물리란 무엇일까?

물리라는 학문의 목적은 자연을 관찰하고 이 자연을 수학적인 모델로 구축하여 구축된 모델 내에서 경향성을 파학하는 학문이다. 이 경향성이라 함은 과거의 상태에 대한 자료에서 일정한 변환을 통해 미래의 상태를 예견할 수 있음을 말한다. 이러한 점에서 근본적으로 물리는 수학과 관련이 깊다. 또한, 이러한 특성으로 인해 물리는 아무리 아름다운 이론이라도 현실에 부합하지 못하면 버려지는 학문이기도 하다.

내가 물리를 좋아한 이유는 과학을 좋아했고, 외우는 것을 싫어했기 때문이다. 물리는 단순함을 추구한다. 이는 단순한 것이 수학적으로 모델링하게에 간편하기 때문이기도 하다. 또한, 물리는 서로 서로 얽혀있다. 그물의 한쪽만 들어 올려도 모든 그물을 들어 올릴 수 있는 것과 같이, 물리라는 학문은 한 부분은 거의 항상 다른 부분과 이어지게 되어 있다. 이것이 다른 과학 학문과 유별난 점이기도 하다.

물리라는 학문은 이름에서도 알 수 있듯이 물질의 이치를 탐구한다는 학문이다. 다시 한번 강조하지만 이러한 이치는 수학적인 모델링을 통해 분석될 수 있다. 물리라는 학문에서는 개념과 마찬가지로 수학적인 모델링이 가능한가가 중요하다. 예를 들어 물체는 아래로 떨어진다는 것은 누구나 아는 개념이다. 하지만 물리학에서는 이것은 그다지 중요한 명제가 아니다. 물리학에서 중요한 명제는 '물체는 아래로 일정한 가속도를 받으며 떨어진다'이다. 여기서 중요한 단어는 "일정한" 이다. 일정한이라는 단어에서 수학적인 모델링이 이루어졌기 때문이다.

그래서 나는물리를 잘하려면 개념만큼이나 수학적으로 모델링 하는 능력도 중요하다고 생각한다. 물리가 원래 수학적인 모델링 능력이 중요했던 것은 아니다. 아리스토텔레스의 시대까지만 해도 원리가 중요했다. 하지만 현재에는 수학적인 모델링이 매우 중요해지고 있다. 켈빈경의 격언으로 이 포스팅을 끝낸다.

"When you can measure what you are speaking about, and express it in numbers, you know something about it, But when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind: it may be the beginning of knowledge, but you have scarcely. . . advanced to the state of science."