현대 과학과 사회문화

상대성 이론은 빛에 가까운 속력이나 아주 강한 중력에서만 필요한 이론처럼 보인다. 그런데 오늘 우리가 쓰는 기술과 20세기의 역사에도 깊이 스며 있다.

상대성 이론은 ‘누구에게나 같은 절대 시간’이라는 오랜 생각을 무너뜨려 철학과 예술, 대중문화에도 영향을 주었다. 또 1939년 아인슈타인이 핵무기 개발 가능성을 알리는 편지에 서명한 일은 과학자의 사회적 책임에 대한 논쟁으로 이어졌다.

판단“모든 것은 상대적이다”라는 유행어는 상대성 이론을 잘못 이해한 것이다. 상대성 이론은 오히려 빛의 속력과 물리 법칙이 모든 관찰자에게 같다(불변)는 데서 출발한다. 그래서 과학 개념을 비유로 쓸 때는 원래 뜻을 지켜야 한다.

20세기 초 물리학은 두 번 크게 바뀌었다. 상대성 이론은 누구에게나 똑같이 흐르는 절대 시간을 버렸고, 양자 역학은 원자 세계가 확률로만 예측된다고 말했다. 실험실 안의 이 변화가 어떻게 신문, 그림, 철학, 일상의 말에까지 번졌을까?

1사회가 과학에 준 질문, 과학이 사회에 준 답

영향은 한 방향만이 아니었다. 19세기 말 유럽은 철도와 전신으로 연결되면서 멀리 떨어진 도시의 시계를 맞추는 일이 실제 문제가 되었다. 아인슈타인은 1902년부터 1909년까지 스위스 베른의 특허청에서 일했는데, 시계 동기화에 관한 발명품이 이 시기 특허 출원에 자주 등장했다. 1905년 특수 상대성 이론 논문은 바로 ‘멀리 떨어진 두 시계를 어떻게 맞추는가’를 따지며 동시성이 관찰자에 따라 달라짐을 보였다. 이 둘을 직접 연결하는 기록은 없지만, 시대의 기술 문제가 과학자의 질문에 스며들 수 있음을 보여 준다.

반대로 1919년 일식 관측 발표 뒤에는 과학이 사회로 쏟아져 나왔다. 아인슈타인은 세계를 돌며 강연했고, 신문은 “세상에서 12명만 이해하는 이론” 같은 말로 상대성 이론을 소개했다. 과학자가 대중의 유명인이 된 첫 사례로 꼽힌다.

2예술, 같은 시대의 공기, 다른 출처

20세기 초 화가들도 시간과 공간을 새로 그리려 했다. 다만 작품과 과학의 관계는 조심해서 읽어야 한다.

그러니 “미래주의 화가들이 상대성 이론을 그렸다”고 말하면 틀린다. 더 정확한 말은 이렇다. 같은 시대에 과학자와 예술가가 모두 ‘관찰자와 움직임에 따라 달라지는 시간과 공간’이라는 문제에 끌렸고, 그 배경에는 빨라진 교통과 사진, 영화 같은 새 기술이 있었다.

3생각과 말, 오해도 함께 퍼졌다

“모든 것은 상대적이다”라는 말이 유행하며 도덕이나 진리도 사람마다 다르다는 주장의 근거처럼 쓰였다. 그러나 상대성 이론의 출발점은 오히려 불변이다. 빛의 속력과 물리 법칙은 모든 관찰자에게 같고, 시간과 길이는 그 불변을 지키기 위해 바뀐다. 양자 역학의 ‘불확정성’도 “무엇이든 확실하지 않다”는 뜻이 아니라, 위치와 운동량을 동시에 정확히 정할 수 없다는 정확한 수학적 한계이다.

현대 과학은 무겁고 현실적인 영향도 남겼다. 질량과 에너지의 관계(E = mc²)는 핵분열 연구와 이어져 원자력 발전과 핵무기를 낳았고, 과학자가 연구의 결과에 어떤 책임을 지는가라는 질문을 사회 전체에 던졌다.

4미래주의 작품을 분석하는 방법

• 작품의 제작 연도와 화가가 쓴 선언문·편지를 먼저 확인한다. 화가가 무엇을 읽고 보았는지가 근거이다.
• 화면에서 시간의 흐름이 어떻게 표현되었는지(겹친 윤곽, 반복된 다리, 사선)를 찾는다.
• 그 표현이 상대성 이론의 내용(관찰자마다 다른 동시성, 시간 지연)과 같은지, 아니면 ‘움직임의 연속 기록’에 가까운지 비교한다.
• 비슷함과 영향 관계를 구별해서 결론을 쓴다.

판단과학과 예술이 비슷해 보인다고 한쪽이 다른 쪽에 영향을 주었다고 단정할 수 없다. 영향을 말하려면 시간 순서와 직접 기록(읽은 책, 편지, 인터뷰)이 필요하다. 그래도 같은 시대의 기술과 문제의식을 함께 나눈 흔적은 분명하며, 이것이 과학과 문화가 서로 얽혀 있다는 증거이다.