Two body Motion Science, Quantum

또 재미없는 얘기가 될 지도 모르지만, 그래도 한번 써볼랍니다. 이번에 할 얘기는 양자역학 얘기가 아니라, 고전역학에 관한 것입니다. 고전역학은 20세기 초의 특수상대성이론과 양자역학에 대한 상대적인 말로 영문으로 classical mechanics라고 합니다. 그나마 물리학 분야 중에서는 대중들이 많이 아는 분야로, F=ma 힘의법칙과 같은 뉴턴의 3가지 운동법칙과 F = GMm/r2 만유인력의 법칙으로 대변되는 분야라고 볼 수 있습니다.

또 거창하게 얘기하지면 19세기 20세기의 일반대중의 사고를 지배하고 있는 공간개념과 기계론적인 사고방식의 근원이라고 볼 수도 있습니다. 사람들에 따라서는 (소유의 종말, 노동의 종말, 엔트로피등을 쓴 제레미 리프킨 같은) 데카르트와 아담스미스 그리고 뉴턴이 현대인들의 사고를 지배했다고 보는 이들도 있습니다.

고전역학이라고 해서 예전의 학문이냐하면 그것도 아닙니다. 행성의 운동이나 고전역학적 통계역학으로 풀어낸 일기예보, 인공위성의 궤도진입, 로켓과 같은 발사체, 비행이가 유도탄에 필수적인 자이로스코프, 기계나 자동차에서의 동력학적 응용 등 그 씀씀이가 만만치 않지요.

배우는 이론들은 단순해 보이지만, 그것의 활용은 무궁무진합니다. 그중에서 중력에 관한 예를 들어보면, 만유인력은 두 질점(모든 질량이 1차원적인 점에 모여 있다고 간주한 가상의 점입니다.)간의 힘에 관한 정의입니다.
3차원 공간상에서 두 질점의 위치가 주어졌을 때, 두 질점의 질량의 곱에 비례하고 두질점의 거리의 제곱에 반비례한다.
그런데 왜 이런 중력이 생기는가? 하면 아무도 모릅니다. 자연이 그런것이죠. 물리학이나 자연과학의 발달은 르네상스 시절 레오나르도 다빈치 시대부터라고 보는설이 지배적인데요. 그때부터 왜?가 아닌 어떻게?라는 물음에 의한 답을 구하다보니 과학이 발달했다고 합니다.

어쨋튼 이런 만유인력의 법칙은 두물체간의 법칙인데, 이것을 몇몇 수학으로 풀어내면 (선형대수의 normal mapping) 마치 두개의 독립적인 물체가 제각각 움직이는 것과 같이 보입니다. 하나는 두 질점의 무게중에 가상의 물체가 있는 것처럼 또하나는 그 무게중심을 기준으로 또 하나의 물체가 있는 것과 같은 모양으로 움직이는 것이죠.

사실 오늘 얘기하려던 것은, 이런 두물체의 운동은 정확히 풀 수 있다는 점입니다. 그런데, 두물체간의 문제는 한물체처럼 정확하게 예상할 수 있지만 여기에 물체가 하나 더 들어가면, 정확한 계산을 할 수 없습니다. 컴퓨터를 이용하면 되겠다고 할 수도 있지만, 컴퓨터도 무한이 정확한 계산을 할 수 있는 기계가 아니기 때문에 일정정확도를 갖는 계산을 할 수 밖에 없습니다. 하지만, 이것은 결정론적인 인과관계를 위배하는 것은 아니기 때문에 양자역학적인 통계성이 있는 것이 아닙니다. 정확하게 계산하지 못할 뿐, 어떤 결과가 변동되는 것은 아니니까요.

덧글

  • 남탕훔쳐보는수녀 2004/02/07 07:38 # 답글

    으 응 녜에.. _(__)_ 꾸벅.
    -_-)/ 조은 주말 보내세요~~
  • Sensui 2004/02/07 12:11 # 답글

    이거 수능에 비슷한 거 나와서 틀렸다는.끄응;;언어영역에서 지문으로
  • jiinny 2004/02/08 01:03 # 답글

    수녀 // 물의를 일으켜 죄송합니다. 다양성이라고 생각해 주세요. 다양성...

    Sensui // 그런가요? 오호 거의 토플 수준이군요.
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