안녕하십니까? 김 영식입니다.
‘회원 자유게시판’에서 연재하던 ‘절대성이론’을, 이곳의 과학기술 Q&A의 게시판으로 옮겨서 30 회의 일정으로 소개할 예정입니다.
‘절대성이론’의 ‘서론’은 생략합니다.
‘절대성이론’의 본론에 포함된 ‘1. 고전물리학과 현대물리학의 차별성’을 올립니다.
진정한 의미의 물리학을 연구하시는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다. 



1. 고전물리학과 현대물리학의 차별성

강단의 물리학자들은 현대물리학의 상대성이론과 양자역학이 고전물리학으로부터 계승 발전되었다는 인식을 가지고 있다. 이러한 논리는 고전물리학이 더욱 구체적으로 진화되는 과정에 의해 현대물리학이 출현하고, 현대물리학의 근원적 기반이 고전물리학에서 시작되었다는 것을 의미한다. 그러나 현대물리학이 고전물리학으로부터 계승 발전되었다는 강단 물리학자들의 일반적 인식은 대단히 잘못된 오해와 착각이다. 왜냐하면 현대물리학의 상대성이론과 양자역학이 고전물리학의 새로운 패러다임으로 등장하였기 때문이다. 여기에서 고전물리학의 새로운 패러다임으로 현대물리학이 등장한 것은, 고전물리학과 현대물리학의 완벽한 단절이나 결별을 의미한다. 그러므로 현대물리학과 고전물리학은 독립적 입장으로 취급되어야 한다.

모든 물리현상의 변위량은 반드시 좌표계로 표현되어야 한다. 그러므로 물리학적 논의과정에서 좌표계의 올바른 설정이 최우선적으로 중요하다. 일반적 상식의 내용처럼 고전물리학과 현대물리학의 근원적 기반은 좌표계를 설정하는 조건이 전혀 다르고, 고전물리학과 현대물리학의 경계는 좌표계를 설정하는 조건에 의해 차별된다. 하나의 예로 고전물리학의 기본개념은 일반적 우주공간에 대해 절대적 좌표계를 설정하였고, 현대물리학의 기본개념은 운동 관측자에게 상대적 좌표계를 설정하였다. 그러므로 고전물리학의 존립기반은 우주공간에 대해 설정한 절대적 좌표계를 의미하고, 현대물리학의 존립기반은 운동 관측자에게 설정한 상대적 좌표계를 의미한다. 여기에서 고전물리학은 모든 물리현상의 변위효과를 우주공간 중심의 절대적 좌표계로 표현하고, 현대물리학은 모든 물리현상의 변위효과를 관측자 중심의 상대적 좌표계로 표현한다.

오늘날의 현대물리학이 역사적으로 발전되었던 그동안의 진화과정에서, 물리학적 세계관은 우주공간의 좌표계를 설정하는 조건에 의해 결정되었다. 즉 물리학적 세계관과 공간적 좌표계의 설정조건은 동일한 궤적의 역사적 진화과정을 갖는다. 그러므로 물리학적 세계관의 변화는 공간적 좌표계의 설정조건이 다르다는 것을 의미하고, 공간적 좌표계의 설정조건이 다르다는 것은 물리학적 세계관의 변화를 의미한다. 만약 일반적 우주공간에 설정한 좌표계가 비정상적 조건의 구조를 가지면, 물리학적 세계관이 변칙적으로 진화할 수밖에 없다.

인류가 출현한 이후부터 원시의 고대까지는 피상적으로 관찰된 우주적 자연현상의 모습을 그대로 받아들이고, 우주적 자연현상을 모든 가치관의 좌표적 기준으로 삼았다. 즉 원시의 고대인은 자연현상이 발현된 우주공간에 절대적 좌표계를 묵시적으로 설정하고, 이 우주공간의 절대적 좌표계를 통하여 고대인의 철학적 세계관이 형성되었다. 또한 예수가 탄생한 이후부터 중세까지는 우주의 모든 자연현상을 오직 하느님의 창조적 산물로 단정하고, 이 하느님의 존재를 모든 가치관의 좌표적 기준으로 삼았다. 그러므로 예수가 탄생한 이후부터 중세기까지의 종교시대에는 하느님 중심의 절대적 좌표계가 묵시적으로 설정되고, 이 하느님의 절대적 좌표계를 통하여 종교시대의 물리학적 세계관이 형성되었다.

중세의 종교시대까지 유지되었던 세계관은 고전물리학의 새로운 출현으로 퇴장하였다. 또한 종교적 세계관의 새로운 대안으로 출현한 고전물리학은 일반적 우주공간에 절대적 좌표계를 설정하고, 이 우주공간의 절대적 좌표계를 통하여 고전물리학의 세계관이 형성되었다. 이러한 고전물리학의 세계관에서는 일반적 우주공간이 절대적 좌표계를 갖고, 모든 물리현상의 변위효과가 절대적 가치로 표현된다. 그러나 아인슈타인에 의해 현대물리학이 출현한 이후부터는 관측자 중심의 새로운 상대적 좌표계가 도입되었고, 이 관측자 중심의 상대적 좌표계를 통하여 현대물리학의 세계관이 형성되었다. 그러므로 현대물리학의 세계관에서는 운동 관측자가 상대적 좌표계를 갖고, 모든 물리현상의 변위효과가 상대적 가치로 표현된다. 이상의 설명처럼 우주공간의 좌표계를 설정하는 조건에 의해 물리학적 세계관이 결정되고, 이 물리학적 세계관은 당시의 과학이나 철학적 사조를 반영한다.

물리학적 세계관의 진화과정이 의미하듯이, 원시적 고대의 철학과 고전물리학은 우주공간에 대해 절대적 좌표계가 설정되는 공통점을 갖는다. 또한 원시적 고대의 철학과 고전물리학에서 주장하는 우주공간의 절대적 좌표계는, 외부적 간섭의 영향을 받지 않도록 항상 본래의 위상이 불변적으로 유지된다. 다른 한편으로 중세까지의 종교적 시대와 오늘날의 현대물리학에서는 각각 하느님 중심의 절대적 좌표계와 관측자 중심의 상대적 좌표계를 설정하였다. 이러한 하느님 중심의 절대적 좌표계와 관측자 중심의 상대적 좌표계는, 반드시 하느님이나 관측자를 추종적으로 따라다녀야 한다. 즉 하느님이나 운동 관측자가 고유의 좌표계를 독립적으로 갖는다. 여기에서 하느님 중심의 절대적 좌표계를 설정하거나, 관측자 중심의 상대적 좌표계를 설정하는 것은, 인위적 작위의 성격이 매우 강하다. 그러므로 하느님 중심의 절대적 좌표개념과 관측자 중심의 상대적 좌표개념은 비정상적으로 형성되었을 개연성이 충분하다.

고전물리학과 현대물리학은 존립근거의 기반이 전혀 다르고, 물리현상에 대한 표현의 구조적 형태가 전혀 다르다. 그러므로 고전물리학의 계승적 발전에 의해 현대물리학이 출현될 수 없다. 우주공간의 절대적 좌표계를 전제한 고전물리학과 우주공간의 상대적 좌표계를 전제한 현대물리학에서는, 물리현상의 정량적 효과가 전혀 다른 가치로 표현된다. 또한 우주공간의 실체적 성분(에테르)를 전제한 고전물리학과 우주공간의 실체적 성분을 부정한 현대물리학에서는, 물리현상의 정성적 효과가 전혀 다른 작용원리로 해석된다.

필자의 주장처럼 고전물리학과 현대물리학의 근원적 기반이 현격한 차이를 갖는 것은, 고전물리학의 계승적 진화에 의해 현대물리학이 탄생되지 않고, 고전물리학과 현대물리학의 존립조건이 전혀 다르다는 것을 의미한다. 여기에서 고전물리학을 대체하기 위한 새로운 패러다임으로 현대물리학이 등장하였다. 그러므로 고전물리학과 현대물리학은 근원적 기반이 전혀 다른 물리적 세계관을 가져야 한다.

현대물리학의 상대적 좌표개념이 결함을 갖는 것은, 고전물리학의 절대적 좌표개념이 현대물리학의 상대적 좌표개념으로 전환되는 과정에서 아직도 밝혀지지 않은 미지의 논리적 오류가 개입된 것을 암시한다. 즉 고전물리학의 절대적 좌표개념과 현대물리학의 상대적 좌표개념은 성립조건이나 구조적 형태가 전혀 다르다. 하나의 예로 고전물리학에서는 표현대상의 운동 물체를 우주공간 중심의 절대적 좌표계로 표현하고, 현대물리학에서는 표현대상의 운동 물체를 관측자 중심의 상대적 좌표계로 표현한다.

아인슈타인의 상대론적 좌표변환식은 소립자(물체)의 운동효과가 관측자 중심의 상대적 가치로 표현되는 의미를 갖는다. 즉 상대론적 좌표변환식의 유도과정에서 관측자는 반드시 정지 좌표계의 중심적 위치(좌표축의 0점)를 가져야 하고, 표현대상의 운동 소립자(물체)가 반드시 변위 좌표계를 가져야 한다. 왜냐하면 상대론적 좌표변환식의 유도과정에서 관측자에게 정지 좌표계를 설정하고, 표현대상의 운동 소립자(물체)에게 변위 좌표계를 설정하였기 때문이다. 이러한 전제조건의 상대론적 좌표변환식은 피관측 대상의 운동효과를 관측자 중심의 상대적 가치로 표현하는 관측자 중심의 논리로 구성된다.

고전물리학과 현대물리학의 두 좌표개념은 전혀 다른 차별적 기반을 가지고 있으나, 강단 물리학자들의 일반적 인식에서는 그동안 절대적 좌표개념과 상대적 좌표개념에 대한 차별적 기반이 간과되었다. 하나의 예로 고전물리학과 현대물리학의 근원적 기반은 전혀 다른 조건으로 구성되었으나, 강단 물리학자들의 일반적 인식에서는 고전물리학과 현대물리학이 갖는 근원적 기반의 차별을 무시하였다. 이러한 강단 물리학자들의 일반적 인식처럼 그동안 고전물리학과 현대물리학의 차별적 기반이 간과된 원인은, 고전물리학과 현대물리학의 근원적 존립조건을 혼동하고, 고전물리학과 현대물리학의 유효적 장점만을 편의적으로 선택하여 기회적으로 활용하는 강단 물리학자들의 이중적 사고 때문이다.

고전물리학은 물리현상의 변위량을 절대적 좌표계에 대해 절대적 가치로 표현하는 특징이 있다. 그러나 현대물리학의 상대성이론에서는 불분명한 의미의 상대적 좌표개념을 도입하고, 불분명한 의미의 상대적 좌표개념을 변칙적으로 활용하였다. 여기에서 우주공간의 절대적 좌표계를 전제한 고전물리학과 우주공간의 상대적 좌표계를 전제한 현대물리학은, 성립조건이나 이해방법의 패러다임이 전혀 다르다. 다른 한편으로 고전물리학은 광속도의 한계성과 시간의 의미를 반영하지 않아서, 물리현상의 변위량을 세밀하게 표현할 수 없는 단점이 있다. 그러나 현대물리학의 상대성이론은 광속도의 한계성과 시간의 의미를 반영하여서, 물리현상의 변위량을 엄밀하게 표현하는 장점이 있다. 이상의 설명처럼 고전물리학과 현대물리학의 성립조건이 전혀 다르고, 성립조건이 전혀 다른 고전물리학과 현대물리학은 물리현상의 본성이나 작용원리를 전혀 다른 논리로 해석한다.

고전물리학과 현대물리학에서는 전혀 다른 조건의 좌표개념을 갖고, 물리현상의 변위량도 전혀 다른 가치로 표현된다. 이러한 고전물리학과 현대물리학의 특징적 차이점을 고려할 경우, 고전물리학의 기본개념과 현대물리학의 기본개념은 계승적 기반을 갖지 않는 것으로 이해되어야 한다. 여기에서 현대물리학은 고전물리학을 대체하기 위한 새로운 패러다임으로 등장하였다. 필자의 주장처럼 현대물리학의 기본개념이 고전물리학의 기본개념에 대해 계승적으로 진화되지 않았다는 것은, 고전물리학의 존립기반과 현대물리학의 존립기반이 전혀 다르다는 것을 의미한다. 또한 고전물리학의 존립기반과 현대물리학의 존립기반이 전혀 다른 상황은, 고전물리학의 좌표개념과 현대물리학의 좌표개념이 형성되는 과정의 비교를 통하여 편리하게 이해할 수 있다.

현대물리학에서 주장하는 관측자 중심의 상대적 좌표계는, 비상식적 논리의 요구로 설정되었다. 즉 현대물리학의 상대성이론은 운동 관측자가 독립적 관성계를 갖는 것으로 추정하고, 이 운동 관측자에게 관측자 중심의 상대적 좌표계를 설정하였다. 그러나 운동 관측자는 공간적 부피가 없는 하나의 질점으로 정의되고, 질점의 운동 관측자는 우주공간을 투과적으로 관통하여서, 고유의 관성계나 좌표계를 독자적으로 가질 수 없다. 또한 상대성이론의 근원적 전제조건처럼 관성계와 좌표계가 반드시 동일한 위상을 가질 경우, 운동 기차의 관성계와 좌표계는 기차 체적(부피)의 외부(우주규모)로 연장(확대)되지 않는다.

상대성이론의 주장처럼 질점의 운동 관측자에 대해 설정한 관측자 중심의 상대적 좌표계나, 운동 기차에 대해 설정한 우주규모의 좌표계(관성계)는 허구적 위상을 갖는다. 물론 존립근거의 기반이 없는 허상(허구적 위상)의 상대적 좌표계는 폐기되어야 한다. 이와 같이 현대물리학에서 주장하는 관측자 중심의 상대적 좌표계가 논리적 결함을 가질 경우, 이 상대적 좌표계를 대체하기 위한 새로운 조건의 좌표개념이 반드시 도입되어야 한다.

현대물리학의 상대적 좌표개념처럼 운동 관측자에게 관측자 중심의 상대적 좌표계를 설정할 경우, 이 관측자 중심의 상대적 좌표계는 우주적 질서의 객관성을 가질 수 없다. 즉 운동 관측자의 입장에서 피상적으로 관찰한 상대적 가치의 물리량과, 일반적 우주공간이 본래의 조건으로 보존한 우주적 가치의 물리량은 엄격하게 구별되어야 한다. 왜냐하면 일반적 우주공간이 보존한 물리량은 관측자의 운동효과에 대해 인과적 연계성을 갖지 않고, 관측자의 운동효과에 의해 우주적 가치의 물리량이 자율적으로 변하지 않기 때문이다.

일반적 우주공간이 물리량을 본래의 조건으로 보존하면. 일반적 우주공간의 물리량이 운동 기차의 관성계나 좌표계에 포함되지 않아서, 기차 외부의 물리량을 운동 기차의 좌표계로 표현할 수 없다. 그러므로 기차 외부의 물리량을 운동 기차의 좌표계로 표현하는 과정에서는 반드시 논리적 결함이 표출된다. 이와 같이 논리적 결함을 갖는 관측자 중심의 상대적 좌표개념은 폐기되어야 한다.

아인슈타인이 주장(1905)한 현대물리학의 상대성이론에서는 상대적 좌표개념을 수용하고, 진공적 의미의 공허한 공간모형을 선택하였다. 이와 같은 현대물리학의 공허한 공간모형이 선택된 결정적 이유는, 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험(1881, 1886)에서 광파의 매질로 가정하였던 우주공간의 에테르(Ether)가 검출되지 않았기 때문이다. 여기에서 간섭계의 실험결과가 광학적 매질의 존재를 부정하는 의미로 해석된 것은, 지구 중력장의 본질(물리적 정체)에 대한 이해와 정보가 부족하여서, 지구 중력장의 기능적 역할을 반영하지 못한 결과의 실수였다. 마이켈슨-모올리의 간섭계 실험처럼 실험의 환경적 조건(지구의 중력장)을 올바르게 반영하지 않으면, 실험결과의 물리적 의미가 왜곡적으로 해석될 수 있다.

필자가 주장하는 지구 중력장의 본질은, 일반적 우주공간에 대해 독립적으로 분리된 공간계(공간의 원초적 기반)와 좌표계를 갖는다. 또한 지구 중력장의 공간계(좌표계)에서 마이켈슨-모올리의 간섭계는 정지상황을 유지한다. 그러나 마이켈슨-모올리는 공전운동의 지구 간섭계가 일반적 우주공간을 직접 관통하는 것으로 착각하였다. 이러한 의미의 오해와 착각은 오늘날까지 변함이 없어서, 올바른 공간개념의 정립에 큰 장애가 된다. 만약 간섭계의 실험결과가 왜곡적으로 해석되지 않았다면, 진공적 의미의 공허한 공간모형을 전제한 상대성이론이 탄생되지 않았을 것이다. 이러한 왜곡의 개연성이 내포된 진공적 의미의 공허한 공간모형에 대해 현대물리학의 모든 운명을 걸고, 공허의 공간모형이 전제된 현대물리학의 모든 주장을 변칙적으로 선택하는 것은 대단히 불안한 모험이다.


끝까지 읽어 주셔서 감사드립니다.
다음의 차례는 ‘2. 광의 파동성과 입자성에 대한 오해’입니다.