상대성이론: 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론

알베르트 아인슈타인

독일 출신의 미국 이론물리학자. 300편이 넘는 과학 논문과 150편이 넘는 과학 이외 일반 분야에 대한 글을 발표했다. 그가 이룬 놀라운 업적과 지적인 독창성은 ‘아인슈타인’이란 단어를 ‘천재’란 말과 동의어로 대중들에게 각인되게 했다. 취리히 대학에서 박사 학위를 받은 1905년은 물리학에서 ‘기적의 해’라고 불리는데 ‘광전 효과’, ‘브라운 운동’, ‘특수 상대성이론’, ‘질량-에너지 등가 법칙’ 등 현대 물리학의 초석을 놓은 논문들을 잇달아 발표해 시간, 공간, 질량, 에너지에 대한 고전역학 이래의 개념을 바꾸어 놓았다. 베를린 과학 아카데미의 교수로 있다가 히틀러의 유대인 박해를 피해 미국으로 가 프린스턴 대학 고등연구소에서 생을 마칠 때까지 재직했다. 2차 대전 때 프랭클린 루즈벨트 미국 대통령에게 ‘극도로 강력한 새로운 유형의 폭탄’에 대한 경고 편지를 써서 맨해튼 프로젝트를 통해 원자탄이 개발되는 데 일조했지만 그것이 무기로 사용되는 것에 대해서는 비난했다. 말년에 인생의 가장 큰 실수로 루즈벨트 대통령에게 편지를 쓴 사실을 거론한 것으로 알려져 있다. 전후 민주적인 세계 정부 수립이라는 이상을 강력히 옹호했고 대중들에게 핵무기와 전쟁의 위험을 경고하는 평화 운동에도 헌신했다. 냉전 체제가 고착화되던 1955년 버트란드 러셀과 함께 핵무기의 위험성을 경고한 러셀-아인슈타인 선언에 서명한 것이 그의 마지막 공식 활동이 되었다. 그가 죽기 불과 하루 전이었다.

서문
15번째 개정판의 노트

1부 특수 상대성 이론
1. 기하학 명제의 물리적 의미
2. 좌표제
3. 고전 역학에서의 공간과 시간
4. 갈릴레이 좌표계
5. 제한된 의미의 상대성 원리
6. 고전 역학에서 사용하는 속도의 합에 관한 정리
7. 상대성 원리와 빛의 전파의 법칙 사이에 있는 명백한 불일치성
8. 물리학에서 시간에 대한 개념
9. 동시성의 상대성
10. 거리 개념에 대한 상대성
11. 로렌츠 변환
12. 움직이고 있는 측정자와 시계의 특성
13. 속도 합에 관한 정리, 피조의 실험
14. 상대성 이론의 자기 발견적 가치
15. 상대성 이론의 일반적인 결과들
16. 경험과 특수 상대성 이론
17. 민코프스키의 4차원 공간

2부 일반 상대성 이론
18. 특수 상대성 원리와 일반 상대성 원리
19. 중력장
20. 상대성 이론의 일반적 가정을 위한 논의로서 관성 질량과 중력 질량의 등가성
21. 특수 상대성 이론과 고전 역학의 기초가 불만족스러운 이유
22. 일반 상대성 원리로부터의 몇 가지 추론
23. 회전하는 좌표계에서 측정자와 시계의 행동
24. 유클리드 연속체와 비유클리드 연속체
25. 가우스 좌표계
26. 유클리드 연속체인 특수 상대성 이론의 시공간 연속체
27. 유클리드 연속체가 아닌 일반 상대성 이론의 시공간 연속체
28. 일반 상대성 원리의 정확한 수식화
29. 일반 상대성 원리에 근거한 중력의 문제에 대한 해답

3부 우주에 관한 전체적인 고찰
30. 뉴턴 이론이 갖는 우주론적 문제
31. '유한'하지만 '경계가 없는' 우주의 가능성
32. 일반 상대성 이론에서 본 우주의 구조

부록
1. 로렌츠 변환의 유도(11장의 보충)
2. 민코프스키의 4차원 공간('세계')(17장의 보충)
3. 일반 상대성 이론을 증명한 실험
4. 우주의 구조(32장의 보충)
5. 상대성 이론과 공간의 문제
해설
지은이에 대해
옮긴이에 대해