아이작 뉴턴의 광학

아이작 뉴턴 지음 | 차동우 옮김

한국문화사 2021년 07월 08일 출간 국내도서 : 2018년 11월 10일 출간

작품소개

책소개

뉴턴은 『광학』에서 빛이 입자라고 주장했다. 그러나 1803년 영국의 토머스 영이 빛은 파동임이 명백하다고 증명한 뒤로, 빛이 입자라는 주장은 설 땅을 잃고 말았다. 그래서 뉴턴의 첫 번째 저서 『프린키피아』는 과학도라면 반드시 읽어야 할 책이라고 생각했지만, 19세기 후반까지도 뉴턴의 『광학』은 과학사 학자들만 관심을 갖는 책으로 여겨졌다. 그러나 아이러니하게도 20세기에 들어서자마자, 『프린키피아』에 실린 뉴턴의 중력이론은 아인슈타인의 일반상대성 이론에 의해, 사실은 틀린 이론으로 판명이 났고, 그에 반해 『광학』에 실린 빛이 입자라는 주장은, 역시 아인슈타인에 의해, 틀리지 않았음이 판명되었다. 아인슈타인은 당시 알려져 있던 플랑크의 광양자 가설을 이용해서, 빛의 에너지가 빛의 진동수에 비례한다고 가정하고 광전 효과 문제를 해결했는데, 이것은 『광학』과 같이 빛이 파동이 아니라 입자라고 말하는 것과 같았다. 그런데 놀랍게도 그보다 200년 전에 『광학』에서 뉴턴이 빛은 입자라고 주장한 근거도 바로 프리즘에서 빛이 색깔에 따라 굴절하는 각도가 차이가 난다는 사실에 근거했는데, 빛의 색깔은 바로 빛의 진동수를 대표한다.

목차

역자 해제
아이작 뉴턴의 서문 1
아이작 뉴턴의 서문 2
제4판 서문

제1권
제1부
제2부

제2권
제1부
제2부
제3부
제4부

제3권
제1부

미주

출판사 서평

磯募?것도 알았다. 그래서 그는 색이란 물체의 성질이 아니라 물체에서 반사되는 빛의 성질이라고 결론지었다. 뉴턴은 지극히 내성적인 성격으로 평소에는 자신의 연구결과를 발표하는 것을 꺼렸으나, 1671년 영국 왕립학회 평의원이 된 다음 해인 1672년에는 빛이 입자임을 주장하는 논문을 왕립학회에서 발표했다.

그러나 뉴턴의 빛이 입자라는 주장은 많은 반박에 직면했다. 역시 왕립학회 평의원인 후크는 그리말디의 회절 실험을 반복하고 그 실험은 빛이 입자가 아닌 파동이어야만 설명된다는 주장을 폈다. 후크에 동조하는 학자가 많았고, 뉴턴의 프리즘 실험을 반복하려 시도한 사람들이 뉴턴과 똑같은 결과를 얻을 수 없음을 보고하는 경우도 있었다. 그런 의구심은 뉴턴이 프리즘의 규격이나 재질 그리고 실험이 어떻게 진행되었는지 등 자신이 수행한 실험 세부사항을 공개하지 않아서 더 증폭되었다.

뉴턴은 후크의 반박이 있고 난 뒤, 거의 30년 동안이나, 빛의 본성에 대한 논쟁에 일절 참여하지 않았다. 그러나 1703년 그의 가장 강력한 반대자였던 후크가 사망하고 1년이 지난 뒤, 왕립학회 회장으로 선출된 해인 1704년에 빛에 대한 이론을 가다듬어 『광학(Opticks)』이라는 제목의 책으로 출판했다. 이 책 앞부분에 뉴턴은 그가 프리즘 실험을 어떻게 수행했는지 자세히 설명했다. 그래서 이 책이 출판된 다음에는 다른 많은 학자가 프리즘을 이용한 빛에 대한 실험에서 뉴턴과 똑같은 결과를 얻는 데 성공할 수 있었다. 또한 뉴턴은 호이겐스가 파동 이론으로 설명한 빛의 간섭과 회절을 입자 이론으로도 똑같이 잘 설명할 수 있음을 보였다. 『광학』이 출판된 후 빛에 대한 뉴턴의 이론은 좀 더 광범위하게 인정받게 되었지만 일부 학자는 여전히 확신을 못 한 채로 남아 있었다.

물리학은 자연현상의 기본법칙을 다루는 분야로, 그 기본법칙이 바로 F=ma로 알려진 유명한 뉴턴의 운동법칙이다. 뉴턴의 운동법칙은 1687년 ?프린키피아?를 통하여 사뭇 극적으로 발표되었다. 당시 사람들은 17세기 초에 발표된 행성의 운동에 대한 케플러의 세 가지 법칙이 왜 성립하는지 몹시 궁금해했다. 그때는 사람들이 신(神)이 사는 천상 세계에 속한 별은 모두 완전한 형태인 원을 그리며 지구 주위를 회전한다고 믿었다. 그런데 행성이, 지구 주위가 아니라 태양 주위를, 그것도 원 궤도가 아니라 타원 궤도를, 그리며 회전한

작가정보

저자(글) 아이작 뉴턴

저자 : 아이작 뉴턴
뉴턴은 인류 역사상 가장 위대한 과학자로 케임브리지 대학의 제2대 루카시안 교수로 27년 동안 재직하고, 1696년 조폐국장으로 임명되고, 1699년에 조폐청장에 취임해서 사망할 때까지 그 직을 유지했다. 또한 1671년부터 영국 왕립학회 평의원으로 활동했고 1703년에는 그 학회의 회장으로 피선된 다음 죽을 때까지 재선되었다. 뉴턴이 1687년에 출판한 첫 번째 저서 프린키피아에서 제안한 물리학은 영국은 물론 유럽 전체에서 그의 생전에 이미 인정받고 그는 유럽에서 가장 존경받는 자연철학자가 되었다. 그는 1704년에 두 번째이자 마지막 저서인 광학을 출판했고, 그 다음 해인 1705년에 과학자로는 최초로 앤 여왕에게서 기사작위를 수여받았다. 그는 일생동안 결혼하지 않고 근검절약하며 살았으며, 그가 사망했을 때 그의 시신은 웨스트민스터 사원에 안장되었고 그곳에 그의 기념비가 세워졌다.

역자 : 차동우
서울대학교 물리학과를 졸업하고 미국 미시간 주립대학교에서 이론 핵물리학 박사 학위를 받았으며, 인하대학교 물리학과 교수를 역임하고 현재 인하대학교 명예교수이다. 저서로는 『상대성이론』, 『핵물리학』, 『대학기초물리학』 등이 있고, 역서로는 『새로운 물리를 찾아서』, 『물리이야기』, 『양자역학과 경험』, 『뉴턴의 물리학과 힘』 등이 있다.

번역 차동우