물리학 떠먹여드림(1)

안녕하세요. 먼데기입니다.

 이번 포스팅에서는 물리학에 대해서 살펴보도록 하겠습니다.

물리학은 물질과 그 운동을 시공간에서 연구하는 자연과학의 한 분야입니다. 과학의 가장 기본적인 분야로서 물리학의 목적은 우주나 자연이 어떻게 움직이고 있는지를 논리적으로 이해하는 것, 즉 모든 물체의 운동 원리를 해명하는 것인데요. 다시 말해 인간이 과거 철학을 통해 자연의 법칙에 대해 물었던 근본적인 질문들은 오늘날의 물리학을 통해 해결되고 있습니다.

물리학은 2000여 년 동안 화학, 생물학, 지구과학, 천문학과 함께 자연철학의 일부였지만 17세기 과학혁명 이후 물리학은 철학에서 분리되어 엄격한 과학적 방법을 이용한 경험적 지식만을 다루는 독립된 학문이 되었습니다.

유럽의 언어에서 물리학이라는 말은 고대 그리스어로 자연을 의미하는 φύσις physis에서 유래했습니다. 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스는 물리학에서 다양한 움직임을 설명했습니다. 아리스토텔레스 이후 서양 언어는 물체의 움직임과 물체에 영향을 주는 힘을 연구하는 규율을 그리스어 단어 뒤에 명명하기 시작했는데요. 예를 들어, 영어: 물리학, 프랑스어: 체격, 독일어: Physik입니다. 한자문화권에 있어서의 물리학(물리)이라는 말은 메이지시대에 일본에서 난학이라고 불리던 네덜란드를 중심으로 한 서양문화를 소개하는 과정에서 생겨났습니다

갈릴레오 갈릴레이 이후 물리학은 물체의 움직임 등 물리현상을 수학적 모델을 통해 설명하려고 노력해 왔습니다. 아이작 뉴턴은 고전 역학을 확립했는데요. 조셉 루이스 라그랑주 같은 학자들은 물리학에서 다루는 모든 현상의 수학적 모델을 확립하려고 시도했습니다. 현대 물리학에서 수학적 모델은 예측과 가설 검정의 주요 수단으로도 사용되고 있으며, 특히 물리학에서 다루는 수학 모델을 연구하는 학문은 수학 물리학이라고 불립니다.

고전역학이 확립되면서 천체에서 사과와 같은 작은 것까지 대부분 물체의 움직임을 설명하고 예측할 수 있게 되었습니다. 그 결과 우주의 모든 상태는 충분한 조건이 주어진 물리학을 통해 예측할 수 있다고 믿는 결정론적인 세계관, 널리 받아들여졌는데요. 그러나 20세기 초 원자, 분자, 소립자의 미세한 세계를 다루는 양자역학의 발달로 자연현상 예측에 내재적 불확실성이 있음이 밝혀졌습니다. 20세기 후반에 개발된 카오스 이론은 양자역학이 다루는 미시세계뿐만 아니라 날씨와 같은 거시세계에도 예측 불가능성이 존재할 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 현미경 세계에 나타나는 불확실성과 달리 초기 조건이 완전히 알려지지 않았기 때문입니다.

현대 물리학은 많은 다른 하위 분야로 나누어져 있는데요. 주제에 따라 소립자와 다른 미세입자를 실험을 통해 검증하고자 하는 입자물리학, 또는 우주와 천체를 연구하는 천체물리학으로 나눌 수 있습니다. 자연현상을 설명하는 이론체계를 구축하는 이론물리학과 실험을 통해 이론을 검증하는 실험물리학으로 나눌 수도 있습니다. 또, 역학, 전자기학, 광학 등의 특정의 분야에 의해서 나누어져 불리는 한편으로, 현대 물리학은 지구 과학, 생물학등 여러 가지 분야에서 학제적인 연구를 적극적으로 실시하고 있습니다. 물리학은 다양한 분야에서 다루는 물체의 기본적인 성질에 관한 지식을 제공하기 때문에 초등 과학이라고 불립니다.