기적의 해 논문 document_id A220623166740

''기적의 해 (Annus mirabilis) 논문'' ( "기적의 해"를 뜻하는 [[라틴어]] annus mīrābilis에서 유래)는 [[알베르트 아인슈타인]]이 [[과학 학술지|과학 저널]]인 [[물리학 연보|물리학 연보(Annalen der Physik)]]에 발표한 4편의 논문이다. 이 논문들은 [[현대물리학|현대 물리학]]의 기초에 중요한 공헌을 했는데 [[공간]], 시간, [[질량]] 및 [[에너지]]의 기본 개념에 대한 과학적 이해에 혁명을 일으켰다. 아인슈타인이 이러한 놀라운 논문들을 단 1년 동안에 출판했기 때문에 1905년은 그의 "annus mirabilis" (기적의 해, 독일어로 Wunderjahr)라고 불린다. 4편 중 첫 번째 논문은 아인슈타인에게 [[노벨 물리학상]]을 수여하기 위한 공적조서에서 언급된 유일한 업적인 [[광전 효과]]에 관한 것이다. 두 번째 논문은 [[브라운 운동]]을 설명하는데, 원자론을 수용하는데 소극적인 물리학자들이 이 논문에 의하여 [[원자]]의 존재를 받아들이게 되었다. 세 번째 논문은 [[특수 상대성이론]]을 소개하는 것이다. 네 번째 논문에서는 특수 상대성 이론의 결과로 유명한 방정식인 E = m cdot c^2로 표현되는 [[질량-에너지 등가]] 원리를 정립하고 있는데, 이후에 원자력의 발견과 그 이용으로 이어졌다. 현대 물리학의 기초는 이 4편의 논문과 [[양자역학]] 및 아인슈타인에 의하여 나중에 발표된 [[일반 상대성이론]]에 의하여 성립하게 된다. == 배경 == 논문이 작성 될 당시 아인슈타인은 정기적으로 물리학 연보에 대한 리뷰를 읽고 기고했지만 전체 과학 참고 자료에 쉽게 접근 할 수는 없었다. 또한 그의 [[이론]]에 관하여 함께 의논 할 수 있는 과학 동료는 거의 없었다. 그는 스위스의 [[베른]]에 있는 특허 사무소에서 심사관으로 일했는데 아인슈타인은 나중에 그곳의 동료인 [[미셸 베소]])에 대하여 "유럽 어디에서도 나의 아이디어에 대해서 그보다 더 나은 [[사운딩 보드]](sounding board)를 찾을 수 없었다"라고 말했다. 또한 동료들과 자칭 "올림피아 아카데미"([[모리스 솔로바인]]과 [[콘라드 하비히트]])의 다른 멤버들과 그의 아내 [[밀레바 마리치]]가 아인슈타인의 작업에 어느 정도 영향을 미쳤다고 생각되지만 그 정도는 불명확하다. 아인슈타인은 4편의 이 논문을 통해 동시대에서 가장 중요한 물리학 문제를 해결했다. 1900년에 [[제1대 켈빈 남작 윌리엄 톰슨|켈빈 경]]은 "열과 빛의 동적 이론에 대한 19 세기의 구름"이라는 제목의 강의에서 물리학에서 [[마이켈슨-몰리 실험]]의 결과와 [[흑체]] 복사에 대한 만족스러운 설명이 없다고 제시했다. 앞에서 소개 된대로 특수 상대성 이론에 의하여 마이켈슨-몰리 실험의 결과에 대한 설명이 제공되었다. [[광전 효과]]에 대한 아인슈타인의 설명에 의하여 [[막스 플랑크]]에 의한 [[흑체 복사]]에 대한 성공적인 설명으로부터 발전된 [[양자 이론]]이 확장되었다. 그의 명성은 특수 상대성이론과 같은 다른 업적에 의하여 더욱 유명하게 되었지만, 1921년에 노벨 물리학상을 수상한 것은 그의 광전효과에 관한 업적에 의한 것이다. [[노벨상 위원회]]에서는 특수 상대성이론이 실험으로 확인되는 것을 인내심을 가지고 기다렸는데 이것이 비로소 확인된 것은 이브즈(Ives)와 스틸웰(Stilwell)(1938년 및 1941년) 및 로씨와 홀(1941년)에 의한 [[시간지연]] 실험에서였다. == 논문 == === 광전 효과 === 광전효과에 관한 "[[빛]]의 생산과 변환에 관한 [[휴리스틱 이론|휴리스틱]] 관점에 관하여"라는 논문 광전 이론의 완전한 그림은 양자 역학이 성숙한 이후에 실현되었다. === 브라운 운동 === 2번째 논문 "Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen"(열 분자 운동 이론에 의해 요구되는 고정 액체에 부유하는 작은 입자의 운동) === 특수 상대성 이론 === 아인슈타인의 기적의 해 3번째 논문인 "Zur Elektrodynamik bewegter Körper"(움직이는 물체의 전기 역학), 아인슈타인은 등가 방정식이 가장 중요하다고 생각했는데 그 이유는 거대한 입자가 고전적인 [[운동 에너지]]와 [[위치 에너지]]와 다른 에너지인 "[[정지 에너지]]"를 가지고 있음을 보여주기 때문이다. 이 논문은 [[제임스 클러크 맥스웰]]과 [[하인리히 루돌프 헤르츠]]의 연구 및 상대성의 [[공리]]에 기초하고 있는데, 아인슈타인은 아래와 같이 말한다. 종전의 검토는 "공간의 전자기 에너지에 관한 맥스웰 표현과 함께 [[빈 공간]]에 대한 [[맥스웰의 방정식]]에 기초하고 있다.(The previous investigation was based "on the [[Maxwell–Hertz equations]] for empty space, together with the Maxwellian expression for the electromagnetic energy of space ...") 물리적 계의 상태를 변경시키는 법칙은, 이러한 상태 변경이 참조하는, 서로에 대하여 일정하게 평행 이동하는 두개의 서로 다른 좌표계에 대하여 독립적이다(상대성 원리).(The laws by which the states of physical systems alter are independent of the alternative, to which of two systems of coordinates, in uniform motion of parallel translation relatively to each other, these alterations of state are referred (principle of relativity).)}} 방정식은 정지된 물체의 에너지 ( {{수학 변수|E}} )가 질량 ( {{수학 변수|m}} ) x 빛의 속도 ( {{수학 변수|c}} )의 제곱, 즉 {{수학|'E' {{=}} 'mc'^{2}}}임을 보여준다. 물체의 질량은 에너지 함량의 척도이다. 에너지가 {{mvar | L}}만큼 변하면, 질량은 마찬가지로 {{math | 'L '/ (9 × 10 ^{ 20 })}}만큼 변하게 되는데 여기서 에너지는 [[erg]] 단위로 질량은 그램 단위로 측정된다.(The mass of a body is a measure of its energy-content; if the energy changes by {{mvar|L}}, the mass changes in the same sense by {{math|'L'/(9 × 10^{20})}}, the energy being measured in [[erg]]s, and the mass in grammes.) [...] 이 이론이 사실과 일치하면 복사는 복사체로부터 흡수체 사이에 관성을 전달한다.(If the theory corresponds to the facts, radiation conveys inertia between the emitting and absorbing bodies.)}} [[질량-에너지 등가]]는 [[핵반응]]에 의해 방출되거나 소비되는 에너지의 양을 예측하는 데 사용될 수 있다. 즉 모든 성분의 질량과 모든 결과물의 질량을 측정하고 그 차이에 단순히 {{수학|'c'^{2}}} 을 곱한다. 결과는 일반적으로 [[전자기파|빛]]이나 열의 형태로 방출, 소비되는 에너지의 양을 나타낸다. 이 방정식은 에너지로 변환되는 질량의 양이 무시될 수 있는 [[폭발물|화학 폭발물]] 연소에 의한 에너지 양의 수백만 배나 되는 엄청난 양의 에너지가 특정한 핵 반응에서 방출 될 것임을 보여 준다. 이것은 [[핵무기]]와 [[원자로]]가 어떻게 엄청난 양의 에너지를 방출하는지에 대하여, [[핵분열]]과 [[핵융합]] 과정에서 [[결합 에너지]]를 방출하여 아원자 질량의 일부를 에너지로 변환하기 때문이라는 것을 보여준다. == 기념 == IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics)에서는 아인슈타인의 광범위한 연구가 이루어진 1905년으로부터 100년이 되는 2005년을 [[세계 물리의 해|'세계 물리학의 해 2005]]'로 기념하기로 결정했는데 이것은 [[유엔|UN]]에 의해 승인되었다. === 인용 및 주석 === === 주요 자료 === === 2 차 자료 ===