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《빛의 물리학》은 EBS교육방송의 6부작 다큐멘터리 프로그램이다.

EBS 다큐프라임을 통해 2013년 9월 23일 밤 9시 50분을 시작으로 2주에 걸쳐 방영하였다.

빛을 중심으로 상대성이론과 양자역학을 설명한다.

과학자 갈릴레오, 뉴턴, 맥스웰, 아인슈타인, 보어, 하이젠베크르의 일화에 더불어 상대성 이론과 양자역학에 관한 내용 소개가 프로그램의 주를 이룬다.

CERN, 보어연구소, 뉴턴 생가, 베른의 특허청 등 물리학사에서 중요한 공간을 화면에 담았다.

2년에 걸친 제작 기간 중 12개국에서 물리학사의 중요한 순간들을 재연했다는 평을 받았다.

[출처] 우리 모두의 백과사전 위키백과

 목차 :

1부. 빛과 시간 특수상대성 이론

빛을 실마리로 삼아 물리학계의 중요한 이론 중 하나인 아인슈타인의 특수상대성이론에 대해 알아본다.

리처드 파인만 "상대성이론을 이해한 사람은 이 세상에 12명이 있다는 말이 있다.
그러나 양자역학을 이해하는 사람은 이 세상에 한명도 없다"

세계적인 물리학자도 어렵다고 하는데, 한국 공중파 tv에서 물리학을 정통으로 다룬다. 그것도 상대성 이론과 양자 역학을 다 다룬다.
제작진의 목표는 하나다. 이 프로그램을 본 대한민국 국민이 상대성이론과 양자역학을 이해하는 것.
어렵지 않다. 아니, 기분 좋을 만큼만 딱, 어렵다. 최대한 쉽게 하는 게 지상 과제였다. 감동과 반론은 시청자들의 몫이다.

제1부. 빛과 시간 - 특수상대성이론

16살 아인슈타인의 머릿속은 빛으로 가득했다. 빛의 속도로 달리면 빛은 어떻게 보일까? 거울을 들고 빛보다 빨리 달리면 거울 속 나는 어떻게 보일까?
소년의 질문은 10년 뒤 시공간에 대한 인류의 이해를 바꿀 혁명적 논문의 초석이 된다.

역사상 가장 유명한 방정식 E=mc2을 포함하는 아인슈타인의 특수상대성이론. 딱딱하고 복잡한 공식 없이도 쉽게 이해할 수 있을까?
특수상대성이론은 우리를 둘러싼 세계를 어떻게 설명하고 있을까?

1부에서는 아인슈타인이 던졌던 최초의 질문에서 결정적 깨달음의 순간까지 특수상대성이론의 탄생과정을 추적한다.

2부. 빛과 공간 일반상대성 이론

아인슈타인의 일반상대성이론을 알아보고 중력에 대해 설명한다.

1919년 11월. 미국과 유럽의 주요매체들은 물리학의 판도가 바뀌었음을 대서특필한다. ‘뉴턴주의는 무너졌다’, ‘아인슈타인 이론의 승리’. 물리학계 소식으로서는 드물게 자극적인 헤드라인이었다.

우리는 왜 땅에 붙어 있을까? 모든 물체는 왜 바닥을 향할까? 뉴턴의 만유인력 법칙은 중력을 명쾌하게 설명한다. 하지만 완벽해 보이는 만유인력법칙에도 치명적 결점이 존재했다.
왜 만물이 서로를 잡아당기는지 설명 못한 것이다.
뉴턴은 ‘나는 가설을 만들지 않는다.’는 말로 이 문제를 피해갔다.

아인슈타인의 일반상대성이론은 ‘중력’에 대한 또 다른 이론이다. 천재 물리학자는 단 11년 만에 뉴턴조차 풀지 못한 중력의 비밀을 알아낸다. 아인슈타인의 손을 들어 준 건 다름 아닌 별빛이었다.
2부는 두 천재 과학자의 시대를 뛰어넘은 대결을 통해 중력의 실체를 확인한다.

3부. 빛의 추적자

빛은 경외의 대상이었다. 시대와 문화권을 막론하고 수많은 학자들은 빛에 매혹됐다. 빛은 정복해야할 미지의 과제였고, 좋은 실험 도구였다. 빛의 탐구역사는 인류의 역사와 함께한다.
우리는 빛에 대해 얼마나 알고 있는가?

빛을 처음 과학의 영역으로 가져 온 사람은 갈릴레오다. 갈릴레오는 빛의 속도를 재려 했던 최초의 과학자였다.
뉴턴은 아리스토텔레스 이후 수천 년간 지속된 빛과 색의 논란에 종지부를 찍었다. 미스터리한 무지갯빛의 정체를 밝힌 건 프리즘을 이용한 간단한 실험이었다.
빛의 실체를 파악한 건 맥스웰이었다. 엉뚱하게도 전기와 자기 현상이 가장 중요한 단서였다. 맥스웰의 발견으로 과학은 마침내 빛을 만들어낼 수 있게 됐다.

우리는 빛으로 가득한 세상에 살고 있다. 3부는 천상의 빛을 땅으로 가져와 직접 창조해내기까지. 빛을 탐구했던 위대한 과학자들을 찾아간다.

4부. 빛과 원자

우리의 상식으로는 이해되지 않는 원자 이하의 세계, 그곳에서 적용되는 양자역학에 대해 알아보고 그 특성을 설명한다

세상은 무엇으로 이뤄졌을까? 인류는 오랫동안 답을 찾아왔다. 1803년, 과학계는 마침내 ‘원자’라는 결론에 다다랐다. 질문의 답은 끝난 듯 보였다. 그러나 그것은 시작에 불과했다.
100년도 채 안 돼 더는 쪼개지지 않을 것 같던 가장 작은 알갱이에서 무언가가 나왔다.

원자의 문을 연 사람은 영국의 물리학자 톰슨. 그가 발견한 것은 전자였다.
톰슨의 발견은 물리학계에 새로운 활력을 불어넣었다. 원자 내부 구조를 밝히는 것이 최우선 과제가 되었다. 문제는 원자 안을 볼 수도 만질 수도 없다는 것.

암흑과도 같은 원자 내부는 어떻게 생겼을까? 원자 안에는 전자만 있을까? 전자는 얼마나 작을까? 전자는 어떻게 움직일까?
4부에서는 과학자들의 직관과 흥미로운 실험을 통해 조금씩 실체를 드러내는 가장 작은 세계를 만난다.

5부. 빛과 양자

양자역학을 둘러싼 당대 최고 물리학자들의 논쟁을 다룬다.
1927년 10월 24일, 벨기에 수도 브뤼셀에서 역사적인 물리학 학회가 열렸다. 참석자 29명 중 17명이 노벨상 수상자가 된 ‘솔베이 회의’. 하지만 이 학회가 더 유명한 이유는 다른데 있다.
현대물리학을 대표하는 두 거장의 지적 정면승부가 벌어졌다는 것. 상대성이론의 창시자 아인슈타인과 양자역학의 대가 보어의 싸움이었다.
단지 물리학적 대립이 아닌 세상을 바라보는 철학적 관점의 문제였다.

1920년대 물리학계를 뜨겁게 달군 것은 양자역학이다. 원자같이 아주 작은 세계를 탁월하게 설명해내는 유용한 이론이었지만 모든 물리학자에게 달갑진 않았다.
세상을 바라보는 독특한 시각 때문이었다. 우주는 ‘우연(확률)’과 ‘예측불가능성’이 지배한다는 것. 아인슈타인에게 이런 해석은 재앙이었다.
우주의 작동원리를 밝히는 것, 그에 따라 미래를 정확하게 예측하는 것이 물리학자의 사명이 아니었던가?

5부는 20세기 초중반, 유럽 물리학계의 재연을 통해 현대 물리학의 핵심인 양자역학의 주요내용과 발전과정을 심도 있게 알아본다

6부. 빛과 끈