물리학이 무엇일까?

소개

과학을 좋아하는 사람은 유독 물리학을 좋아하는 사람이 많다. 

 

유명한 과학자인 어니스트 러더퍼드는 "물리학 이외의 과학은 우편수집"이라 말했다.

 

이 말은 물리학 이외에 화학이나 생물학, 지구과학 같은 과학은 사실 생각해보면 단순히 현상을 묘사하는 것 이상의 원인을 밝히지는 못 하기 때문이다. 

 

이 물질과 이 물질이 만나면 이 물질이 된다, 이 물질은 이런 특성을 가지고 있어서 몸 안에서 이런 작용을 한다 같은 설명은 모두 관찰할 수 있는 사실들의 모음(우표수집)이다. 이 물질이 왜 이런 특성을 가지고 있는지는 결국 물리학의 힘을 빌려야 한다.

 

그렇기에 물리학을 매력적으로 느끼는 사람이 많은거 같다.

 

하지만 구체적으로 물리학이 뭘까? 물리학에서는 무엇을 연구할까? 물리학을 왜 배워야 할까?

 

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물리학의 사전적 정의

네이버 국어사전에 따르면 물리학의 사전적 정의는 다음과 같다.

 

말이 좀 어려울 수 있지만 쉽게 말하자면 물리학은 관찰할 수 있는 모든 것의 관계나 법칙을 밝혀내는 학문이다.

 

생각해보면, 우리 주위를 둘러보면 대부분의 것들은 물질로 이루어져 있다. 내가 앉는 의자도 물질이고, 숨을 쉬고 있는 공기도 물질이다. 컴퓨터도 물질로 이루어져 있고, 자동차도 물질이다. 물리학은 이런 물질의 다양한 측면을 연구하는 학문이다.

 

그렇기에 물리학의 범위는 이 세상에 존재하는 대부분의 것들이라 볼 수 있다.

 

예전에는 추상적인 개념(사랑, 평화)나 지나치게 복잡한 대상(인간)은 물리학의 대상이라 여기지 않았지만, 최근에는 추상적인 개념도 인간이 느낀다면 결국 호르몬의 작용이고, 인간도 물질이 이루어져 만들어 지기 때문에 결국 생물학도 물리학이고, 더 나아가 사회과학도 물리학이라는 주장이 인기를 얻고 있다. (이를 모든 학문은 물리학으로 환원된다고 해 환원주의라 한다.)

 

이런 환원주의적 관점에서는 물리학은 말 그대로 모든 것을 과학적으로 연구하는 학문이다.

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물리학에서는 무엇을 연구할까?

잠깐 말했지만, 환원주의적 관점에서는 물리학의 대상은 이 세상에 존재하는 모든 것이지만, 일반적으로 말하는 물리학의 대상은 그렇게까지 넓지는 않다.

 

일단 물리학은 물질에서 시작해 물질에서 끝난다.

 

상대적으로 큰 물질이 공간에서 어떻게 움직이는지 분석하는건 역학,

상대적으로 작은 물질이 모여서 어떻게 움직이는지 분석하는건 열역학, 

더 나아가, 물질이 어떤 특성을 가지고 서로 결합해서 어떤 새로운 특성을 지니게 되는지 연구하는 화학,

하나의 원자를 이루는 더 작은 소립자를 연구하는 입자물리학

 

등이 있다.

 

그 중에서 가장 유명한 분류는 아마 고전역학과 양자역학으로 나누는 것이지만, 결국 물리학은 물질을 연구하는 학문이고, 포커스를 어디에 맞추는 지에 따라 새로운 분야가 생기는 것이다.

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물리학을 왜 배워야 할까?

물리학은 모든 과학의 기본이다. 화학을 깊게 배울려고 하면 물리학이 나오고, 우주과학은 천체물리학이라는 다른 별칭까지 있다. 최근에는 심지어 생물학에서도 물리학을 활용하는 경우도 있다.

 

하지만 그것보다 중요한 것은, 물리학을 배우면 세상을 과학적인 방식으로 보는 눈이 생긴다는 것이다.

 

우선, 물리학은 과학적 방법론을 가장 엄격하게 적용하는 학문 중 하나이기 때문에 물리학을 배우면 자연스럽게 과학적 방법론을 적용하는 방법을 배우게 된다.

 

뿐만 아니라, 관찰할 수 있는 모든 것은 과학이 다룰 수 있고, 관찰할 수 없는 것들은 세상에 존재한다는 확신이 없다는 뜻이니, 모든 것을 과학적 회의주의를 바탕으로 봐야 한다는 것을 깨달을 수 있다. 비판적 사고가 중요하다고 말만 듣는 것 보다는 이렇게 직접 공부하면서 느끼면 세상을 보는 관점이 달라 질 것이다.

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물리학이 어려운 이유

물리학이 어려운 이유는 크게 2가지가 있다.

 

1. 물리학은 과학적 방법론을 가장 엄격하게 적용한다.

2. 물리학은 수학을 가장 많이 활용하는 과학이다.

 

수학이나 과학의 사고방식은 인간에게 익숙한 사고 방식이 전혀 아니다. 그렇기 때문에 오랜 연습과 사고가 필요하다. 많은 학문들이 익숙해지면 이해하는 경우가 많지만, 수학이나 물리학은 적극적으로 사고해야 이해가 되기 때문에 유독 어렵다.

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