. 휠러는 에버렛의 논문을 매우 좋게 평가하여, 그 해 5월에 에버렛의 아이디어에 대한 호의적인 반응을 기대하고 코펜하겐에 있는 닐스 보어를 방문하였으나 결과는 좋지 않았다. 이에 존 휠러는 에버렛이 박사 학위 논문을 수정하기를 권고했다. 1957년 3월 에버렛은 이전의 논문을 수정한 박사 학위 논문을 제출하여 4월에 심사를 통과했고, 이 논문은 그해 7월 《현대 물리학 리뷰》()라는 학술지에 〈양자역학의 상대 상태 공식화〉란 제목으로 게재되었다 (원래 휴 에버렛이 양자 얽힘을 설명하기 위해 연관적 해석으로 제목을 지었으나 휠러는 상대 상태로 제목을 고치도록 하였다). 그러나 당시 에버렛의 논문은 커다란 호응을 얻지 못했다. 아서 스탠리 에딩턴
제1차 세계대전 당시 에딩턴은 왕립천문학회의 비서관직을 맡고 있었기 때문에 그는 빌럼 더 시터르로부터 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 관련된 일련의 편지들과 논문들을 가장 먼저 받은 사람이었다. 특수 상대성이론이 처음 나왔을 때에도 영국 과학자들은 이에 대해 거의 대부분 적대적이었던 반면, 에딩턴은 국제주의자이자 평화주의자였기 때문에 독일 물리학자가 제창한 논문을 읽어나가는데 거리낌이 없었고, 거기다 그는 일반 상대론이 기술되는데 쓰인 수학들도 이해할 수 있었다. 그는 곧 상대론을 열렬히 지지하게 되었다. 특수상대론의 역사
1908년에 아인슈타인은 특수 상대성 이론의 틀 안에서, 가속되고 있는 기준계까지 상대성 원리로 기술하고자 시도하였다. 그는 물체가 가속되고 있더라도 각각에 순간에서 그 물체가 마치 정지해있는 것처럼 되는 관성기준계를 정의할 수 있음을 밝혔다. 그런식으로 정의된 가속기준틀에 대해, 동시성을 정의하기 위해 광속도 불변의 법칙을 사용하는 것은 작은 국소지역에만 한정된다. 그러나 아인슈타인이 사용했던, 관성기준계에서 관성질량과 중력질량의 동등성과, 가속기준계와 균일한 중력장의 동등성을 말하는 동등성 원리는, 특수상대론의 한계를 초월하고 일반상대론의 정립으로 이어졌다. 갈릴레이 불변성
갈릴레이 불변성(Galilean invariance) 또는 갈릴레이 상대성(Galilean relativity)은 모든 관성 좌표계에서 운동의 법칙이 동일하다는 것을 기술한다. 갈릴레오 갈릴레이는 1632년 《천문대화》(Dialogue Concerning the Two Chief World Systems)라는 자신의 책에서 잔잔한 바다 위에서 일정한 속도로 여행하는 배의 예시를 들어 이 원리를 처음 설명하였다. 발터 카우프만
발터 카우프만(, 1871년 6월 5일 ~ 1947년 1월 1일)은 독일의 물리학자이다. 질량이 속도에 따라 변한다는 점을 최초로 실험으로 증명하여 유명하다. 이 실험으로 특수 상대성 이론을 포함한 현대물리학의 발전에 기여하였다. 알렉산드르 자몰롯치코프
알렉산드르 보리소비치 자몰롯치코프(, 1952년 9월 18일 ~ )는 러시아의 물리학자다. 끈 이론 및 응집물질물리학에 기여하였다. 2차원 등각 장론의 창시자 가운데 하나다. 등가원리
상대성 물리학에서 등가원리(equivalence principle)는 중력 질량과 관성 질량이 같음을 다루는 것과 연관된 몇가지 개념을 소개한다. 그리고 (지구와 같은)거대한 질량에 서 있을 때 국부적으로 느끼는 중력은 실제로비관성계(가속되는)의 관측자가 경험하는 가상의 힘과 같다고 아인슈타인은 주장한다. 중력 질량은 아이작 뉴턴의 만유인력의 법칙에 의해 힘을 작용하는 양이고, 관성 질량은 운동 제2법칙에 의해 정의되는 가속에 대한 저항이다. 이 둘이 선험적으로 같아야 할 이유는 없지만, 이들이 놀랍게도 아주 똑같은 값을 갖는다. 그 이유에 대해서 아인슈타인은 일반 상대성이론에서 이 둘을 완전히 같은 물리적 개념이라는 논리로 설명한다.
서로 다른 물체가 지상에서 똑같은 가속도로 떨어진다는 것을 가장 처음 보인 사람은 갈릴레오 갈릴레이이다. 갈릴레이는 중력에 의한 질량의 가속도 실험으로 물체가 가속되는 양은 질량의 양과는 상관없음을 보였다. 이 발견은 관성 질량과 중력 질량이 같다는 중력 이론을 이끌어냈다.
등가원리는 1907년에 아인슈타인에 의해서 확립되어 소개되었다. 그는 1g(g=9.81m/s²지구 표면에서의 표준적으로 사용되는 중력가속도)의 비율로 지구 중심 방향으로 향하는 물체의 가속도는 1g의 비율로 자유 공간으로 가속되는 로켓에서 관측되는 관성적으로 움직이는 물체의 가속도과 동등하다는 것을 관측하였다. 아인슈타인은 이를 통해
"우리는 [...] 중력장과 그와 상응하는 기준계의 가속도가 완벽히 물리적으로 동일함을 가정할 수 있다."(아인슈타인 1907)라고 주장하였다. 에두아르 헤르젠
1924년 그는 헨드릭 로런츠와 함께 에너지와 질량의 보고서를 출판하였다. 같은해, 그는 그의 유명한 저서인 아인슈타인의 상대성이론을 출판하였다. 툴리오 레비치비타
1915년~1917년 동안 레비치비타는 알베르트 아인슈타인과 서신을 주고받았으며, 이는 일반 상대성 이론의 개발에 영향을 끼쳤다. (혹자가 아인슈타인에게 “이탈리아에서 어떤 것들을 좋아하십니까?”라고 물었더니, 아인슈타인은 “스파게티와 레비치비타를 좋아합니다.”라고 답했다고 한다.) 게오르크 칸토어
게오르크 페르디난트 루트비히 필리프 칸토어( , 1845년 3월 3일~1918년 1월 6일)는 러시아에서 태어난 독일의 수학자이다. 무한 집합에 대한 연구로 현대 수학의 기반이 되는 기초적 집합론을 창시하였다. 웜홀
1907년 아인슈타인은 “관성력은 중력과 같다” 라는 것에 착안하여, 등가 원리라는 개념을 정립했다. 등가란 중력과 관성력이 “등가” 같은 가치라는 것이다. 이것을 확장시켜 아인슈타인은 1915년 일반상대성이론을 완성하였다. 이 이론은 질량과 관계된 중력에 의해 시공간의 휘어진다는 것을 설명하고 있다. 이 굽어진 공간에 대한 수학적인 이론으로 리만 기하학을 이용했다. 이 사실은 빛의 휘어짐이 그 증거가 될 수 있는데, 1919년 영국의 물리학자인 아서 에딩턴이 태양 주위의 공간이 굽어져 별빛의 휘어지는 현상을 관측을 통해 증명하였다.
일반 상대성이론의 가장 주목할 만한 점은 블랙홀을 이론적으로 예언하고 있다는 것이다. 블랙홀이란 강한 중력이 작용하고 있는 좁은 공간이 심하게 구부러져 빛이 다시 빠져나오지 못하는 지점을 뜻한다. 특수상대론의 역사
광속도 불변의 법칙을 사용하지 않고 로런츠 변환을 유도하려는 여러 시도들이 있었다. 예를 들어 Vladimir Ignatowski(1910) 는 a) 상대성 원리, b ) 공간의 균일성과 등방성, c) the requirement of reciprocity 를 이용해 로런츠 변환을 유도하였다. 그러나 Philipp Frank 과 Hermann Rothe 은 1911년에 Ignatowski 의 유도는 불완전하며 추가적인 가정을 필요로 한다고 주장하였다. 그들은 a) 로런츠 변환이 균일한 선형군을 이룬다는것, b) 기준계를 바꿀때, 상대 속력의 부호만 바뀐다는 것 c) 길이 수축은 오직 상대 속력에 의해서만 결정된다는 것 에 기반을 둔 계산을 직접 수행하였다. 그러나, 파울리와 밀러는 이러한 모델에선, 변환공식에서 불변되는 속력이 바로 빛의 속력이라는 것을 알아낼 수 없다는 것을 지적하였다. - 예를 들어, Ignatowski 는 빛의 속력을 설명하기 위해서 전기동역학에 의지해야만 했다. 때문에 파울리를 미롯한 여러 물리학자들은 로런츠 변환을 유도하는데 있어 두 가정이 모두 필요하다고 주장하였다. 그렇긴 하지만 오늘날에도 어떤 사람들은 광속도 불변의 법칙 없이 특수상대론을 유도하고자 시도하고 있다. 절대공간
아이작 뉴턴이 개념화한 것으로 물체와 독립적으로 존재하는 실체 및 그 실체들 사이의 공간적 관계 이므로 무한, 불변, 3차원의 "상자"라고 볼 수 있다. 뉴턴은 양동이 실험을 통해 절대 공간의 존재를 입증하고자 했다. 그러나 에른스트 마하에 의해 이 주장은 논박당했다. 이후 현대 물리학에서는 절대 공간의 존재를 인정하지 않고 있다. 지리학의 역사
아낙시만드로스 (기원전 610년 경 -기원전 545년 경)는 후대 그리스 작가들이 지리학의 진정한 창시자로 여기는 사람이었다. 그의 아이디어는 후대 학자들의 인용을 통해 확인할 수 있다. 아낙시만드로스는 해시계 침을 발명하여 이전보다 단순하고 효율적으로 그리스인들이 위도의 측정을 가능케 하였다. 또한 탈레스는 일식을 예측한 사람으로 인정받고 있다. 최초로 예술과 과학 의 방식으로 지리학을 바라보았던 그리스인들은 지도학, 철학, 문학, 수학을 통해서 지리학을 탐구했다. 누가 처음으로 지구가 구형이라고 했느냐에 관한 여러 주장이 있다. 파르메니데스나 피타고라스가 이 주장을 처음으로 한 것으로 보인다. 아낙사고라스는 식을 설명하면서 지구의 윤곽이 둥글다는 것을 보였다. 하지만 동시대의 많은 사람들이 그랬던 것처럼, 여전히 그는 지구는 편평한 원반이라고 믿었다. 고대에 지구의 반지름을 구한 사람에는 에라토스테네스가 꼽힌다. [6] 요하네스 케플러
요하네스 케플러(, 1571년 12월 27일 - 1630년 11월 15일)는 독일의 수학자, 천문학자, 점성술사이자 17세기 천문학 혁명의 핵심 인물이었다. 자신의 이름이 붙은 행성운동법칙으로 유명하며, 후대의 천문학자들은 그의 저작 《신천문학》, 《세계의 조화》, 《코페르니쿠스 천문학 개요》를 바탕으로 그 법칙을 성문화하였다. 또한 이 저작들은 아이작 뉴턴이 만유인력의 법칙을 확립하는 데 기초를 제공하였다. 상대론적 전자기학
1953년 Albert Einstein은 Cleveland Physics Societ에서 자기장 속에서 발생하는 기전력이 실은 전기장에 의한 것이라는 사실을 증명하고자 한 것이 특수상대성 이론을 만드는 데 가장 큰 도움을 주었다고 말하였다. 아인슈타인의 이 말은 전기력과 자기력은 상보적인 관계에 있다는 것을 일깨워주고 있다. 시간지연
정밀한 시간측정이 가능한 원자시계의 출현은 상대성 이론을 실험으로 증명하는데 큰 역할을 했다. 1971년 물리학자 헤이펠과 키팅의 상대성 이론 증명 실험에서 원자시계가 사용되었다. 실험은 총 3개의 동일한 원자시계를 사용하여, 하나는 지상 연구소에 두고 지구 동쪽으로 회전하는 제트 비행기와 서쪽으로 회전하는 제트비행기에 각각 하나씩 두어 세 원자시계의 시간을 비교하는 방식으로 진행 되었다. 실험 결과 지상 연구소의 시계를 기준으로 하여 동쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 59초 느리게, 서쪽으로 회전한 제트기의 시계는 10억분의 273초 더 빨리 흐른 것이 측정 되어 상대성 이론을 실험적으로 증명하는데 성공한 사례가 되었다. 알렉산드르 마르코비치 폴랴코프
알렉산드르 마르코비치 폴랴코프(, , 1945년 9월 27일 ~ )는 양자장론과 끈 이론에 큰 공헌을 한 이론물리학자이다. 아서 스탠리 에딩턴
에딩턴이 상대성 이론에 대한 강연을 진행하는 동안 관련 개념들을 일반인과 과학자의 언어로 모두 설명하는 그의 재주들이 알려지게 되었다. 그는 이 강연들을 종합하여 아인슈타인이 칭찬하기도 한 "상대성 이론의 수학적 이론"(1923)으로 집약했다. 밀도범함수 이론
엔리코 페르미가 기본적인 이론을 도입하였다. 월터 콘(Walter Kohn) 등이 이를 개량하고 발전시켰다.[1][2] 콘은 이 공로로 1998년 노벨 화학상을 수상하였다. 한스 크리스티안 외르스테드
한스 크리스티안 외르스테드(: 1777년 8월 14일 – 1851년 3월 9일)는 덴마크의 물리학자이자 화학자이다. 그는 19세기 후반에 후기 칸트 철학을 완성하였고 과학에 있어서도 큰 발전을 이루었다. 외르스테드는 전자기학 부분에서 전기와 자기의 관계에 대해 발견한 것으로 잘 알려져 있는데, 그뿐만 아니라 과학 실험에 대해 명쾌하게 설명하고 이름 붙인 최초의 사람이기도 하다. 리 미분
이와 독자적으로, 벨기에의 물리학자 레옹 로젠펠드(, 1904~1974)는 일반 상대성 이론을 다루는 동안 이와 유사한 연산을 도입하였다. 로젠펠드는 이를 "국소 변화"()이라고 불렀으며, formula_138로 표기하였는데, 이는 오늘날의 formula_139와 사실상 같다. 수성
그래서 1859년 프랑스 수학자이자 천문학자인 위르뱅 르베리에는 수성 궤도의 근일점 이동이 수성과 태양 사이 다른 행성의 중력 때문이라고 생각하고, 그 가상의 천체를 불칸이라고 명명했다.
르베리에는 천왕성 궤도의 섭동을 기초로 해왕성의 존재를 성공적으로 예측하였기 때문에, 천문학자들은 그 주장을 따라 새로운 행성을 찾으려고 시도했지만, 상대성 이론이 등장할 때까지 성공한 사람은 없었다. 특수상대론의 역사
아인슈타인의 논문에 어떠한 참고 문헌도 달려있지 않다는 것은 주목할 만한 사실이다. 그러나 많은 과학사학자들은 아인슈타인이 무엇으로부터 영향을 받았고 영감을 얻었는지 알아내기 위해 노력하였다. 아인슈타인 스스로는 그의 사고자 경험주의자 철학자인 데이비드 흄과 에른스트 마흐 로부터 많은 영향을 받았다고 말한 바 있다. 상대성 원리에 대하여, 움직이는 자석과 도체 문제와 에테르 항력 실험의 여러 부정적인 결과들은 그에게 그 원리를 수용하는데 매우 중요한 영향을 주었다. 그렇긴 하지만, 그는 가장 중요한 실험인 마이컬슨-몰리 실험으로부턴 어떠한 영향도 받지 않았다고 말하였다. 푸앵카레의 《과학과 가설》 역시 그에게 중요한 영향을 주었을 것이다. 《과학과 가설》에는 상대성 원리가 서술되어 있으며, 아인슈타인은 이 책을 1904년에 읽었다. 세계선
물리학에서 세계선(世界線, )은 점입자가 시간에 따라 움직이면서 남기는 시공간 속의 궤적으로, 러시아의 물리학자 헤르만 민코프스키가 도입하여 상대성 이론에서 중요한 역할을 한다. 이때 공간좌표와 시간좌표를 같이 나타내는 것을 세계점(world point)이라고 하며 이러한 세계점이 그리는 궤적을 세계선이라고 부른다. 하인리히 렌츠
하인리히 프리드리히 에밀 렌츠(Эмилий Христианович Ленц, 1804년 2월 12일 ~ 1865년 2월 10일)는 발트 독일계 러시아 물리학자이다. 1833년 고안한 렌츠의 법칙으로 가장 잘 알려져 있다. 유도계수를 나타내는 기호 L은 렌츠의 이니셜을 딴 것이다. 르네 데카르트
르네 데카르트는 근세사상의 기본 틀을 처음으로 확립함으로써 근세철학의 시조로 일컬어진다. 그는 이원론을 주장하였는데, 이는 과학적 자연관과 정신의 형이상학을 연결지어 세상을 몰가치적이고 합리적으로 보는 태도와 정신의 내면성을 강조하였다. 대륙철학의 합리주의의 근본이 된 그의 회의론은 다양한 해석으로 받아들여지고 있다. 그 중 가장 유명한 것은 '의심이 가능한 모든 믿음을 제외함으로써 기본적인 신념만을 남기는 것을 목표로 한다'는 것이었다. 그는 수학을 이러한 의심의 여지가 없는 기본 신념으로 여겨 철학을 포함한 모든 진리를 수학적인 원리로 해석하기 위해 노력했다. 또한 그는 철학 뿐만 아니라 수학, 과학적인 업적도 이룩하였다. 1625년부터 파리에 거주하며 광학을 연구한 끝에 빛의 굴절의 법칙을 발견하였다. 1637년 《방법서설》 및 이를 서론으로 하는 《굴절광학》, 《기상학》, 《기하학》의 세 시론을 출간하였다. 수학자로서의 그는 데카르트 좌표계(직교 좌표계)를 만들어 해석기하학의 창시자로 알려졌으며 방정식의 미지수에 최초로 x {\displaystyle x} 를 사용했다. 그 뿐 아니라 그는 거듭제곱을 표현하기 위한 지수의 사용 등을 발명했다. 르네 데카르트는 다양한 여러 상황에서 적용될 수 있는 보편적인 수학을 만든 혁명적인 수학자이며 동시에 고대 그리스 과학을 모두 집대성한 철학자이자 과학자이다. 그의 보편적인 수학은 본인이 예견했듯이 광학, 천문학, 기상학, 음향학, 화학, 건축학, 물리학, 공학, 회계 등에 다양하게 응용되었으며 본인이 미처 예견하지 못했던 분야인 전기학, 인공두뇌학, 미생물학, 유전학, 경제학 등에도 응용되고 있다. 데카르트는 "나는 생각한다. 고로 존재한다"는 말로 자신의 존재를 입증하며 이 절대적인 진리를 이용해 구성요소의 진리값을 이용한 다른 진술을 증명하는 법을 개발했다. 그는 과학을 대하는 데에 있어 크기, 모양, 운동 등의 경험적인 양에 집중하고자 했다. 아리스토텔레스의 "자연은 진공을 싫어한다."는 이론에 따라 진공의 개념을 받아들이지는 않았으나 세 가지 물질의 연장이 곧 공간을 이루고 있다고 설명했다. 르네 데카르트의 글과 방법론을 곁들인 데카르트적 회의</b>는 서양철학의 특징적인 방법 중의 하나가 되었다. 데카르트의 철학에 관한 부분은 뒤에서 다루기로 한다. 체렌코프 효과
체렌코프 효과의 이름은 발견자인 소비에트 연방의 물리학자 파벨 알렉세예비치 체렌코프의 이름을 따서 붙여졌다. 체렌코프는 이 효과를 1934년 처음으로 발견하고 이 공로로 1958년 노벨 물리학상을 수여받았다. 이 효과에 대한 이론은 후에 이고르 탐과 일리야 프란크가 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 기반으로 하여 발전시켰다. 그들 또한 체렌코프와 함께 노벨상을 수상했다. 장 칼뱅
장 칼뱅(, 1509년 7월 10일 - 1564년 5월 27일)은 종교 개혁을 이끈 프랑스 출신의 개혁교회 신학자이며 종교개혁가이다. 영어식으로 존 칼빈() 또는 요한 칼빈</b>으로 불리기도 한다. 종교개혁의 2세대 가운데 가장 중요한 인물이다.[1] 기독교 사상 중 하나인 칼뱅주의(개혁주의)의 개창자로, 마르틴 루터·츠빙글리가 시작한 종교 개혁을 완성하였으며, 저서 《기독교 강요》(1536)는 기독교뿐만 아니라 프랑스의 역사와 문학등 여러 분야에 큰 영향을 주었다. 2009년 그의 탄생을 기념하여 여러 국가뿐만 아니라 한국에서는 요한칼빈탄생500주년기념사업회 주최로 학자들이 대규모 학술대회를 열었다.[2] 장 (물리학)
20세기 알베르트 아인슈타인이 제시한 상대성 이론에 의해서 고전장이론은 로런츠 변환을 거쳐 수학적으로 더욱 엄밀한 개념으로 전환되었다. 일반적으로 상대론적 개념을 도입한 장은 수식적으로 라그랑지안(Lagrangian)을 이용해서 표현하는데, 이 수학적 개념을 도입해서 장 방정식(Field Equation)을 유도할 수 있다. 특수상대론의 역사
로런츠와 라모어 이외에 다른 물리학자들도 전기동역학의 일관된 모델을 개발하고자 노력하였다. 예를 들어, 에밀 콘은 에테르의 존재를 부정하고, 에른스트 마흐가 했던 것 처럼 고정 항성을 기준 관성게로 삼는 전기동역학을 만들었다. 그러나 그의 이론에는, 서로 다른 방향에 대한 빛의 속도가 서로 달라지는 것과 같은 모순이 존재했기에, 그이 이론은 로런츠와 아인슈타인의 이론으로 대체되었다. 에드워드 노턴 로렌즈
에드워드 노턴 로렌즈(, 1917년 5월 23일~2008년 4월 16일)는 매사추세츠 공과대학의 수학자, 기상학자이다. 혼돈 이론의 선구자로 널리 알려져 있다. 그가 발견한 로렌즈 끌개는 나비 효과라는 신조어가 만들어진 배경이 되었다. 장 (물리학)
뉴턴의 중력이론이 특수 상대성 이론에 의해서 일치하지 않는다는 사실이 알려진 후에, 아인슈타인은 일반 상대성 이론이라는 새로운 중력이론을 만들어 냈다. 아인슈타인은 중력을 질량에 의해서 나타나는 기하학적 현상으로 다루었고 또한 중력장을 계량 텐서로 불리는 텐서장의 개념으로 수식적으로 설명했다. 아인슈타인의 장 방정식은 수식적으로 어떻게 중력장의 곡률이 만들어졌는지에 대한 설명을 하고 있고, 이 방정식은 아인슈타인-힐베르트 작용에 의해서 유도될 수 있다. 헤이커 카메를링 오너스
헤이커 카메를링 오너스(Heike Kamerlingh Onnes, 1853년 ~ 1926년)는 네덜란드의 물리학자이다. 저온 물리학의 개척자이다. 흐로닝언에서 출생하였으며 흐로닝언 대학교에서 물리학과 수학을 공부하였다. 그 후 독일의 하이델베르크 대학에 유학하였으며, 1894년에는 라이든 대학 부속 저온 연구소를 창설하였다. 그는 이곳에서 액체 공기·액체 수소·액체 헬륨의 제조에 성공하여 1913년 노벨 물리학상을 받았다. 그는 저온에서의 연구로 초전도 현상(특정 물질이, 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 사라지는 현상)을 발견했다. 현대물리학
독일의 수학자 민코프스키도 그 중 한 사람이었다. 상대성 이론 하면 금방 4차원 시공간 개념을 떠올리는 사람이 많지만, 사실 상대성 이론에 4차원 시공좌표를 도입한 사람은 민코프시키였다. 그의 이론에서는 4차원 세계가 절대적이고 실재적인 의미를 지녔으며, 아인슈타인은 이러한 4차원 시공 개념의 절대성을 받아들였다. 콘라트 로렌츠
콘라트 차하리아스 로렌츠(Konrad Zacharias Lorenz, 1903년 ~ 1989년)는 오스트리아의 동물행동학자이다. 동물행동학 및 비교행동학의 창시자로 꼽힌다. 알베르트 아인슈타인
1900년 봄, 아인슈타인은 연방 공과대학교를 졸업하였지만, 시민권 문제와 유대인에 대한 배척으로 취직을 하지 못하였다. 그는 가정교사, 임시교사 등을 전전하다가, 다행히 스위스 시민권을 취득한 후, 대학 친구였던 수학자 마르첼 그로스만의 아버지의 도움으로 베른에 있는 특허 사무소의 심사관으로 채용될 수 있었다. 특허 심사관으로 근무하던 1905년, 아인슈타인은 독일의 물리학 연보(Annalen der Physik)에 일련의 중요한 논문들을 다섯 편 연달아 발표한다. 우선 5월 한 달 동안 차례대로 브라운 운동에 관한 '정지 액체 속에 떠 있는 작은 입자들의 운동에 대하여'[3], 빛의 광전 효과를 설명하여 고전 양자론을 태동시킨 '빛의 발생과 변화에 관련된 발견에 도움이 되는 견해에 대하여'[4], 그리고 특수 상대성이론을 소개한 '운동하는 물체의 전기역학에 대하여'[5]를 발표하였다. 1905년 8월에는 질량과 에너지의 등가설을 제창한 '물체의 관성은 에너지 함량에 의존하는가'[6] 를 발표하였다. 1905년에 발표한 이 네 편의 논문들은 최초로 원자의 존재와 통계적 요동을 바탕으로 브라운 운동을 설명하는 한편, 현대물리학에서 양자역학과 상대성이론이라는 두 축을 등장시키게 되는 혁명적인 논문들이었다. 일반 상대성이론
일반 상대성이론(一般相對性理論, , ) 또는 일반상대론(一般相對論, )은 알베르트 아인슈타인이 1915년에 발표한, 중력을 상대론적으로 다루는 물리 이론이다. 현재까지 알려진, 중력을 다루는 이론 가운데 가장 정확하게 실험적으로 검증되었다. 툴리오 레비치비타
툴리오 레비치비타( , 1873년 3월 29일 ~ 1941년 12월 29일)는 이탈리아의 수학자이다. 미분기하학과 일반 상대성 이론에 공헌하였다. 통일장 이론
1918년 수학자인 헤르만 바일(Hermann Weyl, 1885-1955)은 처음으로 일반상대성이론과 전자기 현상을 통일하려는 시도를 하였는데, 바일은 이 통일장이론에서 전자를 공간에 연속적으로 분포되어 있는 물질로 파악하고 현재 게이지 변환(gauge transformation)으로 불리는 방법을 활용한 리만기하학이나 4차원 공간 등의 다차원공간으로의 확장을 통해 중력과 전자기력을 통일하려고 하였다. 아인슈타인은 바일의 연구를 부정하고 자신의 방법으로 통일장이론을 연구하였지만 문제를 해결하지는 못하였다. 루돌프 뫼스바워
루돌프 루트비히 뫼스바워 (Rudolf Mössbauer, 1929년 1월 31일 ~2011년 9월 14일) 는 독일의 물리학자이다. 뮌헨 출생이며, 뮌헨 공과대학을 수학하였다. 뫼스바워는 파장을 정확하게 예측할 수 있는 감마선을 발생시키는 방법인 뫼스바우어 효과를 발견했는데, 아인슈타인의 상대성이론을 검증하는 데 이용되었다. 감마선의 공명흡수를 연구한 공로로 1961년 노벨물리학상을 받았다. 로렌즈 방정식
1963년 미국의 기상학자인 에드워드 노턴 로렌즈가 〈결정론적 비주기 흐름〉()이라는 논문에서 이 방정식을 발표하였다. 로렌즈 방정식의 유도는 프랑스 물리학자 앙리 베나르(Henri Bénard) (1874–1939)와 영국 물리학자 존 윌리엄 스트럿 레일리(1842–1919)의 이론들이 기초가 된다. 이 방정식의 초기 조건에 대한 민감성의 발견은 혼돈 이론의 시초로 여겨진다. 아인슈타인-힐베르트 작용
일반 상대성 이론에서, 아인슈타인-힐베르트 작용(Einstein-Hilbert作用, )은 아인슈타인 방정식을 오일러-라그랑주 방정식으로 가지는 작용이다. 스칼라 곡률의 시공간에 대한 적분이다. 알베르트 아인슈타인과 다비트 힐베르트가 발견하였다. 특수상대론의 역사
일부 과학자들은 뉴턴의 절대 공간과 절대 시간 개념을 비판하기 시작했는데, 에른스트 마흐(1883)는 절대 공간, 절대 시간의 개념은 의미가 없으며 오직 상대 운동만 유용한 개념이라고 주장하였다. 그는 회전과 같은 가속운동 또한 뉴턴의 절대 공간 개념 없이, 고정 항성에 관계되어 기술될 수 있다고 말하였다. 칼 노이만 은 관성 운동을 하는 강체 및 고정체의 특정 종류를 표현하는 "물체 알파(Body Alpha)" 라는 개념을 소개하였다. 노이만의 정의에 기반하여, 하인리치 스트라이츠(1883)는 자이로스코프는 어떠한 회전도 감식하지 않음을 주장하였다. 루드비히 랑지(1885)는 절대 시간과 절대 공간의 개념을 대체하는, 관성 기준계의 개념과 관성 시간의 개념을 "관성 기준계란 같은 점에서 같은 평면에 있지 않은 서로 다른 세 방향으로 점질량을 던졌을 때, 던져진 방향으로 직선운동을 하는 기준계를 말한다." 라는 정의로써 처음으로 도입하였다. 1902년 앙리 푸앵카레는 "과학과 가설"이라는 유명한 책에서 공간, 시간, 동시성의 상대성에 대한 철학적 고찰을 하였고, 상대성 원리의 반례는 관찰될 수 없으며 에테르는 존재하지 않을 수도 있다는 의견을 펼쳤지만 동시에 비유클리드 기하학과 관계된 여러 언급과 함께 에테르 개념을 뒷받침하는 몇가지 주장도 하였다. 막스 폰 라우에
그는 나치의 반대자였다. 그는 광학, 결정학, 양자 이론, 초전도 이론, 상대론등에 기여했으며, 40년 동안 독일 과학 발전의 입안자로도 활동했다. 그는 2차 세계대전 이후 독일 물리학계 부활에 앞장섰다. 칼루차–클레인 이론
라이스너-노르드스트룀 계량으로 유명한 핀란드의 군나르 노르드스트룀이 1914년에 5차원에서의 중력이 맥스웰 방정식을 포함함을 발견하였으나, 주목받지 못했다. 1921년 독일 쾨니히스베르크 대학의 수학자 테오도어 칼루차가 원래 중력과 전자기력을 통일하기 위하여 발표하였다. 칼루차는 일반 상대성 이론을 5차원 시공간으로 확장하여, 그 결과 장 방정식들을 추가로 분리할 수 있었는데, 그 중의 하나는 아인슈타인 방정식과 동등하였고 다른 것은 전자기장에 관한 맥스웰 방정식과 동등하였다. 그리고 나머지 부분은 라디온이라 불리는 추가의 스칼라 장이론이다. 도이치 물리학
20세기 초반. 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론은 세계 물리학계에 격렬한 논란을 불러 일으켰다. 여기엔 많은 물리학자들이 있었으며, 특히 '오래된 것의 보호자'들은 아인슈타인의 이론의 직관적인 뜻에 의심을 가지고 있었다. 도이치 물리학을 이끄는 이론가는 루돌프 토마스첵으로 그는 유명한 물리학 교과서인 "Grimsehl's Lehrbuch der Physik" 을 개정했었다. 이 책의 여러 부분에서는 로런츠 변환은 양자역학에 더하여 포함되었다.그러나 로런츠 변환의 아인슈타인의 해석은 언급되지 않았으며 아인슈타인의 이름은 완전히 무시되었다. 많은 고전물리학자들은 아인슈타인이 그들의 생산적인 삶의 주요한 대들보가 되는 에테르란 개념을 무시한 것에 분개하였다. 그들은 수성의 장축단 양과 마이컬슨-몰리 실험의 아무 가치 없는 결과, 와 같은 일반 상대성이론의 명백한 증거가 납득이 되지 않았으며, 이를 다른 방법으로 설명하였다. 아서 스탠리 에딩턴의 식 실험(아인슈타인의 예측이 처음으로 관측된 중력 렌즈 효과)에 더 의심을 품은 사람들은 실힘적으로 문제가 있어 충분히 무시할 수 있을 만큼 의미가 없다고 말했다. 이런 의심을 하는 사람들은 대부분 유명한 실험 물리학자였으며, 레나르트는 노벨 물리학상 수상자이기도 하다. 중성자
1920년, 어니스트 러더퍼드는 중성자 존재의 가능성을 인지했다.[4][5] 러더퍼드는 어떤 원자의 원자번호와 질량 차이가 원자핵 안에 위치한, 중성적으로 하전된 입자에 의해 설명될 수 있다고 생각했다. 그는 중성자를, '전자와 양성자가 동시에 존재하는 것'으로 생각했다.[6] 요하네스 슈타르크
요하네스 슈타르크(, 1874년 4월 15일 ~ 1957년 6월 21일)는 독일의 물리학자이다. 원자 물리학의 슈타르크 효과의 발견으로 노벨 물리학상을 수상하였고, 나치 독일에서 인종차별적인 도이치 물리학을 제창하였다. 역학 (물리학)
1905년 아인슈타인은 〈움직이는 물체의 전기역학에 대하여〉(독일어: Zur Elektrodynamik bewegter Körper)를 발표하였다. 아인슈타인은 이 논문에서 서로 다른 속력을 갖는 물체와 관찰자 사이의 상대 운동에 대한 새로운 이론을 제시하였다. 이 논문에서는 시간과 공간이 기존의 고전 역학에서 다루는 것과 같은 정적인 독립 변수가 아니라 서로 결합된 4차원 벡터인 시공간으로서 다루어진다. 또한, 빛과 같은 질량이 없는 입자를 내보내는 물체와 관찰자가 서로 어떠한 상대 운동을 하던지 빛의 속력은 이와 무관하게 늘 일정함을 밝혔다. 이 두 가지 사항에 따라 서로 다른 관성계에 놓인 물체와 관찰자 사이의 거리,시간 등의 측정값은 상대 운동의 속력에 따라 변할 수 있다는 결론에 도달하게 된다. 비유클리드 기하학
새로운 기하학이 발표된 지 약 60년 뒤, 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)은 우주가 평평하지 않고 중력에 의해서 휘어 있음을 보였다. 그리고 일반상대성이론은 공간에 대한 기초 이론을 비유클리드 기하학에서 찾았다. 이처럼 유클리드의 다섯 번째 공리에 관한 의심에서 출발한 비유클리드 기하학은 미시공간과 극대 공간을 해석하는 이론으로 폭넓게 사용되고 있다. 뉴턴 운동 법칙
1916년에 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 인류가 이때까지 해왔던 모든 예상 척도를 뛰어넘는 설명을 가능하게 해주었다. 하지만 빛의 속도에 비해 매우 낮은 속도에서는 아인슈타인의 상대론적 모형은 고전역학으로 수렴한다.
즉, 속도가 빛의 속도에 비해 매우 작으면 속도의 로런츠 인자 formula_12는 1에 수렴한다. 상대성이론
일반 상대성 이론에서 아인슈타인은 '시공간은 4차원, 즉 시간과 공간이 결합된 형태의 연속체'임을 규명했다. 뉴턴이 시공간이 시간과 공간으로 분리되어 서로 영향을 주고받지 않는 별개의 공간인 점과, 공간위의 한 점에 위치한 물체에 어떠한 영향도 받지 않을 것이라고 생각한 반면에 아인슈타인의 사고실험에서 아인슈타인은 시공간이 서로 상호작용함과, 공간위에 위치한 어떠한 질량을 가진 물체에 대하여 공간이 휘어짐을 제시하였다. 2005년 세계 물리의 해
아인슈타인의 서거일에는 아인슈타인의 빛의 릴레이라는 행사가 였렸다. 그가 마지막까지 근무하던 프린스턴 고등 연구소에서 출발한 빛이 릴레이를 통해 전 세계로 퍼져나가 24시간 후에 다시 돌아오는 행사이다. 빛은 현대 물리학이 탄생한 귀중한 역사이다. 아인슈타인의 이론인 상대성 이론과 광양자설도 모두 빛에 관한 것이다. 통일장 이론
이러한 통일적 해석은 이미 뉴턴의 시기부터 있었다. 뉴턴(Isaac Newton)은 태양계의 운동과 지상에서 물체의 운동을 하나의 통합된 관점에서 설명하기 위하여 중력(만유인력)을 만들었다. 리정다오
리정다오(, , 1926년 11월 24일 ~ )는 중국 태생의 미국 물리학자이다. 약한 상호작용이 반전성을 위반한다는 사실을 제안하였고, 이 공로로 양전닝과 노벨 물리학상을 수상하였다. 이 말고도 리 모형(Lee model), 상대론적 중이온 물리학, 솔리톤 이론에 대해서도 연구하였다. 자기
패러데이의 자기와 전기현상에 대한 발견 이후, 스코틀랜드 과학자인 제임스 클러크 맥스웰은 이때까지 관측된 자기현상과 전기현상을 바탕으로 전자기학 이론 을 도입하였다. 전자기학 이론은 물리학에서 위대한 이론 중의 하나로 평가되고 있는데, 왜냐하면 자기와 전기 현상에 대한 이론을 통합했으며 나아가 빛이 전기장과 자기장 진동의 형태로 진행한다는 성질을 설명하기 때문이다. 더욱이 전자기학 이론은 빛이 관성계에 관계없이 일정한 속도로 진행한다는 것을 설명했고, 이는 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로 이어진다. 사실
예) 절대온도의 창시자인 켈빈(Kelvin)은 "뉴턴 역학으로 모든 우주의 근본법칙이 증명되었다."고 이야기 하였으나, 막스 플랑크와 아인슈타인 등의 물리학자가 만들어 낸 양자역학이 등장하고 우리가 사실로 믿었던 뉴턴역학이 사실이 아니게 되었다. 로런츠 인자
로런츠 인자(Lorentz因子, )는 특수 상대성이론의 여러 공식에 등장하는 인자다. 예를 들면, 시간 지연, 길이 수축과 상대론적 질량의 공식 따위에 등장한다. 기호는 그리스 문자 감마(γ). 대략, 입자의 속력이 얼마나 상대론적인지를 나타내는데, formula_1이면 비상대론적인 속력, formula_2이면 상대론적인 속력이다. 로런츠 인자는 초기에 로런츠의 전기역학에 나타나면서, 네덜란드 물리학자 헨드릭 로런츠의 이름을 따라서 불리게 되었다.  상대적 실재
‘상대성원리’는 “물체의 상대적인 운동만이 물리적 의미를 갖는다”는 원리이고 ‘상대성 이론’은 상대성원리에 입각하여 아인슈탄이 창시했던 이론을 칭하는 용어이다. 에른스트 아베
에른스트 칼 아베(Ernst Karl Abbe, HonFRMS, 1840년 1월 23일 ~ 1905년 1월 14일)는 독일의 물리학자, 광과학자, 기업가, 사회 개혁가이다. 오토 쇼트, 카를 차이스와 더불어, 현대 광학의 토대를 세웠다. 아베는 수많은 광학 장치들을 개발하였다. 독일의 현미경, 천체 망원경, 천체 투영관, 기타 광학 시스템 연구 및 제조업체인 칼자이스 AG의 공동 소유자이다. 도이치 물리학
나치가 정계 전체를 장악했을 때, 레나르트는 제빨리 그들과 협력하기 위해 시도했으며 초창기 단계에 당에 가입하였다. 그리고 다른 노벨 물리학상 수상자인 요하네스 슈타르크와 함께 아인슈타인의 상대성이론을 유대 물리학으로 규정하는 핵심적인 운동을 시작했다. 알렉산더 그로텐디크
그로텐디크는 개개의 대수다양체를 개별적으로 연구할 것이 아니라, 상대적 관점() 즉, 대수다양체들 사이의 함수 또는 사상을 연구하는 것이 더 중요하다고 생각하였고, 이러한 상대적 관점을 사용하여 기존의 여러 정리들을 일반화하고 확장했다. 루이 네엘
루이 외젠 펠릭스 네엘(1904년 11월 22일 - 2000년 11월 17일)은 리옹에서 출생한 프랑스의 물리학자이다. 그는 에콜 노르말 쉬페리외르를 졸업했고, 고체의 자기력에 대한 연구로 1970년에 한네스 알벤과 함께 노벨 물리학상을 받았다. 수많은 그의 공헌은 특히 컴퓨터의 메모리 단위에서 많은 응용법을 낳았다. 1930년경에 그는 강자성체의 반대 개념으로, 자기장의 새로운 성질인 반강자성체를 제안했고, 네엘 상태가 되면 반강자성이 사라진다는 것도 밝혀냈다. 그는 1947년에 페라이트가 강자성을 띌 수도 있다는 사실을 지적했다. 또한 그는 평범한 암석도 약한 자기력을 띈다는 사실을 밝혀내어 지구의 자기장에 관한 연구를 가능케 했다. 빛의 속력
1905년, 아인슈타인은 진공에서의 빛의 속도는 관찰자의 운동상태와 무관하다고 간주하였다. 이것과 상대성 원리를 바탕으로 그는 특수 상대성 이론을 이끌어내었다. 특수 상대성이론에서는 진공에서의 빛의 속도 c는 기본적인 상수로 간주되며, 빛과 무관하게 나온다. 이 특수 상대성이론에 의해 에테르이론의 개념들은 쓸모없게 되었고 시공간적인 개념이 혁명을 이루게 되었다. [22] [23] 아서 케일리
상대성 이론에서 4차원의 개념을 뚜렷하게 만들고, 기하 공간이 점과 선으로만 이루어진다고 한정하는 것을 벗어나게 했다. 또 행렬의 대수를 발전시켰고, 기하학에서도 많은 업적을 쌓았다. 1884년에 드 모르간 메달을 수상했다. 윌리엄 로언 해밀턴의 제자로서 해밀턴과 함께 케일리-해밀턴 정리를 발견하고, 해밀턴의 사원수를 발전시켜서 팔원수를 고안하기도 했다. 윌리엄 로언 해밀턴의 친구인 아일랜드의 수학자 존 토머스 그레이브스(영어: John Thomas Graves, 1806~1870)는 사원수를 확장하려는 시도 끝에 데겐의 여덟 제곱수 항등식을 재발견하였고, 이를 기반으로 한 팔원수를 고안하였다. 자기장
맥스웰은 자신의 네 가지 방정식을 통해 전기와 자기를 합치는 데 많은 공헌을 했다. 하지만 맥스웰이 만든 체계에서도 전기와 자기는 각각 독립적인 다른 현상으로 존재한다. 하지만 실제로 전기장과 자기장은 전자기 (2차) 텐서라는 한 대상의 두 가지 모습으로, 알베르트 아인슈타인이 특수 상대성 이론을 사용하여 이를 입증했다. 이 이론에 따르면 한 관성계에 있는 관찰자가 자기력을 느낄 때 다른 관성계에 존재하는 관찰자는 전기력을 느낄 수도 있는 것이다. 따라서, 특수상대성이론을 적용하면 자기력은 운동하는 전하의 전기력에 불과함을 보일 수 있고, (특정 관찰자에 대해 상대적인) 운동과 정전기력에 대한 지식으로부터 자기력의 성질을 예측하는 것도 가능하다. 폴 디랙
폴 디랙(, 1902년 8월 8일 ~ 1984년 10월 20일)은 영국의 이론물리학자이다. 양자역학을 탄생시킨 사람 중의 하나로 꼽힌다. 천문학사
통계 천문학의 원조는 윌리엄 허셜이다. 그는 1784년 항성의 광도의 천구면 분포를 통계로 나타내어 은하계의 형상을 추정하였고, 1783년에는 근거리 항성의 고유 운동을 통계로 나타내어 태양의 공간 운동을 확인했다. 1918년 미국에 대형 망원경이 설치되어 관측 가능 범위가 증대되고, 외은하계(外銀河系)의 자료가 집적되어 은하의 모습을 상상할 수 있게 되었다. 이들을 관측하는 데에 필요한 것은 대형 망원경 외에 1850년경 이후 개발된 천체 사진술이었고, 우주 구조론에 도움이 되는 기초 이론은 1915년에 발표된 상대성 이론이었다. 일반상대론 개론
1905년 9월, 알베르트 아인슈타인은 뉴턴의 운동법칙과 동전기학을 결합시킨 특수상대론을 발표한다. 특수상대론은 시간과 공간에 대한 새로운 개념을 제시하여 모든 물리학에 적용될 수 있는 새로운 골조를 제시했으나, 그 골조와 일치하지 않는 물리 이론들도 있었는데, 그 중 대표적인 것이 중력을 질량 자체로 인한 물체간의 상호인력으로 설명하는 뉴턴의 만유인력 법칙이다. 핵폭발
1905년 독일 대학에서 물리학을 강의하던 알베르트 아인슈타인은 물질이란 결속된 에너지에 불과하다고 주장하면서, 이 관계를 formula_1 이라는 에너지 법칙으로 표현하는 특수 상대성 이론을 발표하고, 어떤 물질 1g를 모두 에너지로 바꿀 수 있다면 TNT 100만ton이 폭발할 때와 같은 위력의 에너지를 얻을 수 있을 것이라고 설명하였다. 알렉산드르 프리드만
알렉산드르 알렉산드로비치 프리드만(, 1888–1925)은 러시아의 물리학자이자 수학자다. 현대 물리우주론의 기반을 이루는 프리드만 방정식을 발표하였다. 오행
5행설을 신비화하고 관념화하여 음양5행설을 제창한 사람은 맹자보다 조금 후의 사람인 제(齊)의 추연(鄒衍)이라고 알려져 있다. 음양사상과 5행사상은 원래 각각 다른 것이었으나, 추연 이후 더욱이 한대(漢代)에 있어서 5행사상에 음양2원의 사상을 합치는 일이 일반화되었다. 이 신비적인 유심론은 바로 현상의 예측이나 역사의 해석에까지 이용되었다[2]. 현재
양자역학과 상대성이론의 등장은 시간에 대한 일반인의 관념을 바꾸어놓았다. 통일장 이론
1915년 아인슈타인(Albert Einstein)이 일반상대성이론을 통해 뉴턴이론의 등가원리를 바탕으로 중력을 기하학으로 설명한 이후 아인슈타인을 포함한 과학자들은 전자기 현상과 중력 현상을 포괄하는 새로운 이론인 통일장이론을 연구하였다. 카를 마르크스
카를 하인리히 마르크스(, ;[1] 1818년 5월 5일~1883년 3월 14일)는 후대에 큰 영향을 끼친 독일 라인란트 출신의 공산주의 혁명가, 역사학자, 경제학자, 철학자, 사회학자, 마르크스주의의 창시자이다. 1847년 공산주의자동맹을 창설했다. 1847년 프리드리히 엥겔스와 공동집필해 이듬해 2월에 발표한 《공산당 선언》과 1867년 초판이 출간된 《자본론》의 저자로써 널리 알려져 있으며, 러시아의 10월 혁명을 주도한 블라디미르 레닌은 마르크스를 이론적 기반으로 삼았다. 맑스, 막스, 칼 마르크스 등으로 표기하기도 하나, 외래어 표기법에 준하는 표기는 “카를 마르크스”이다. 모든 것의 이론
중력과 전자기력을 통합하려는 시도들은 적어도 1849~50년의 마이클 패러데이의 실험으로 거슬러 올라간다. 알베르트 아인슈타인의 중력 이론(일반 상대론 이론)이 1915년에 출판된 후에, 중력과 전자기력을 혼합하려는 통합 이론에 대한 조사가 진지하게 시작되었다. 그 시기에는 다른 근원적인 힘들이 존재하지 않는다는 것이 그럴 듯하게 보였다. 유명한 공헌자들은 노르드스트룀, 바일, 에딩턴, 칼루차, 클레인, 알베르트 아인슈타인 등이다. 아인슈타인과 그의 협력자들이 가장 눈에 띄며, 많은 시도들을 수행했다. 아인슈타인은 말기에 통합 이론을 찾기 위한 연구에 열정적으로 분주했다. 그러한 시도들은 매우 성공적이었다.