상대성이론은 단순히 과학뿐 아니라 사회 문화 철학에도 엄청난 영향을 미쳤다. 그러므로 상대성이론을 모르고서는 이 세계의 작동 원리를 이해하지 못할뿐더러, 현대인의 사고체계를 제대로 파악한다고 할 수 없다. 『상대성이론의 결정적 순간들』은 오랫동안 상대성이론을 역사적, 철학적으로 어떻게 이해할지에 깊은 관심을 갖고 글을 써온 김재영 박사가 상대성이론이 어떻게 발전해 왔는지, 또 그 핵심은 무엇인지 일반 독자의 눈높이에서 쉽고 재미있게 이야기해 주는 책이다.

상대성이론은 시간과 공간과 물질에 관한 가장 근본적인 이론이며 과학이론의 본성을 잘 드러내는 이론인 만큼 역사적 문화적으로 좀 더 풍부한 맥락에서 다뤄져야 할 필요가 있다. 그런 면에서 이 책은 상대성이론이 어떤 경로로 발전되어 왔는지 역사적인 전개를 살펴보며, 이 놀라운 이론이 사상사에 어떤 인식의 전환을 가져왔는지 다룬다. 또 다양한 자료 사진과 삽화, 도표 등이 이해를 돕고 읽는 재미를 더해준다.

이 책을 읽고 나면 상대성이론이 어떤 배경 속에서 여러 과학자, 수학자들의 노력 끝에 탄생했는지, 그 핵심이 도대체 무엇인지, 그리고 이 놀라운 이론의 탄생 이후 세계를 바라보는 관점은 어떻게 바뀌었는지 알게 될 것이다. 나아가 독자 역시도 우리가 살아가는 세계를 이해하는 시야가 확 트임을 느낄 것이다.

들어가며. 004

I 상대성이론의 실마리

1장 뉴턴 vs 아인슈타인 014

“뉴턴이여, 나를 용서하시길!” | 뉴턴의 ‘기적의 해’ 신화

2장 원격작용과 마당이론 032

뉴턴 역학의 힘과 물질 | 질량과 무게

3장 공간이란 무엇일까? 059

뉴턴과 라이프니츠의 공간 논쟁

아인슈타인과 가우스와 비유클리드 기하학

II 기적의 해와 시공간

4장 아인슈타인의 기적의 해 1905년 082

아인슈타인의 학창시절 | 아인슈타인의 박사학위논문

5장 1908년, 절대세계의 가설 105

민코프스키의 「공간과 시간」 | 세계선과 지속성 논쟁

6장 운동질량과 우주선 사고실험.122

질량이 정말 속도에 따라 달라질까? | 드원 ― 베란 ― 벨 우주선 사고실험

III 일반상대성이론의 탄생

7장 베른에서 베를린까지 146

“생애에서 가장 운 좋은 생각” | 아인슈타인과 힐베르트의 표절 논쟁

8장 도대체 일반상대성이론이 무엇일까? 157

일반상대성이론의 기초 | 상대성원리, 동등성원리, 중력장 방정식

일반상대성이론이 탄생하기까지

9장 전쟁의 포성 속에서 우주의 비밀에 접근하다 188

슈바르츠실트의 풀이 | 일반상대성이론과 우주론

IV 가장 아름답고 완벽한 이론

10장 일반상대성이론 입증되다 208

1919년의 개기일식 | 우주론을 바꾼 역사 뒤편의 영웅들

11장 일제강점기 한반도의 스타, ‘아박사’ 또는 ‘아인씨’ 235

빛에도 무게가 있다!! | 동아시아에 온 아인슈타인

“뉴톤에서 아인스타인까지”

V 상대성이론의 해석

12장 상대성이론을 어떻게 해석해야 할까 270

상대성이론의 존재론 | 중력장 방정식의 해석과 상대성이론의 철학적 측면

일반상대성이론과 다양체 실재론

현대 물리학에서 에테르는 자취를 감추었을까?

13장 상대성이론을 넘어서 297

상대성이론은 상대주의적인가? | 베르너 하이젠베르크의 1937년

하이젠베르크와 그레테 헤르만의 대화 | 물리학 밖의 일반상대성이론

14장 모든 것의 이론? 325

주 334

참고문헌 339

찾아보기 342