기초 전자기학 강의

머리말 vii
1장 입자 Particles 1
1.1 입자와 힘 Force 1
1.2 등속운동 14
1.3 운동 상태 17
1.4 관성계 23
1.5 상대성 원리 32
2장 장 Fields 39
2.1 장과 힘 Force 39
2.2 장과 상대성 원리 52
2.3 장과 시공간 Spacetime 57
3장 입자 대 장 75
3.1 입자의 가속 Acceleration 79
3.2 힘과 상태변화 83
3.3 입자의 운동 정보 Information 91
3.4 운동량 대 에너지 Energy 97
3.5 장과 포텐셜 109
3.6 페르마의 원리 118
3.7 최소 작용의 원리 127
4장 장 대 장 141
4.1 테일러 전개 Taylor Expansion 142
4.2 물질파 Matter Wave 153
4.3 수소 원자 Hydrogen Atom 165
4.4 게이지 포텐셜 Gauge Potential 171
4.5 국소적 게이지 불변 Local Gauge Invariance 183
4.6 작용과 상태변화 197
부록 209
A. 현대물리 209
A.1 에너지-운동량 관계 210
A.2 슈뢰딩거의 고양이와 위그너의 친구 213
B. 벡터해석 223
B.1 위치 벡터 224
B.2 벡터의 내적 혹은 스칼라곱 225
B.3 벡터의 외적 혹은 벡터곱 228
B.4 기울기(gradient) 연산자 230
참고문헌 239
감사의 글 240
찾아보기 241

"절대공간과 절대시간이 존재한다는 뉴튼의 공리가 오류였다고 밝혀진 건 20세기 초에 등장한 아인슈타인의 상대성 이론(Theory of Relativity) 덕분이다. 하지만 갈릴레이 상대성 원리(Principle of Relativity) 만큼은 여전히 유효할 뿐만 아니라 현대 물리학의 토대를 이루는 기본 원리 중 하나로 간주되고 있다. 사실 상대성 원리가 뜻하는 건 바로 누가 어떻게 보더라도 다 동의할 수 있는 것이여야만 자연 법칙이라 부를만 하다는 평범한 진리이다. 여기서 한 가지 덧붙인다면 그 관측자가 꼭 우리 인간이여야만 할 이유는 없다. 물론 그게 또 꼭 의식을 지닌 생명체여야 할 필요도 없다. 자연의 법칙이란 게 의식을 지닌 생명체에게만 주어진 특별한 선물은 아니기 때문이다. " [본문 1장 p.38 중에서]

"한편 아인슈타인 시공간에서 운동의 주체는 시공간 자체이다. 그 속에서 운동하는 물체는 다만 무심히 시공간을 떠도는 객체에 불과하다. 이는 마치 기차길이 놓이고 나면 그 길 위를 달리는 기차의 운동 경로가 이미 다 정해진 경우와 같다. 이동 경로를 바꿀 수 있는 건 기차가 아니라 그 길을 놓은 기차 탄 사람들의 욕망이다." [본문 2장 p.69 중에서]

“시장의 수요와 공급이 일치하는 점에서 상품 가격이 정해지고 유한한 자원의 배분이 최적화되듯, 마치 아담 스미스(Adam Smith)의 ‘보이지 않는 손’이라는 게 자연에도 있어서 운동에너지와 위치에너지 사이에 균형을 이루는 경로를 따라 운동이 이뤄지고, 유한한 ‘자연의 부’(the wealth of nature)인 에너지 배분을 최적화하는 것만 같다.” [본문 3장 p.125 중에서]