Principle  of  Constancy  of   Light  Velocity

Principle of Constancy of Light Velocity (광속불변의 원리) 는 서로 등속도운동(等速度運動)을 하는 모든 관측자(또는 좌표계)에 대해 광속도는 항상 일정한 값을 가진다는 원리이다.

1905년 A.Einstein 이 제창한 특수상대성이론의 기본적 원리의 하나이다. 진공을 채우는 탄성매질(에테르) 중의 횡파라 간주되는 빛의 파동론이 19세기 중엽에 일반적으로 인정되어, 에테르의 물리적 실재성을 둘러싸고 실험적 ·이론적 연구가 19세기 후반에서 말기에 걸쳐 전격적으로 행해졌다. 그 중에서는 정지(靜止) 에테르에 대한 절대운동을 탐구한 마이컬슨-몰리의 실험이 유명한데, 그 결과는 부정적이었다. 한편 절대정지(絶對靜止) 에테르의 가정 하에 물질의 요소적 단위로서의 전자와 그에 의한 전자작용에 기초해서 일관된 이론체계를 세우려는 시도가 H.A.로렌츠에 의해서 행해졌다(로렌츠의 전자론). 로렌츠는 이 과정에서 마이컬슨 등의 실험이 예상 밖의 결과를 낸 것을 설명하는 가설로서, 운동하고 있는 물체는 운동 방향으로 줄어든다(로렌츠-피츠제럴드수축)는 생각을 내놓고, 그것을 물질의 전기적 구조에 의한 근거로 삼으려 하였다.

A.Einstein 의 광속도불변의 원리는 에테르를 무용한(반드시 물리적 실재성을 부정하는 것은 아니다) 것으로 만듦으로써 직접 마이컬슨 등의 실험 결과에 응답하는 형식을 취하고 있는데, 이것이 그 발상의 직접적인 원인은 아니었다. 아인슈타인은 2개의 기본적인 원리를 충족시키는 관성계간의 좌표변환이 시간 ·공간의 4차원 안에서의 1차변환으로서 결정되며, 그 결과로서 로렌츠-피츠제럴드수축이 도출된다는 것을 보여주었다. 즉, 이러한 효과를 물질의 전기적 성질에 의한 것으로서가 아니라 시간 ·공간에 대한 기본적인 새로운 입장의 결과로서 설명하였다. 동시에 광속도가 불변할 뿐만 아니라 특수상대성이론의 범위 안에서는 광속도보다 빠르게 전파되는 것이 존재하지 않는다는 뜻으로, 광속도는 일종의 궁극적인 뜻을 가진다는 것을 보여주었다.

쉽게 설명하여 보자.

I.Newton 의 결정론은 절대시간과 절대공간을 전제로 하고 있다. 하지만 A.Einstein 은 우주의 시간과 공간이 절대적인 것이 아니라 상대적인 것에 지나지 않는다는 상대성이론을 내놓았다. 뿐만 아니라 뉴튼이 에너지를 가할 수록 무한히 속도가 증가할 수 있다고 생각했던데 비해서, 아인슈타인은 어떠한 물체도 빛의 속도에 가까워 지면 그 물체에 가한 에너지가 속도를 증가시키는데 쓰이지 않고, 오히려 속도를 늦추게 하는 질량을 증가시킨다는 것을 가설로 삼았다. 이 가설은 '광속불변의 원리'이라는 이름으로 알려져 있으며, 1945년에 원자폭탄으로 싫증되었다.

인간의 정신은 물질과는 다른 세계의 것이며, 물리적인 제한을 받지 않는다고 생각하기 쉽다. 하지만 인간의 정신은 분명 뇌라는 물질적인 기반 위에 구성되어 있으며, 물리적인 한계가 분명하다. 인간의 두뇌는 뉴론(neuron)이라는 신경세포의 네트워크 망으로 되어 있다. 인간이 뇌를 통해 사고하는 한 뉴론을 통해 전파되는 전기 신호는 광속을 넘을 수 없기 때문에 빛의 속도 이상으로 빠르게 생각하는 것은 불가능하다. 그렇다 해도 걱정할 것은 없다. 현실적으로 빛의 속도는커녕 소 걸음 정도로 생각해도 천재라는 소리를 듣는 사람도 있으니까.