d라이브러리 2013년 07월 과학동아

초끈이론이 입자를 설명하는 방법을 이야기하기에 앞서 먼저 ‘물리학은 무엇인가?’라는 질문을 던져 보자. 물리학은 사물을 수학으로 기술할 수 있을 만큼 단순화해 보는 작업이다. 여기에는 3가지 방법이 있다.

첫째는 환원이다. 환원은 물체를 쪼개 가장 단순한 것의 합으로 만드는 것이다. 현대물리학에서는 입자론이라고 한다. 이렇듯 우주의 기본 재료에 관한 질문에 답하려는 학문이 입자물리학이다.

두 번째 방법은 통일이다. 다르게 보이는 여러가지 사실을 하나로 보는 것이다. 하나의 통일된 힘으로 모든 입자 사이의 힘을 기술하려는
시도다. 이를 해내기 위해 아인슈타인 이래로 물리학자들은 끊임없이 노력해 왔지만, 아직일부만 성공했을 뿐이다.

세 번째는 평균을 취하는 방법이다. 관찰 대상을 이루는 원자와 분자의 평균을 이용한다. 예를 들어, 물을 이루는 원자와 분자가 가진 에너지의 평균을 온도라고 정의하는 식이다.

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Part 2. 입자도 기하학으로 설명한다