●● 관성의 법칙

관성의 법칙

구조론연구소  김동렬  2022. 05. 10

 

관성의 발견이야말로 근대과학의 첫 단추를 꿴 일대사건이라 하겠다. 모든 것은 어떤 사람이 갈릴레이에게 시비를 건 데서 시작되었다. 지구가 돈다는게 말이나 되냐? 우리가 1초에 400미터를 도는 회전그네를 타고 있다면? 왜 어지럽지 않지? 갈릴레이 너 바보냐?

 

    그 질문을 던진 사람은 사실 관성을 발견한 것이다. 그는 제 손에 들어온 다이아몬드를 재빨리 남 줘버렸다. 뉴턴의 다른 법칙들은 관성을 해명하는 과정에서 나온 부가적인 설명에 불과하다. 관성 안에 다 있다. 그 말을 듣고 분개한 갈릴레이 바로 반격 들어가 준다. 

 

    그래. 진짜로 지구가 1초에 400미터 돈다면 어쩔래? 내가 빠른 배를 타고 여행한 적이 있는데 배 안에서는 배가 가는 줄도 몰랐다니까. 필이 딱 온다. 머리가 팽팽 돌아가기 시작한다. 새로운 의견에는 설마 그럴 리가 하고 딴지걸기 전에 시뮬레이션을 해봐야 한다.

 

    필자가 처음 기차를 탔을 때다. 맞은편 선로에서 기차가 지나가는데 엄청 빠른 거였다. 와장창창하고 시끄러운 소음이 난다. 저 기차 뭐지? 왜 저렇게 빠르지? 무궁화호 안 빠른데? 급행열차인가? 한동안 헷갈렸다. 두 열차의 속도가 합쳐져서 두 배 속도를 느낀다.

 

    보통 사람은 이런 경험을 하고도 그냥 넘어간다. 깜짝 놀라고도 그게 중요한 발견이라는 사실을 모른다. 자전거를 타도 그렇다. 어떨 때는 맞바람 때문에 자전거가 뒤로 밀린다. 어떨 때는 슝슝 잘 간다. 왜 출근 때는 항상 자전거 타기가 쉽고 퇴근 때는 항상 힘들지? 

 

    한강 둔치에 나갔을 때는 방향을 정해야 한다. 어느 쪽으로 갈꺼나? 바람을 등지고 출발하니 갈 때는 쉽고 올 때는 힘들다. 갈 때 쉽다고 너무 멀리까지 가서 올 때는 개고생 한다. 버스가 로타리에서 커브를 돌 때 몸이 기우뚱한다. 살짝이 아니고 왕창 기울어진다. 

 

    조금만 깊이 생각해보면 우리가 무심코 지나쳤던 그러나 고개를 갸웃하고 잠시동안 헷갈려 했던 신기한 경험이 무수히 있다. 사실 아직 인류는 아직 관성을 발견하지 못했다. 운동상태를 유지하려는 경향이라고 초딩설명으로 접근해도 되는 간단한 문제가 아니다. 

 

    관성의 문제는 의사결정이다. 물체에 작용하는 힘이라는 표현에서 물체가 뭐지? 액체나 유체는 물체가 아닌가? 공중에서 떨어지는 물방울은 물체가 아닐까? 여럿으로 된 그룹은 물체가 아닌가? 물체라는 말은 게으런 표현이다. 과학의 언어가 될 수 없는 관념이다. 

 

    소립자 단위로 쪼개볼 때 물체는 없다. 물체는 입자인지 파동인지 따지기 피곤하니까 대충 뭉개고 넘어가자 이런 거다. 그럼 뭐가 있지? 계가 있다. 자원들이 연결되어 있으면 계다. 의사결정은 연결의 중심에서 일어나며 사건이 격발되면 일단 계는 중심을 찾는다. 

 

    변화는 하나의 점에서 일어나고 그 점을 찾는 절차가 중요하다. 구조론에서 이 부분을 다루는 것이다. 계에 외력이 작용했을 때 내부에서 코어가 찾아진 다음 반작용이 일어나며 그 코어의 위치를 바꾸는 데서 질, 입자, 힘, 운동, 량의 여러 변화가 일어나는 것이다. 

 

    관성에 관한 모든 현상은 그 중심을 찾으려는 현상이다. 중심을 찾는 데 드는 비용이 질량이다. 인구 100명의 국가와 인구 만 명의 국가가 있다면? 각각 투표를 해서 지도자를 뽑되 유권자 숫자가 100 아니면 1만이다. 백 표나 만 표를 검표해야 지도자가 결정된다. 

 

    우리는 그것을 질량이라고 말한다. 여기서 관측자의 입장을 포함시키면 가속도의 법칙이다. 질량을 알아보려면 외부에서 때려보면 되는데 어느 정도 세기로 때려야 하는가? 관성을 파악하는 과정에서 관측자의 때리는 힘을 포함시킨게 두 번째 가속도의 법칙이다. 

 

    때리는 힘은 관측자의 개입이므로 그 부분을 빼고 다시 살펴보라는게 세 번째 작용반작용의 법칙이다. 관성은 물질이 상태를 변화시킬 때 드는 의사결정비용이다. 

 

    변화는 의사결정의 절차를 밟는다.

    변화는 코어를 도출하고 코어를 이동시킨다.

    코어를 도출하는 데 들어가는 비용이 질량=관성이다.

    관성을 측정하며 외부에서 투입된 비용을 더한 것이 가속도의 법칙이다. 

    외부에서 투입한 힘을 빼야 한다는 지적이 작용반작용의 법칙이다.

 

    계, 체, 각, 선, 점으로 이루어진 자연의 다섯 차원은 코어를 찾는 절차다. 변화가 시작되는 한 점을 찾아야 한다. 점은 선의 일치로 찾고, 선은 각의 일치로 찾고, 각은 체의 일치로 찾고, 체는 계의 일치로 찾는다.