[Kisti의 과학향기] 아인슈타인도 틀렸다?

보통 3월 14일을 화이트데이로 생각하지만 이 날은 과학사에서 아주 중요한 날이다. 시사잡지 타임이 20세기 최고의 인물로 선정한 알베르트 아인슈타인의 생일이기 때문이다.

아인슈타인은 죽은 뒤에 그의 뇌조직에 대한 연구가 진행될 정도로 천재과학자로 알려져 있다. 아인슈타인의 뇌에는 신경세포의 활동을 돕는 아교세포가 다른 사람보다 월등히 많아 이것이 천재성과 관련이 있는 것으로 추정되고 있다.

많은 사람들은 아인슈타인 하면 상대성이론을 떠올린다. 그래서인지 사람들은 그가 상대성이론으로 노벨상을 수상한 것으로 안다. 하지만 실제는 그렇지 않다. 상대성이론은 당시로는 획기적인 생각이어서 인정받는데 많은 시간이 걸렸다. 그가 노벨상을 받은 업적은 광양자 가설이다.

아인슈타인의 광양자 가설을 이용하면 금속표면에 적외선을 쪼이면 나오지 않는 전자가 자외선을 쪼이면 튀어나오는 광전효과를 설명할 수 있다. 파동이론에 따르면 적외선이던 자외선이던 빛을 쪼이면 입자가 튀어나와야 했다. 1922년 당시 학자들 사이에서 광양자 가설의 타당성에 대해서 회의적인 분위기에서도 아인슈타인은 노벨물리학상을 수상했다.

빛은 정확하게 보면 입자도 파동도 아닌 제3의 형태를 가진다. 다만 제3의 형태가 사람이 인식할 수 있는 형태가 아니기 때문에 우리는 입자나 파동이라는 형태로 바꿔서 생각하고 설명할 뿐이다.

아인슈타인의 말 중에서 “신은 우주를 가지고 주사위 놀이를 하지 않는다”는 유명한 말이 있다. 이 말은 우연성에 영향을 받아 확실한 것은 하나도 없다는 양자역학의 불완전성을 부정적으로 바라본 아인슈타인이 양자역학을 연구하는 과학자들에게 충고한 말이다.

그런데 이 말을 들은 보어는 오히려 “신이 왜 주사위놀이를 하는지를 생각해보라”고 충고했다. 결국 아인슈타인의 생각이 틀린 것으로 판명났다. 우리는 여기서 천재도 모든 것을 다 알거나 정확하지 않다는 단순한 진리를 얻는다. (글 : 박응서 과학칼럼니스트)