상대성 이론을 처음 발표한 사람은 누구인가?
상대성이론
상대성이론(相對性理論, , )[1] 또는 상대론(, , )[2]은 알베르트 아인슈타인이 제창한 시간과 공간에 대한 물리 이론으로, 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론으로 나뉜다. 상대성 이론에 따르면, 서로 다른 상대 속도로 움직이는 관측자들은 같은 사건에 대해 서로 다른 시간과 공간에서 일어난 것으로 측정하며, 그 대신 물리 법칙의 내용은 관측자 모두에 대해 서로 동일하다.
앨버트 에이브러햄 마이컬슨
그러나 이 결과는 어떠한 방향으로든 움직이는 물체에서 관측한 광속도는 언제나 일정하다는 광속 불변의 법칙의 발견으로 이어져, 후에 알베르트 아인슈타인의 특수상대성이론의 기반이 된다.(그러나 아인슈타인의 편지에 따르면 이론을 전개하는데 별다른 영향을 끼치지 못했다고 한다.). 그러한 이유로 교과서의 특수상대성이론 설명에 언제나 제일 먼저 등장하는 것이 마이컬슨과 몰리의 실험이다.
조작적 정의
조작적 정의란 개념은 1946년 노벨 물리학상을 수상한 퍼시 윌리엄스 브리지먼이 처음으로 제안하였다. 조작적 정의의 필요성은 과학에서 사용되는 여러 개념들이 오랫동안 사용되어온 관습적인 용례와 더 이상 일치하지 않는 사례들이 발행하였기 때문이다. 예를 들어, 오랫동안 절대적인 불변량으로 받아들여져 왔던 시간이나 공간은 일반 상대성 이론이 발표된 다음부터 더 이상 종래의 개념을 유지하지 못하게 되었다. 즉, 일반 상대성 이론에서 시공간은 중력과 같은 다른 물리량에 의해 변화한다. 이 때문에 과학에서는 다루고자 하는 개념을 경험적으로 측정할 수 있도록 하는 조작적 정의를 사용하게 되었다. 조작적(操作的)이라는 말은 을 번역한 것으로 대상을 경험적으로 다룰 수 있도록 서술한다는 의미를 갖고있다. 조작적 정의는 주어진 연구의 맥락 속에서 그 개념이 무엇을 의미하는지를 명백하게 드러낼 수 있는 장점이 있다.
자기
패러데이의 자기와 전기현상에 대한 발견 이후, 스코틀랜드 과학자인 제임스 클러크 맥스웰은 이때까지 관측된 자기현상과 전기현상을 바탕으로 전자기학 이론 을 도입하였다. 전자기학 이론은 물리학에서 위대한 이론 중의 하나로 평가되고 있는데, 왜냐하면 자기와 전기 현상에 대한 이론을 통합했으며 나아가 빛이 전기장과 자기장 진동의 형태로 진행한다는 성질을 설명하기 때문이다. 더욱이 전자기학 이론은 빛이 관성계에 관계없이 일정한 속도로 진행한다는 것을 설명했고, 이는 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론으로 이어진다.
특수상대론의 역사
절대 시공간에 기반을 둔 이론을 제시했던 아이작 뉴턴은 갈릴레이의 상대성 원리를 고수했었다. 갈릴레이의 상대성 원리란, 서로에 대해 균일한 속도로 움직이는 모든 관성좌표계에서 물리 법칙은 동일하며, 따라서 등속도 운동을 하는 관찰자의 "절대 운동"은 결정될 수 없다는 원리를 말한다. 19세기에는 빛(전자기파)의 매질로 작용하는 가상의 물질인 에테르의 개념이 널리 받아들여 졌는데, 제임스 클러크 맥스웰이 제안한 형태의 에테르 이론이 가장 널리 알려져 있었다. 맥스웰에 따르면 광학적, 전기적 현상은 에테르를 통해 전파되는데, 이때 에테르에 대한 사물의 절대 운동을 결정하는 것이 가능하리라 생각되었고, 이는 갈릴레이의 상대성 원리를 위배한다.
요하네스 슈타르크
요하네스 슈타르크(, 1874년 4월 15일 ~ 1957년 6월 21일)는 독일의 물리학자이다. 원자 물리학의 슈타르크 효과의 발견으로 노벨 물리학상을 수상하였고, 나치 독일에서 인종차별적인 도이치 물리학을 제창하였다.
베른하르트 리만
게오르크 프리드리히 베른하르트 리만(, 1826년 9월 17일~1866년 7월 20일)은 독일의 수학자이다. 해석학, 미분기하학에 혁신적인 업적을 남겼으며, 리만 기하학은 일반 상대성 이론의 기술에 사용되고 있다. 그의 이름은 리만 적분, 코시-리만 방정식, 리만 제타 함수, 리만 다양체 등의 수학 용어에 남아 있다. 그는 리만 가설을 최초로 고안한 수학자로도 유명하다.
세계선
물리학에서 세계선(世界線, )은 점입자가 시간에 따라 움직이면서 남기는 시공간 속의 궤적으로, 러시아의 물리학자 헤르만 민코프스키가 도입하여 상대성 이론에서 중요한 역할을 한다. 이때 공간좌표와 시간좌표를 같이 나타내는 것을 세계점(world point)이라고 하며 이러한 세계점이 그리는 궤적을 세계선이라고 부른다.
원자론
과학 분야에서 원자론을 최초로 제기한 이는 18~19 세기의 영국의 화학자 존 돌턴으로 알려져 있다. 돌턴의 원자설은 '질량 보존의 법칙', '정비례의 법칙'을 설명하기위해 세워진 돌턴의 학설로서 오늘날의 원자론의 바탕이 된다.
상대성이론
일반 상대성 이론에서 아인슈타인은 '시공간은 4차원, 즉 시간과 공간이 결합된 형태의 연속체'임을 규명했다. 뉴턴이 시공간이 시간과 공간으로 분리되어 서로 영향을 주고받지 않는 별개의 공간인 점과, 공간위의 한 점에 위치한 물체에 어떠한 영향도 받지 않을 것이라고 생각한 반면에 아인슈타인의 사고실험에서 아인슈타인은 시공간이 서로 상호작용함과, 공간위에 위치한 어떠한 질량을 가진 물체에 대하여 공간이 휘어짐을 제시하였다.
질량
17세기 네덜란드의 물리학자 하위헌스는 물질의 동역학적인 측면에 있어서 폭넓은 탐구를 했다. 그는 지금까지 정성적으로만 논의되었던 원심력에 대해서 처음으로 정량적인 논의를 제시했다. 또한, 그는 충돌현상에 대해서도 체계적으로 탐구하여 데카르트의 충돌이론을 반박하고 후에 뉴턴역학과도 일치하는 두 물체의 충돌시의 속도와 질량과의 관계를 정량적으로 얻어냈다. 하위헌스의 이러한 일련의 연구들은 관성질량 개념의 성립에 있어서 중요한 기여를 했다.
그는 그의 저서 ("De vi cetnrifuga")에서 원운동을 하는 물체에 작용하는 힘과 물체의 변하지 않는 양(solid quantities)사이의 관계를 제시했다.
다세계 해석
다세계 해석은 양자역학의 토대가 확립되고 나서 30년 가량이 지난 1954년 휴 에버렛 3세가 창안하였다. 1957년 프리스턴 수학과 학생이었던 에버렛은 박사 논문 주제로 이 해석을 도입하였다. 1955년 에버렛은 프리스턴 대학교 명예 교수로 있던 물리학자 존 휠러를 자신의 박사 과정 지도 교수로 바꾼 뒤 세계의 파동 함수 이론이란 주제로 자신의 졸업 논문을 쓰기 시작한다. 1956년 1월에 그는 다세계 해석으로부터 유도된 수학적 결과를 정리하여 휠러에게 제출했다. 휠러는 에버렛의 논문을 매우 좋게 평가하여, 그 해 5월에 에버렛의 아이디어에 대한 호의적인 반응을 기대하고 코펜하겐에 있는 닐스 보어를 방문하였으나 결과는 좋지 않았다. 이에 존 휠러는 에버렛이 박사 학위 논문을 수정하기를 권고했다. 1957년 3월 에버렛은 이전의 논문을 수정한 박사 학위 논문을 제출하여 4월에 심사를 통과했고, 이 논문은 그해 7월 《현대 물리학 리뷰》()라는 학술지에 〈양자역학의 상대 상태 공식화〉란 제목으로 게재되었다 (원래 휴 에버렛이 양자 얽힘을 설명하기 위해 연관적 해석으로 제목을 지었으나 휠러는 상대 상태로 제목을 고치도록 하였다). 그러나 당시 에버렛의 논문은 커다란 호응을 얻지 못했다.
칼루차–클레인 이론
라이스너-노르드스트룀 계량으로 유명한 핀란드의 군나르 노르드스트룀이 1914년에 5차원에서의 중력이 맥스웰 방정식을 포함함을 발견하였으나, 주목받지 못했다. 1921년 독일 쾨니히스베르크 대학의 수학자 테오도어 칼루차가 원래 중력과 전자기력을 통일하기 위하여 발표하였다. 칼루차는 일반 상대성 이론을 5차원 시공간으로 확장하여, 그 결과 장 방정식들을 추가로 분리할 수 있었는데, 그 중의 하나는 아인슈타인 방정식과 동등하였고 다른 것은 전자기장에 관한 맥스웰 방정식과 동등하였다. 그리고 나머지 부분은 라디온이라 불리는 추가의 스칼라 장이론이다.
상대성이론
아인슈타인은 상대성 이론에 대해 다음과 같이 언급한 바 있다.
특수상대론의 역사
아브라함은 로런츠의 이론이 한 쪽에선 상대성 원리를 따르고 있지만 한 쪽에선 모든 힘의 전자기력 환원을 가정하고 있다는 것을 지적하였고 이를 비판하였다. 그는 두 가정이 양립할 수 없음을 보였는데, 로런츠의 수축된 전자 이론에선 물질의 안정성을 보장하기 위해선 비-전기적 힘이 필요하기 때문이다. 그러나, 아브라함의 강체 전자 이론에선 그러한 힘은 필요하지 않았다. 때문에, 아브라함의 이론의 핵심인 전자기학적 세계관이 올으냐 아니면 로런츠의 이론의 핵심인 상대론 원리가 옳으냐 하는 질문이 제기되었다.
변광성
1786년까지 12개의 변광성이 확인되었다. 제미니아노 몬타나리가 1669년 알골이 식쌍성의 성질을 보임을 발견하여 최초로 식쌍성을 확인한 천문학자가 되었다. 존 구드리케는 1784년 알골의 밝기에 대해 정확한 분석을 했다. 1850년대 이후 변광성의 발견 속도는 매우 빨라졌으며, 특히 1890년대 이후 사진술에 의해 변광성을 발견하는 것이 가능하게 되었다.
물리학의 역사
1925년 베르너 하이젠베르크는 속도와 운동량이 동시에 정확하게 측정될 수 없음을 뜻하는 불확정성 원리를 주장하였다. 이것은 많은 물리학자들의 반감을 샀으나 닐스 보어를 비롯한 '코펜하겐 학파'로 불리는 이들이 이를 적용시켜 전자의 확률로서 설명되는 현대 원자 모형을 설명하게 되었다. 이 원리는 위의 두 개 뿐만 아니라 서로 바꿀 수 없는 두 개의 관측가능한 물리량에도 적용되어 오늘날 양자역학을 이루는 근간 중 하나가 되었다.
빛의 속력
앨버트 마이컬슨과 에드워드 몰리(Edward Morley)는 1887년, 현재의 케이스 웨스턴 리저브 대학교(Case Western Reserve University)에서 물리학의 역사상 가장 중요한 실험 중 하나인 마이컬슨-몰리 실험</b>을 하였다. 이 실험의 결과는 광학적 에테르 이론을 부정하는 최초의 유력한 증거가 되었다. 이 실험은 또한 두 번째 과학 혁명의 이론적 관점의 시발점이라고 불리기도 한다[16] 앨버트 마이컬슨은 이 실험으로 1907년에 노벨 물리학상을 수여 받았다.
중력파
중력파는 1916년에 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 그 존재가 예언된 이래로 간접적으로만 그 존재가 확인되었으나, 2016년 2월 레이저 간섭계 중력파 관측소(LIGO)에서 직접적으로 그 존재를 관측하는 데 성공하였다. 중력파를 처음 발견한 3명(라이너 바이스, 배리 배리시, 킵 손)은 2017년 10월 노벨물리학상을 수상하였다.
특수상대론의 역사
카우프만(1905,1906)은 전하-질량 비율, 곧 질량의 속도의존성에 대한 그의 새로운 실험 결과를 발표하였다. 그들은 로런츠-아인슈타인 이론의 명료한 반증을 찾았으며 아브라함의 이론을 확인하였다고 발표하였다. 플랑크와 아돌프 베슈텔마이어()(1906)에 의해 비판받긴 했지만, 수 년동안 카우프만의 실험은 상대성 원리에 대한 중대한 반론을 대변했었다. 카우프만에 이어서, Alfred Bucherer(1908) 이나 귄터 노이만()(1914) 와 같은 물리학자들은 질량의 속도의존성을 조사하는 실험을 계속하였는데, 이번에는 "로런츠-아인슈타인 이론"과 상대성 이론이 맞으며 아브라함의 이론이 반증된 것으로 생각되었다. 훗날 이들의 실험은 모우 로런츠-아인슈타인 모델과 아브라함 모델을 구분하기에는 충분히 정밀하지 않았음이 드러났다. 두 모델 사이의 논쟁은 실험물리학자들이 로런츠-아인슈타인 공식을 충분한 정확도로 확인할 수 있게 된 1940년대까지 이어졌다. 하지만 이 문제는 오직 카우프만 류의 실험에서만 일어났다. 수소 스펙트럼의 미세구조에 대한 1917년 연구는 로런츠-아인슈타인 공식의 확실한 뒷받침이었으며 아브라함 이론의 확실한 반증이었다.
특수상대론의 역사
중력의 상대론적 이론을 구성하고자 했던 첫 번째 시도는 푸앵카레의 작업이었다(1905). 그는 뉴턴의 운동방정식을 로런츠-불변인 형태로 바꾸고자 노력하였다. 상대론적 중력법칙에는 많은 후보가 있었고 푸앵카레는 그 중 두가지를 고려하였다. 푸앵카레는 중력파의 속력이 빛의 속력보다 몇 배나 빠르다는 피에르 라플라스의 주장이 상대론적으로 타당하지 않음을 보였다. 즉, 상대론적 중력이론에선, 중력파의 속력이 빛의 속력과 같더라도 행성 궤도는 안정되어 있다. 푸앵카레의 모델과 비슷한 모델이 민코프스키(1907)와 조머펠트(1910)에 의해서도 연구되었다. 그러나 1912년 아브라함은 이들의 이론이 중력의 벡터 이론의 한 종류라는 것을 밝혔다. 이들의 모델의 근본적인 결점은 물질 주변에서 중력에너지가 음수값을 가질수도 있게 되는 것이었다. 이들 이론의 대안으로서 아브라함과 Gustav Mie 는 1913년에 중력의 "스칼라 이론"을 제안하였다. Gustav Mie 는 그의 중력 이론을 완성하지 않았던 반면, 아브라함은 끝내 중력 이론을 위해 로런츠-공변 개념을 포기하였고 때문에 상대론을 버리게 되었다.
이들 모델은 모두 동등성 원리를 위반하는데, 아인슈타인은 로런츠-공변과 동등성 원리를 동시에 만족하는 중력이론을 만드는 것은 불가능하다고 주장하였다.
그런데 군나르 노르드스트룀(1912-1913)은 그러한 모델을 만들었다. 이는 중력질량과 관성질량이 모두 중력퍼텐셜에 의존하게 만듬으로써 가능하였다.
노르드스트룀의 중력 이론은 굉장히 놀라운 결과였는데, 왜냐하면 곧 아인슈타인과 아드리안 포커르()에 의해 밝혀졌듯이 노르드스트룀의 이론에선 중력이 시공간의 곡률로서 완전히 기술되기 때문이다. 노르드스트룀의 이론에 모순은 없었지만, 아인슈타인의 관점에선 한 가지 근본적인 문제가 있었다. 일반적 공변성 이라는, 중요한 조건을 만족하지 않았던 것이다. 이들 "스칼라 이론"과는 다르게, 아인슈타인은 1911-1915년에 중력의 "텐서 이론", 곧 일반 상대성 이론을 개발하였다. 아인슈타인의 이론은 동등성 원리와 일반적 공변성 모두를 만족하는 것이었다. 일반 상대성 이론에서 광속도 일정과 로런츠 공변성은 국소적으로만 성립하는 성질이기 때문에, "특수상대론적" 중력이론을 만드려는 시도는 모두 중단되었다. 여러 중력 모델 중, 수성 원일점의 세차 운동에 대해 정확한 계산 결과를 주는 모델은 아인슈타인의 이론 뿐이었다. 아인슈타인의 중력 이론은 그 당시 여러 중력 모델 중, 태양 주위의 빛의 굴절에 대해서 정확한 계산 결과를 주는 유일한 모델이기도 하였다.
유카와 히데키
원자핵 내부에 있어서 양성자와 중성자를 서로 강한 상호작용의 매개가 되는 중간자의 존재를 1935년에 이론적으로 예측했다. 1947년, 영국의 물리학자 세실 프랭크 파월이 우주선 중에서 파이 중간자를 발견한 것에 의해 ‘유카와 이론’이 증명돼 이러한 공적을 인정받아 1949년에 일본인으로서는 최초로 노벨 물리학상을 수상했다. 노벨 물리학상 수상 이후 반핵 운동이나 평화 운동에 적극적으로 참여하여 러셀-아인슈타인 선언에 막스 플랑크와 함께 공동 선언자로 이름을 올렸고 중간자 이론 외에 비국소장이론, 소영역이론 등의 이론을 계속 발표했다. 이런 모습은 고등학교와 교토 제국대학 동창이었던 도모나가 신이치로와는 대조적인 모습이었고 도모나가와 마찬가지로 니시나 요시오의 제자로도 알려져 있다. 목소리가 작고 강의가 상당히 난해했다고 전해진다.
루이 네엘
루이 외젠 펠릭스 네엘(1904년 11월 22일 - 2000년 11월 17일)은 리옹에서 출생한 프랑스의 물리학자이다. 그는 에콜 노르말 쉬페리외르를 졸업했고, 고체의 자기력에 대한 연구로 1970년에 한네스 알벤과 함께 노벨 물리학상을 받았다. 수많은 그의 공헌은 특히 컴퓨터의 메모리 단위에서 많은 응용법을 낳았다. 1930년경에 그는 강자성체의 반대 개념으로, 자기장의 새로운 성질인 반강자성체를 제안했고, 네엘 상태가 되면 반강자성이 사라진다는 것도 밝혀냈다. 그는 1947년에 페라이트가 강자성을 띌 수도 있다는 사실을 지적했다. 또한 그는 평범한 암석도 약한 자기력을 띈다는 사실을 밝혀내어 지구의 자기장에 관한 연구를 가능케 했다.
상대성이론
상대성 이론은 단순한 자연 법칙이 아니고 일종의 사고 체계라고 할 수 있다. 상대성 이론은 인식에 대한 대변혁을 일으킨 것이다. 추상적 수학 개념과 세밀한 관측이 자연을 이해하는 열쇠가 된다고 알려준 갈릴레오 갈릴레이와 아이작 뉴턴이 해결하지 못했던, 측정의 대상이 되는 물체와 측정의 기준이 되는 기준 좌표계의 관계를 이해하기 위한 고민에서 상대성 이론이 시작되었다고 할 수 있다.
아인슈타인 방정식
아인슈타인 방정식(Einstein方程式, , )은 일반 상대성 이론을 기술하는 열 개의 연립 비선형 편미분방정식이다. 알베르트 아인슈타인과 다비트 힐베르트가 1915년에 도입하였다. 이에 따르면, 시공의 곡률을 나타내는 아인슈타인 텐서는 물질이 발생시키는 에너지-운동량 텐서에 비례한다.
경기 순환
클레망 주글러는 가격과 금융 연구에서 처음으로 경기의 순환 현상을 발견하였는데,[1] 위기는 단지 반복되는 현상에 불과하다는 것을 증명함으로써 경기 변동 이론에 기여했다. 미카일 투간 바라노프스키는 주요 경제학자 중 가장 먼저 경기변동이론에 주목한 경제학자이다. 크누트 빅셀은 투자 회수율과 시장 이자율 간의 모순을 분석함으로써 경기 순환의 과정을 명확히 했다. 알버트 애프탈리온은 고정자본이 요구되는 장기간 특정 산업의 자료들에 대한 경기 순환의 의미들을 발전시켰다.[2]
볼프강 파울리
볼프강 에른스트 파울리 (, 1900년 4월 25일 ~ 1958년 12월 15일) 는 오스트리아의 이론물리학자이자 양자역학의 개척자 중 하나이다. 파울리 배타 원리에 대한 업적으로 1945년 노벨 물리학상을 수상했다.
결정론
18세기 후반에 이르면 결정론과 역학적 세계관이 많은 사람들에게 용인되는 신념이 되는데, 이 시기의 대표적인 인물로 피에르사몽 라플라스를 꼽을 수 있다. 라플라스는 그의 저서 '천체역학'을 통해 천체 관측에서 발견되는 장기적인 불규칙성을 뉴턴역학으로 설명하였고 이를 통해 태양계의 안정성을 분명히 설명하였다. 그의 노력으로 물리학에서는 고전역학을 체계화하는 발판을 마련하였으며, 이를 통해 결정론적 세계관을 확립하게 되었다. 결정론에 대한 라플라스의 확신은 그가 저술한 '확률에 대한 철학 에세이'에서 찾아볼 수 있으며 후대의 전기 작가들은 이를 '라플라스의 악마'라는 표현으로 소개하고 있다. 
통일장 이론
이러한 통일적 해석은 이미 뉴턴의 시기부터 있었다. 뉴턴(Isaac Newton)은 태양계의 운동과 지상에서 물체의 운동을 하나의 통합된 관점에서 설명하기 위하여 중력(만유인력)을 만들었다.
현대물리학
독일의 수학자 민코프스키도 그 중 한 사람이었다. 상대성 이론 하면 금방 4차원 시공간 개념을 떠올리는 사람이 많지만, 사실 상대성 이론에 4차원 시공좌표를 도입한 사람은 민코프시키였다. 그의 이론에서는 4차원 세계가 절대적이고 실재적인 의미를 지녔으며, 아인슈타인은 이러한 4차원 시공 개념의 절대성을 받아들였다.
에드윈 허블
팽창우주론(또는 우주팽창론)의 시작은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서부터였다. 비록 아인슈타인은 정적인 우주를 굳게 믿고 있었지만, W. 데시테르는 일반 상대성 이론에 근거하여 우주가 팽창하고 있다는 설을 발표하였다. 그렇지만 데시테르가 중력론의 방정식을 풀 때 우주의 평균 밀도를 0으로 두었기 때문에, 그의 우주론에는 물질이 포함되지 않는다는 흠이 있다.
1922~1929년에 알렉산드르 프리드만, 조르주 르메트르, 하워드 퍼시 로버트슨 등이 물질을 포함하는 팽창우주론을 발표하였다. 1922년, 프리드만은 아인슈타인이나 데시테르와는 다른 새 팽창우주론을 수학적으로 전개하였지만, 폐렴 때문에 사망하는 바람에 젊은 나이에 세상을 떠났다. 반면, 비슷한 시기의 1927년, 조르주 르메트르는 허블과 유사한, 속도-거리 관계와 유사한 적색편이-거리와의 관계를 언급하면서 더 물리적이고 실제적인 의미를 가지는 새로운 팽창우주론을 제안했지만, 안타깝게도 큰 주목을 끌지 못했다.
이렇게 새로운 가설들이 나오고 있을 때 과학계의 정설은 정적 우주였다. 아인슈타인 자신을 포함한 대다수의 사람들이 정적 우주론을 믿고 있었고, 팽창우주론 지지자들과 정적 우주론 지지자들은 이 주제로 논쟁을 많이 일으켰다.
시간
1905년 아인슈타인의  라는 논문이 세상에 모습을 드러내자 시공에 대한 일대 사고의 변혁이 일어나기 시작한다. 아인슈타인이 특수 상대성 이론이라 이름붙인 이 이론은 다음의 다섯 가지 결론에 다다르게 된다. 움직이는 물체는 시간이 천천히 간다.(시간지연) 움직이는 물체는 길이가 짧아진다.(길이수축) 한 사람에게 동시에 일어난 사건은 다른 운동 상태에 있는 사람에게는 동시에 일어나지 않는다.(동시의 상대성) 움직이는 물체는 질량이 무거워진다.(질량증가) 물질과 에너지는 서로 바뀔 수 있다.(물질과 에너지의 동등성) 위와 같은 다섯 결론들은 우리가 상식적으로 받아들이고 있던 고전역학적 시간과 공간의 개념을 뒤바꾸어 놓게 된다.
상대성이론
첫 번째 공준은 (절대적 속도를 허용하지 않는) 고전역학의 갈릴레이 대칭을 부정한다. 두 번째 공준은 역학에서의 상대성 원칙을 전자기학까지 확장한 것이다.
밀레바 마리치
아인슈타인이 초기 논문들에서는 저자 표기를 아인슈타인-마리치(Einstein-Marity)라고 했는데, 결혼 후에는 아내의 이름을 삭제했다는 이야기는 사실이 아니다. 아인슈타인이 저널에 발표한 논문의 서명이 아인슈타인-마리치였을 뿐, 저자를 아인슈타인-마리치로 표기하여 발표한 적은 없다. 두 이름을 이어 붙인 저자 서명은 결혼 전 밀레바가 아인슈타인과의 첫 아이 리제를(나중에 사생아 혹은 결혼 직전에 입양해버림)을 임신한 전후 시기에 힘들었을 때, 당시 스위스에서 관습적으로 서명하던 방식(뒤에 아내의 성을 붙여 적음)을 결혼 전에 미리 사용했던 것이다. 1955년 아인슈타인의 사망 직후, 러시아 과학자 요페는 학술지인 Uspekhi Fizicheskikh Nauk의 부고 기사에서 특수 상대성 이론 논문이 발표되었을 당시 저자는 무명이던 '아인슈타인-마리치'였다고 밝혔다. 러시아의 SF 작가 다닌이 요페의 이 발언을 '특수 상대성 이론은 아인슈타인과 마리치의 공동연구였다'라는 이야기로 와전시켰으며, 이 이야기는 이후 마리치가 원래는 특수 상대성 이론 논문의 공저자였는데 출판된 학술지에서는 이름이 삭제되었다라는 음모론으로까지 발전했다. 하지만 요페는 아인슈타인-마리치가 베른 특허청의 관료(당시 아인슈타인의 직업)라고 밝혔으며 논문이 공저였다는 표현도 사용한 적이 없다. 아인슈타인-마리치는 스위스의 서명 관습에 따라 남편의 성 뒤에 아내의 성이 덧붙여진 것이라고 부연설명을 하였을 뿐이다. 또, 아인슈타인이 논문을 발표한 독일의 학술지 Annalen der Physik 역시 여성 저자를 차별한다거나 하는 정책이 있지 않았다.
비유클리드 기하학
새로운 기하학이 발표된 지 약 60년 뒤, 아인슈타인(Albert Einstein, 1879~1955)은 우주가 평평하지 않고 중력에 의해서 휘어 있음을 보였다. 그리고 일반상대성이론은 공간에 대한 기초 이론을 비유클리드 기하학에서 찾았다. 이처럼 유클리드의 다섯 번째 공리에 관한 의심에서 출발한 비유클리드 기하학은 미시공간과 극대 공간을 해석하는 이론으로 폭넓게 사용되고 있다.
빛의 속력
맥스웰 방정식은 갈릴레이-뉴턴의 상대성원리를 만족하지 않았고 이는 물리학의 난제였다. 이 모순을 해결하기 위해 노력하던 중, 1905년 아인슈타인은 맥스웰의 전자기학 이론과 에테르에 대한 증거 부족에 동기부여를 받아 특수 상대성 이론을 정립했다. 특수상대성 이론은 불명확했던 전자기 이론들을 명확하게 하였다.
천문학사
통계 천문학의 원조는 윌리엄 허셜이다. 그는 1784년 항성의 광도의 천구면 분포를 통계로 나타내어 은하계의 형상을 추정하였고, 1783년에는 근거리 항성의 고유 운동을 통계로 나타내어 태양의 공간 운동을 확인했다. 1918년 미국에 대형 망원경이 설치되어 관측 가능 범위가 증대되고, 외은하계(外銀河系)의 자료가 집적되어 은하의 모습을 상상할 수 있게 되었다. 이들을 관측하는 데에 필요한 것은 대형 망원경 외에 1850년경 이후 개발된 천체 사진술이었고, 우주 구조론에 도움이 되는 기초 이론은 1915년에 발표된 상대성 이론이었다.
특수상대론의 역사
결국 1911년 경에는 대부분의 수학자들과 이론물리학자들이 특수상대론의 결과를 수용하게 되었다. 예를 들어 1909년에 플랑크는 이미 상대성 원리의 함의들을 코페르니쿠스 학설과 비교하기도 하였다. 로런츠의 동역학적 접근과 아인슈타인의 운동학적 접근의 차이가 지적되었고, "로런츠-아인슈타인 이론" 이라는 용어는 더이상 쓰이지 않게 되었다. 로런츠, 푸앵카레, 아브라함, 랑주뱅과 같은 소수의 이론물리학자들만 에테르의 존재를 끝까지 믿었다. 1910-1913년 경에 행해진 민코프스키의 시공간 구성은 특수상대론이 수용되는 데 있어서 중요한 역할을 했었다. 1912년에는 빌헬름 빈은 로런츠와 아인슈타인 둘 모두를 노벨물리학상 후보로 추천했다.(비록 상대론은 노벨물리학상을 한번도 타지 못하였다.) 일반상대성 이론을 완성한 1915년 이후에야 아인슈타인은 일반 상대론과 특수 상대론을 구분하기 위해 "특수 상대성 이론"이라는 용어를 처음으로 사용하였다.
특수상대론의 역사
에테르를 통과하는 운동을 감지하기 위한 모든 실험이 실패로 돌아가자 1892년 헨드릭 로런츠는 절대정지 에테르와 로런츠 변환에 기반한 에테르 이론을 발전시켰다. 앙리 푸앵카레는 1905년에 전자기학과 중력이론을 포함하는 일반적인 자연법칙으로서 상대성 원리를 제안하였다. 같은 해 알베르트 아인슈타인은 오늘날 우리가 특수 상대성 이론이라 부르는 이론을 발표하면서 로런츠 전자기학을 획기적으로 재해석하며 시간과 공간의 개념을 변화시켰고 에테르의 개념을 폐기하였다.
이는 일반 상대성 이론으로의 길을 열었으며, 헤르만 민코프스키의 후속 연구는 양자장론의 기초를 마련하였다.
특수상대론의 역사
1907년 민코프스키는 그의 시공간 개념이 4차원 비유클리드 다양체를 나타낸다는 것을 지적하였지만, 좀 더 친숙한 유클리드 기하학과의 형식적 유사성을 강조하기 위해선 시간 좌표가 허수로 취급되어야 한다는 것을 알아차렸다. 이는 단지 비-유클리드 거리함수를 유클리드 거리함수와 형식적 유사성을 강조하는 형태로 나타내는 것일 뿐이었다. 그러나 후속 연구자들은, 방정식의 내용이나 결과에 아무런 차이도 주지 않았기 때문에, 허수 시간 좌표라는 개념을 버리고 거리함수를 좀 더 단순히 비-유클리드 형식으로 드러나게 쓰는 것을 선호하였다. 1910년 조머펠트는 속도의 삼각함수 기술을 제시하였고 1912년에 Vladimir Varićak 는 이러한 기술이 쌍곡 기하학과 가지는 유사점을 강조하였으며 비유클리드 기하학을 사용해 상대론을 재구성하고자 시도하였다. Alfred Robb은 1911년에 틀 속도()를 기술하는 쌍곡 각으로서 신속도라는 개념을 도입하였다. Edwin Bidwell Wilson 와 Gilbert N. Lewis 는 1912년에 시공간의 벡터 표기법을 소개하였다. 1913년 에밀 보렐은 Thomas precession의 운동학적 기초를 마련하였다. 쌍곡 평면 이라는 용어는 쌍곡 기하학에서와 민코프스키 기하학에서 모두 사용되지만, 두 기하학은 상당히 다른 분야이다. 시공간은 민코프스키 공간에서 기술되지만, 속도 공간은 쌍곡 기하학적으로 기술된다. 1908년 민코프스키는 쌍곡공간의 쌍곡면 모형()을 발견하였다. 오늘날에도 허수 시간 좌표를 사용하는 상대론 교과서를 찾을 수 있지만, 대부분은 실수 좌표를 채택하고 음의 부호를 가질 수 있는 거리함수를 인정하는 쪽을 택한다. (두 기술법의 차이가 일반상대론에서 의미하는 바가 무엇인지가는 이 글의 범위를 벗어난다.)
과학과 여성
에미 뇌터는 수학자로서 남성 교수들의 반대를 뚫고 괴팅겐 대학교의 수학 교수가 되었다. 그녀는 물리량의 변환과 관련한 대수학적 정리를 발표하여 훗날 상대성 이론의 형성에 기여하였다. 유태계였던 뇌터는 1933년 나치에 의해 강의가 금지되자 미국으로 망명하였고 브린 마르 대학에서 강의하였다. 물리학에 대한 기여가 널리 알려져 있지만 수학 분야에서는 뇌터 환과 같은 업적이 중요한 공헌으로 평가받고 있다.
테오필 드 동데르
그는 1911년부터 1942년까지 브뤼셀 자유대학의 교수였다. 그는 앙리 푸앵카레와 엘리 카르탕과 함께 일했었다. 1914년, 그는 알버트 아인슈타인의 영향을 받아 상대성이론의 열정적인 지지자가 되었다. 그는 1923년 화학 친화력으로 상당한 명성을 얻었다. 화학 친화력과 깁스의 자유에너지의 연관성을 찾아내었다.
원자력
1896년 프랑스 과학자 베크렐이 방사선 현상을 처음 발견한 이후 퀴리 부부 등에 의해 자연계 원소들 중에는 이처럼 방사선을 방출하는 물질들이 다수 있음이 확인되었다. 또한 1905년 독일 과학자 아인슈타인에 의해 발표된 특수상대성이론에서 물질의 질량과 에너지 간에는 변환이 가능하다는 이론적 근거가 제시되고, 이후 여러 과학자들에 의해 원자핵의 구조가 상세히 밝혀지면서, 원자핵 내부의 질량 변화와 방사선에너지 방출의 관계가 증명되었다.
시폰주의
"시폰주의(シフォン主義)"는 2008년 5월8일 미라이 레코드에서 발매된 상대성이론의 첫 번째 앨범이다.전곡의 작사,작곡,편곡 :마나베 슈이치
특수상대론의 역사
전기동역학에 대한 그의 논문에서 아인슈타인은 전자의 운동에너지에 대한 식
을 이미 사용하고 있었다. 이 결과를 더욱 정교하게 하여 아인슈타인은 물체가 에너지를 잃으면 질량이 "E"/"c" 만큼 줄어든다는 사실을 담은 논문을 출판하였다. 이는 유명한 질량-에너지 등가 공식 "E" = "mc" 을 말한다. 아인슈타인은 이 등가성 방정식을 매우 중요하게 생각하였는데, 왜냐하면 이 공식이 질량을 가진 입자는 고전적인 운동에너지 및 퍼텐셜 에너지와는 다른 "정지 에너지"를 지닌다는 것을 말해주기 때문이었다. 위에서 언급했듯이 아이뉴타인의 공식과 비슷한 질량-에너지 관계를 말했던 물리학자가 몇몇 있었으나, 그들의 작업은 주로 전자기 에너지에 집중되어 있었고 전자기 에너지는 물질에 저장되어있는 전체 에너지의 극히 일부분일 뿐이었다. 때문에 질량-에너지 관계를 모든 형태의 에너지에 대해 기술한 것은 아인슈타인이 처음이었고, 물론 질량-에너지 등가 관계를 상대성 원리의 관점에서 이해한 것도 아인슈타인이 처음이었다.
핵폭발
1905년 독일 대학에서 물리학을 강의하던 알베르트 아인슈타인은 물질이란 결속된 에너지에 불과하다고 주장하면서, 이 관계를 formula_1 이라는 에너지 법칙으로 표현하는 특수 상대성 이론을 발표하고, 어떤 물질 1g를 모두 에너지로 바꿀 수 있다면 TNT 100만ton이 폭발할 때와 같은 위력의 에너지를 얻을 수 있을 것이라고 설명하였다.
빛의 속력
로렌츠의 에테르 이론을 바탕으로, 헨리 포니케어는 이 공간의 시간은 일정한 광속이라는 가정하에 동시성을 가지는 에테르안에서 움직이고 있는 시계에 의해 보여지고 있다고 말했다. 1904년, 그는 로렌츠의 이론이 모두 옳다는 가정하에 빛의 속도가 역학적인 최고의 속도가 아닐까 생각했다. 그 후 1905년, 포니케어는 로렌츠의 에테르이론을 상대성 원리를 이용하여 관측적인 이론(영: full observational agreement)으로 만들었다. [20] [21]
수정 뉴턴 역학
수정 뉴턴 역학이 뉴턴 역학의 근사가 적용되는 구간에서 올바르다면, 상대성이론이 적용되는 속도가 빠른 상황에 맞는 일반화가 있어야 한다.(상대성이론은 은하적 거리 이내에서 매우 정확한것이 실험결과 밝혀진 이론이므로) 이스라엘의 물리학자 제이콥 베켄슈타인은 텐서-벡터-스칼라 중력을 발표하여 수정 뉴턴 역학을 일반화시켰다.
갈릴레이 군
갈릴레이 변환의 개념은 이탈리아의 물리학자 갈릴레오 갈릴레이가 《새로운 두 과학》에서 최초로 기술하였다. 특수 상대성 이론 이전에는 역학의 기본적인 원리로 당연히 여기다가, 이를 대체하는 푸앵카레 변환이 제시되자 이와 구별하기 위해 "갈릴레이 변환"이라고 부르기 시작했다.
헨드릭 로런츠
투명체의 굴절 비율과 밀도와의 관계를 밝히는 한편, 전자기학의 기초 방정식을 세웠다. 그는 또 운동하는 물체의 전자기적·광학적 현상을 설명한 '로런츠 단축'을 정의했다. 이 외에도, 마이컬슨-몰리 실험의 결과를 통해 조지 피츠제럴드()와 독립적으로 로런츠-피츠제럴드 수축의 가설을 제창하였고, 이를 발전시켜 로런츠 변환을 도출한 것으로도 알려져 있다. 이 변환식은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 수학적으로 동일한 모양을 하고 있어, 상대성 이론에서도 그대로 "로런츠 변환"이라는 이름이 쓰이고 있다. 이런 이유로 로런츠는 앙리 푸앵카레 등과 함께 상대성 이론에 근접했던 과학자 중 한 명으로 여겨진다.
알반상대론의 수학적 공식화 개론
아인슈타인 장 방정식 또는 아인슈타인 방정식은, 중력이라는 근본적인 상호 작용을 물질과 에너지에 의해 휘어진 시공간의 결과로서 기술하는, 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서의 10개의 방정식들을 포함하는 방정식 세트이다. 텐서 방정식으로서 1915년 에 아인슈타인에 의해 최초로 발표된, 아인슈타인 장 방정식은 (아인슈타인 텐서에 의해 표현되는) 국소적 시공간 곡률을 (스트레스-에너지 텐서에 의해 표현되는) 그 시공간 내에서의 국소적 에너지 및 운동량과 동일시 한다.
절대공간
아이작 뉴턴이 개념화한 것으로 물체와 독립적으로 존재하는 실체 및 그 실체들 사이의 공간적 관계 이므로 무한, 불변, 3차원의 "상자"라고 볼 수 있다. 뉴턴은 양동이 실험을 통해 절대 공간의 존재를 입증하고자 했다. 그러나 에른스트 마하에 의해 이 주장은 논박당했다. 이후 현대 물리학에서는 절대 공간의 존재를 인정하지 않고 있다.
외트뵈시 로란드
외트뵈시는 오늘날 특히 중력 질량과 관성 질량 (소위 약한 등가 원리)의 등가에 대한 연구, 그리고 지구의 표면에서의 중력의 기울기 등의 중력에 관련된 실험을 통해서 기억된다. 약한 등가 원리는 상대성 이론에 있어서 현저한 역할을 하며, 외트뵈시의 실험은 알베르트 아인슈타인이 1916년에 '일반 상대성 이론의 기초'라는 논문에서 언급되었다. 중력의 기울기의 측정은 석유 매장량의 위치와 같은 응용 지구물리학에서 매우 중요하다. 중력의 기울기에 있어서 CGS 단위는 외트뵈시에 대한 존경에 eotvos라 붙여졌다(기호로는 E를 사용한다). 1886년에서부터 그가 사망하기까지 그는 부다페스트 대학에서 연구하고 가르쳤고, 1950년 부다페스트 대학은 외트뵈시의 이름을 따서 외트뵈시 로란드 대학으로 개명하였다.
한스 크리스티안 외르스테드
한스 크리스티안 외르스테드(: 1777년 8월 14일 – 1851년 3월 9일)는 덴마크의 물리학자이자 화학자이다. 그는 19세기 후반에 후기 칸트 철학을 완성하였고 과학에 있어서도 큰 발전을 이루었다. 외르스테드는 전자기학 부분에서 전기와 자기의 관계에 대해 발견한 것으로 잘 알려져 있는데, 그뿐만 아니라 과학 실험에 대해 명쾌하게 설명하고 이름 붙인 최초의 사람이기도 하다.
현재
양자역학과 상대성이론의 등장은 시간에 대한 일반인의 관념을 바꾸어놓았다.
웜홀
1907년 아인슈타인은 “관성력은 중력과 같다” 라는 것에 착안하여, 등가 원리라는 개념을 정립했다. 등가란 중력과 관성력이 “등가” 같은 가치라는 것이다. 이것을 확장시켜 아인슈타인은 1915년 일반상대성이론을 완성하였다. 이 이론은 질량과 관계된 중력에 의해 시공간의 휘어진다는 것을 설명하고 있다. 이 굽어진 공간에 대한 수학적인 이론으로 리만 기하학을 이용했다. 이 사실은 빛의 휘어짐이 그 증거가 될 수 있는데, 1919년 영국의 물리학자인 아서 에딩턴이 태양 주위의 공간이 굽어져 별빛의 휘어지는 현상을 관측을 통해 증명하였다.
일반 상대성이론의 가장 주목할 만한 점은 블랙홀을 이론적으로 예언하고 있다는 것이다. 블랙홀이란 강한 중력이 작용하고 있는 좁은 공간이 심하게 구부러져 빛이 다시 빠져나오지 못하는 지점을 뜻한다.
현대물리학
또, 미국의 마이컬슨과 몰리는 수직으로 교차하는 간섭계(Interferometer)를 만들어 에테르의 운동 방향과 빛의 운동 방향에 대한 실험을 하였다. 1887년에 그들은 지구의 운동과 각각 평행 방향과 수직 방향으로 운동한 두 빛이 한 지점에서 서로 만나 간섭 현상을 일으키도록 하는 장치를 만들었다. 그리고 만일 지구의 운동이 에테르에 영향을 준다면 그것은 빛의 속도 차이로 나타나고 간섭 무늬를 통해 파악될 것이라 예상하였다. 실험 결과 두 빛은 같은 속도로 움직였고 따라서 두 과학자는 지구 운동이 에테르에 영향을 주는 효과를 검출할 수 없었다. 이러한 현상들을 고전 역학과 전자기학의 틀에 맞게 설명하기 위해 네덜란드의 헨드릭 로런츠는 임시 방편으로 길이 수축 가설을 도입했다. 1904년에 로런츠는 수축 가설에 기초하여 움직이는 관찰자에게 물리 법칙이 불변이 되도록 만드는 로런츠 변환 수식을 제시하였다. 이 변환식은 길이 수축이라는 이해하기 힘든 가설을 포함하고 있었으나 현상에 대해서는 수학적으로 정확한 결과를 제시하였다.
알베르트 아인슈타인은 헨드릭 로런츠의 1904년 논문을 알지 못한 상태에서 1905년에 「움직이는 물체의 전기 동역학에 대하여」를 발표했다. 이 논문의 결과는 등속도로 움직이는 관찰자에 대해서만 다루고 있기 때문에 보통 특수 상대성 이론이라고 부른다. 이 논문에서 아인슈타인은 새로운 방식을 써서 일반적인 형태의 로런츠 변환식을 얻어냈다. 그는 아래와 같은 몇가지 가정을 도입하였다.알베르트 아인슈타인은 광속도 불변의 원리를 바탕으로 등속도로 움직이는 모든 관찰자들에게 전자기 법칙이 불변으로 유지되는 좌표와 시간의 변환식을 유도하였다. 그 결과는 로런츠 변환식의 일반적인 형태였으며 새로운 시공간 개념이었다. 또한, 이 과정을 통해 빛 에테르의 도입이 필요하지 않음이 증명되었다. 아인슈타인이 같은 해에 빛이 에테르의 파동이 아니라 입자처럼 전달된다는 광자 이론을 발표한 것은 특수 상대성 이론과도 관련이 있는 것이었다.
오레스트 흐볼손
오레스트 다닐로비치 흐볼손(, 1852년 11월 22일(그레고리력 12월 4일) 상트페테르부르크 ~ 1934년 5월 11일 레닌그라드)은 러시아의 물리학자이다. 그는 중력렌즈 효과를 최초로 연구한 물리학자들 가운데 한 사람으로 주목받고 있다.
위상 양자장론
에드워드 위튼이 1988년 최초의 예를 발표하였다. 위튼은 4차원 formula_6 초대칭 게이지 이론에 위상 뒤틂을 가하여, 이 이론이 도널드슨 불변량을 재현함을 보였다.
통일장 이론
1915년 아인슈타인(Albert Einstein)이 일반상대성이론을 통해 뉴턴이론의 등가원리를 바탕으로 중력을 기하학으로 설명한 이후 아인슈타인을 포함한 과학자들은 전자기 현상과 중력 현상을 포괄하는 새로운 이론인 통일장이론을 연구하였다.
에두아르 헤르젠
1924년 그는 헨드릭 로런츠와 함께 에너지와 질량의 보고서를 출판하였다. 같은해, 그는 그의 유명한 저서인 아인슈타인의 상대성이론을 출판하였다.
특수상대론의 역사
광속도 불변의 법칙을 사용하지 않고 로런츠 변환을 유도하려는 여러 시도들이 있었다. 예를 들어 Vladimir Ignatowski(1910) 는 a) 상대성 원리, b ) 공간의 균일성과 등방성, c) the requirement of reciprocity 를 이용해 로런츠 변환을 유도하였다. 그러나 Philipp Frank 과 Hermann Rothe 은 1911년에 Ignatowski 의 유도는 불완전하며 추가적인 가정을 필요로 한다고 주장하였다. 그들은 a) 로런츠 변환이 균일한 선형군을 이룬다는것, b) 기준계를 바꿀때, 상대 속력의 부호만 바뀐다는 것 c) 길이 수축은 오직 상대 속력에 의해서만 결정된다는 것 에 기반을 둔 계산을 직접 수행하였다. 그러나, 파울리와 밀러는 이러한 모델에선, 변환공식에서 불변되는 속력이 바로 빛의 속력이라는 것을 알아낼 수 없다는 것을 지적하였다. - 예를 들어, Ignatowski 는 빛의 속력을 설명하기 위해서 전기동역학에 의지해야만 했다. 때문에 파울리를 미롯한 여러 물리학자들은 로런츠 변환을 유도하는데 있어 두 가정이 모두 필요하다고 주장하였다. 그렇긴 하지만 오늘날에도 어떤 사람들은 광속도 불변의 법칙 없이 특수상대론을 유도하고자 시도하고 있다.
어니스트 로런스
어니스트 올란도 로런스(Ernest Orlando Lawrence, 1901년 8월 8일 - 1958년 8월 27일)는 미국의 물리학자이자 노벨 물리학상 수상자이다. (선형 입자가속기를 최초로 특허를 내고 작동시킴)의 연구에 기반한 그의 실험에서 1929년에 시작된 사이클로트론 입자 가속기에 대한 발명, 상용화, 발전 그리고 맨해튼 계획에서의 우라늄 동위원소 분리라는 그의 후기 업적으로 알려져 있다. 로런스는 그가 물리학 교수로 재직하던 캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스에서 오랜 시간 재직했다. 1939년에 로런스는 사이클로트론 개발과 그것의 적용으로 노벨 물리학상을 받는다. 또한 엔리코 페르미 상, 실바너스 테일러 상 등의 많은 상들을 수상하기도 하였다. 화학 원소 103번은 로런스의 업적을 기리며 '로렌슘'으로 명명되었다. 그의 형제인 존 H. 로런스는 핵의학 분야의 선구자로 유명하다.
특수상대론의 역사
로런츠와 라모어 이외에 다른 물리학자들도 전기동역학의 일관된 모델을 개발하고자 노력하였다. 예를 들어, 에밀 콘은 에테르의 존재를 부정하고, 에른스트 마흐가 했던 것 처럼 고정 항성을 기준 관성게로 삼는 전기동역학을 만들었다. 그러나 그의 이론에는, 서로 다른 방향에 대한 빛의 속도가 서로 달라지는 것과 같은 모순이 존재했기에, 그이 이론은 로런츠와 아인슈타인의 이론으로 대체되었다.
도이치 물리학
나치가 정계 전체를 장악했을 때, 레나르트는 제빨리 그들과 협력하기 위해 시도했으며 초창기 단계에 당에 가입하였다. 그리고 다른 노벨 물리학상 수상자인 요하네스 슈타르크와 함께 아인슈타인의 상대성이론을 유대 물리학으로 규정하는 핵심적인 운동을 시작했다.
공정성 이론
Homans(1961)는 교환이론 즉, 활동, 정서, 상호작용, 보상 및 대가 등을 바탕으로 인간의 사회적 관계에서 투입은 결과와 관계가 있기 때문에 조직구성원은 자신의 노력에 상응하는 보상을 받아야 공정함을 느낄 것이라 주장함으로써 분배공정성의 개념을 최초로 소개하였다. 이후 Adams(1963)는 공정성(equity theory)이론을 제시함으로써 조직정의 연구의 초석을 제공하였다.
 타인의 범주에는 같은 조직에서 같은 직무를 하고 있는 다른 사람들이 포함되나 친구, 이웃, 또는 직업적인 동료도 역시 포함된다. 종업원들은 직장에서 듣는 것과 신문이나 업계 출판물에서 읽은 것들을 바탕으로 자신의 급여를 다른 사람의 것 과 비교한다
조직 안에 자원을 종업원들이 공평하게 분배하였는지를 말한다. 분배 공정성의 초기 연구는 각종 제도, 관계성, 그리고 사회적 경험을 통해 자신에게 돌아오는 결과를 기준으로 평가했다. 그리고 그것은 태도나 행동에 영향을 준다고 신뢰했다.
아낙시만드로스
당시 물리학의 범주를 벗어나지 않고 나름 합리적인 방식으로 우주의 모습을 설명했다는 점, 그리고 태양을 거대한 크기의 물질로 보고 이것과 지구 사이의 거리를 따져본 최초의 천문학자였다는 점에서 그는 천문학적으로 매우 높은 평가를 받는다. Jonathan Barnes는 당시 밀레토스의 상황을 “한편에 대부분의 천문가 그룹이 있고 다른 한편에 홀로 아낙시만드로스가 있었다”고 하여 아낙시만드로스의 위상을 크게 묘사하기도 하였다.
핵력
1935년, 유카와 히데키는 최초로 핵력의 본질에 관한 이론을 내놓았다. 그 이론에 따르면 무거운 보손들(즉 중간자)이 두 핵자들 사이의 상호작용을 매개한다. 30여 년 후 양자색역학이 자리를 잡으면서 중간자 이론이 기본 이론이 아님이 밝혀졌지만, 그래도 중간자가 교환된다는 개념은 정량적인 "NN" 퍼텐셜에서 가장 잘 맞는 모형이다.
특수상대론의 역사
1907년에 민코프스키는 상대성 원리를 정립한 네 명의 선구자로 헨드릭 안톤 로런츠, 알베르트 아인슈타인, 앙리 푸앵카레, 막스 플랑크를 언급하였다. 민코프스키는 아인슈타인의 이론을 로런츠 이론의 일반화로 여겼고 아인슈타인에게 시간의 상대성을 완벽하게 밝힌 공로를 돌렸지만, 그의 이전의 연구자들이 시간의 상대성을 완전히 기술하지 못한 점은 비판하였다. 그러나 현대의 과학사학자들은 민코프스키의 우선권 주장이 타당하지 않다고 여기는데, 이는 민코프스키가 전자기학적 세계관을 고수했었고 로런츠의 전자 이론과 아인슈타인의 운동학 사이의 차이점을 완전히 이해하지 못했던 것이 명백하기 때문이다. 1908년 에 아인슈타인과 라우브(Laub)는 민코프스키의 사차원 벡터 전기동역학을 너무 복잡하다는 이유로 거부하고, 좀더 기초적이고, 사차원 벡터를 사용하지 않는 방법으로 운동체 방정식을 유도하였다. 하지만 a) 특수 상대성 이론이 완전하고 일관된 이론이라는 것과 b) 상대론의 더 심화된 발전에 기초를 제공한 것은 민코프스키의 방법론이었다. 아인슈타인은 1912년에 민코프스키의 시공간 개념의 유용성을 인정하고, 일반 상대성 이론을 정립하는데 있어 이를 사용하였다.
통일장 이론
1918년 수학자인 헤르만 바일(Hermann Weyl, 1885-1955)은 처음으로 일반상대성이론과 전자기 현상을 통일하려는 시도를 하였는데, 바일은 이 통일장이론에서 전자를 공간에 연속적으로 분포되어 있는 물질로 파악하고 현재 게이지 변환(gauge transformation)으로 불리는 방법을 활용한 리만기하학이나 4차원 공간 등의 다차원공간으로의 확장을 통해 중력과 전자기력을 통일하려고 하였다. 아인슈타인은 바일의 연구를 부정하고 자신의 방법으로 통일장이론을 연구하였지만 문제를 해결하지는 못하였다.
빛의 속력
현대 초기까지도 빛이 무한한 속도로 즉시 이동하는지, 굉장히 빠른 유한한 속도로 이동하는지 알려지지 않았다. 이 문제에 관한 최초의 기록은 고대 그리스에서 발견되었고, 고대 그리스인들 중 무슬림 학자들과 유럽의 고전 과학자들은 뢰머가 최초로 빛의 속력을 계산하기 전까지 오랫동안 토론을 했다. 아인슈타인의 상대성 이론에서는 빛의 속력이 일정하다고 말한다. 이때부터, 과학자들은 정확한 계산들을 제공하고 있다.
코펜하겐 해석
물리학에서 혁명적인 시대인 20세기 초에 당대의 수많은 천재적 과학자들은 흑체복사와 관련하여 에너지 등분배 정리가 입자모형으로 설명되지 않는 문제를 출발로 고전역학으로 설명되지 않는 많은 사례들을 접하게 된다. 이러한 현상들을 설명하기 위한 과학자들의 노력들이 양자역학의 태동이 되었다. 그 이후로 현대에 이르기까지의 연구들은 양자역학을 하나의 동역학 체계로서 자리잡게 하였다. 하지만 초기에도 양자역학은 충분히 성공적이었다는 것은 양자역학의 완전성을 부정했던 학자(아인슈타인(Albert Einstein)을 포함한)들도 인정하는 사실이다. 작은 입자들에 대한 물리적 실험의 결과를 매우 정확하게 설명할 수 있는 법칙들이 개발되었고 여러 법칙들의 일반화를 통해 양자역학의 체계가 구축되었다. 이는 아인슈타인의 상대성이론(Relativistic Theory)이 개인에 의해 전반적인 구조가 다져진 것과는 다른 것으로 많은 과학자들의 연구결과가 포함되어 있다.
알베르트 시바르츠
알베르트 솔로모노비치 시바르츠(, 1934년 6월 24일 ~ )는 러시아의 수리물리학자다. 최초의 위상 양자장론을 발견하였고, 또한 가장 간단한 순간자 해인 BPST 순간자를 알렉산드르 벨라빈, 알렉산드르 마르코비치 폴랴코프, 유리 튭킨과 같이 발견하였다. 모스 이론과 비가환 기하학에도 기여하였다.
조지 데이비드 버코프
1912년 하버드 대학교 교수가 되었다. 1923년에 일반 상대성 이론에서의 버코프의 정리를 증명하였고, 1931년에 버코프 에르고딕 정리를 증명하였다. 알베르트 아인슈타인과 노버트 위너 등에 따르면, 버코프는 반유대주의적 성향을 보였다고 한다.
알베르트 아인슈타인
밀레바 마리치가 아인슈타인의 초기 연구, 특히 1905년 소위 '기적의 해'에 씌여진 광양자설과 특수 상대성 이론 논문들에 관여하였다는 주장이 한 동안 논쟁거리가 된 적이 있었다.[11][12] 특히 1905년에 발표된 논문의 저자에 "아인슈타인-마리치"라는 이름으로 작성된 것이 논란을 촉발시켰다.[13] 그러나 역사가들과 물리학자들의 조사를 통해 그녀가 과학적 연구에 기여하였다는 특별한 증거는 없는 것으로 결론이 내려졌다.[14][15][16]
양자역학 개론
플랑크 법칙은 물리학에서 처음 나온 양자이론이었으며, 플랑크는 1918년에 "그가 에너지 양자를 발견함으로써 물리학의 진보를 이루어낸 봉사에 대한 인정"으로 노벨상을 수상하게 된다. 그러나, 당시에 플랑크는 양자화를 (지금은 그렇게 믿어지는) 세계에 대한 우리의 인식의 근본적인 변화라기보다는 순수한 발견적 방법 일 뿐이라는 관점이었다.
등가원리
상대성 물리학에서 등가원리(equivalence principle)는 중력 질량과 관성 질량이 같음을 다루는 것과 연관된 몇가지 개념을 소개한다. 그리고 (지구와 같은)거대한 질량에 서 있을 때 국부적으로 느끼는 중력은 실제로비관성계(가속되는)의 관측자가 경험하는 가상의 힘과 같다고 아인슈타인은 주장한다. 중력 질량은 아이작 뉴턴의 만유인력의 법칙에 의해 힘을 작용하는 양이고, 관성 질량은 운동 제2법칙에 의해 정의되는 가속에 대한 저항이다. 이 둘이 선험적으로 같아야 할 이유는 없지만, 이들이 놀랍게도 아주 똑같은 값을 갖는다. 그 이유에 대해서 아인슈타인은 일반 상대성이론에서 이 둘을 완전히 같은 물리적 개념이라는 논리로 설명한다.
서로 다른 물체가 지상에서 똑같은 가속도로 떨어진다는 것을 가장 처음 보인 사람은 갈릴레오 갈릴레이이다. 갈릴레이는 중력에 의한 질량의 가속도 실험으로 물체가 가속되는 양은 질량의 양과는 상관없음을 보였다. 이 발견은 관성 질량과 중력 질량이 같다는 중력 이론을 이끌어냈다.
등가원리는 1907년에 아인슈타인에 의해서 확립되어 소개되었다. 그는 1g(g=9.81m/s²지구 표면에서의 표준적으로 사용되는 중력가속도)의 비율로 지구 중심 방향으로 향하는 물체의 가속도는 1g의 비율로 자유 공간으로 가속되는 로켓에서 관측되는 관성적으로 움직이는 물체의 가속도과 동등하다는 것을 관측하였다. 아인슈타인은 이를 통해
"우리는 [...] 중력장과 그와 상응하는 기준계의 가속도가 완벽히 물리적으로 동일함을 가정할 수 있다."(아인슈타인 1907)라고 주장하였다.
특수상대론의 역사
로런츠는 1904년 논문 Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity smaller than that of light에서, 알려진 모든 에테르 항력 실험이 실패한 것을 설명하는 전기동역학의 한 형태를 만들고자 시도한 푸앵카레의 제안, 곧 상대성 원리의 타당성을 따랐다. 그는 비록 완전히 성공하진 못하였지만, 로런츠 변환이 모든 차수에 대해 적용가능하다는 것을 증명하려 했다. 빈과 아브라함 처럼, 그는 역학적 질량은 존재하지 않으며 오직 전자기 질량만 존재한다고 주장하였고, 카우프만의 실험과 정확히 일치하는 횡질량과 종질량에 대한 정확한 식을 도출하였다. 그리고 전자기 운동량을 이용하여, 그는 Trouton-Noble 실험의 부정적인 결과를 설명하였다. Rayleigh 와 Brace의 실험 역시 설명될수 있었다. 로런츠 변환이 비-전기적 힘에 대해서도 역시 성립해야 된다는 중요한 가정이 이 때 이루어졌다.
현대물리학
양자역학이나 상대성 이론은 물리학자들이 연구실에서 연필이나 종이를 가지고 끝없이 머리 속으로 생각한 끝에 만들어낸 것으로 생각하기 쉽다. 그러나 사실은 전혀 그렇지 않았다. 19세기 말부터 20세기 초에 실험실에서는 새로운 방법과 정밀한 장비 덕분에 기존 이론에서 미처 설명하지 못했던 부분들의 실마리를 찾을 수 있게 되었다. 이 결과들을 통합적으로 설명할 수 있는 물리학 이론을 세우려는 과학자들의 노력이 결실을 맺은 것이 현대물리학이다. 양자역학과 상대성 이론도 이 중의 하나이다. 20세기는 1901년부터 시작되었지만 현대물리학은 이보다 앞선 1895년에 독일의 빌헬름 콘라트 뢴트겐이 엑스선을 발견하면서 시작되었다고 할 수 있다.. 엑스선 발견에 뒤이은 방사선의 발견, 전자의 발견 등은 한결같이 19세기 물리학이 성취한 업적이 의문을 제기하였으며, 이 의문을 해소하기 위해서는 새로운 이론과 관점이 필요했기 때문이다
특수상대론의 역사
특수상대론의 역사는 앨버트 에이브러햄 마이컬슨, 헨드릭 로런츠, 앙리 푸앵카레 등으로부터 시작된다. 이들이 로런츠 변환을 제안한 뒤, 막스 플랑크, 헤르만 민코프스키 등이 후속 연구를 행하고, 알베르트 아인슈타인이 이를 특수 상대성 이론으로 집약하였다.
갈릴레이 불변성
갈릴레이 불변성(Galilean invariance) 또는 갈릴레이 상대성(Galilean relativity)은 모든 관성 좌표계에서 운동의 법칙이 동일하다는 것을 기술한다. 갈릴레오 갈릴레이는 1632년 《천문대화》(Dialogue Concerning the Two Chief World Systems)라는 자신의 책에서 잔잔한 바다 위에서 일정한 속도로 여행하는 배의 예시를 들어 이 원리를 처음 설명하였다.
로런츠 인자
로런츠 인자(Lorentz因子, )는 특수 상대성이론의 여러 공식에 등장하는 인자다. 예를 들면, 시간 지연, 길이 수축과 상대론적 질량의 공식 따위에 등장한다. 기호는 그리스 문자 감마(γ). 대략, 입자의 속력이 얼마나 상대론적인지를 나타내는데, formula_1이면 비상대론적인 속력, formula_2이면 상대론적인 속력이다. 로런츠 인자는 초기에 로런츠의 전기역학에 나타나면서, 네덜란드 물리학자 헨드릭 로런츠의 이름을 따라서 불리게 되었다. 
특수상대론의 역사
상대론과 양자 역학의 통합은 양자 장론의 중요한 동기였다. 파스쿠알 요르단과 볼프강 파울리는 1928년에 상대론적 양자장론을 만들 필요가 있음을 얘기하였고, 폴 디랙 은 디랙 방정식을 만듬으로써 반물질의 존재를 예견하였다.
특수상대론의 역사
아인슈타인이 아니라 앙리 푸앵카레 및 헨드릭 안톤 로런츠가 특수 상대성 이론의 우선권(piority)자 라는 견해도 있다. 이에 대해선 상대론 우선권 논쟁 을 참조하라.
르네 데카르트
우리에게 있어서 데카르트와 뉴턴의 가장 큰 공통점은 우리가 자연 세계를 바라보는 방식을 새롭게 규정했다는 점에 있다. 20세기 초에 양자역학과 상대성이론의 등장으로 위기를 맞는 듯했지만, 여전히 우리의 일상 세계는 데카르트와 뉴턴이 확립해 놓은 고전역학의 법칙에 따라서 움직이고 있다.
상대적 실재
‘상대성원리’는 “물체의 상대적인 운동만이 물리적 의미를 갖는다”는 원리이고 ‘상대성 이론’은 상대성원리에 입각하여 아인슈탄이 창시했던 이론을 칭하는 용어이다.
리정다오
리정다오(, , 1926년 11월 24일 ~ )는 중국 태생의 미국 물리학자이다. 약한 상호작용이 반전성을 위반한다는 사실을 제안하였고, 이 공로로 양전닝과 노벨 물리학상을 수상하였다. 이 말고도 리 모형(Lee model), 상대론적 중이온 물리학, 솔리톤 이론에 대해서도 연구하였다.
찰스 톰슨 리스 윌슨
찰스 톰슨 리스 윌슨(Charles Thomson Rees Wilson, , FRS, 1869년 2월 14일~1959년 11월 15일)은 영국의 실험물리학자이다. 케임브리지 대학 물리학 교수를 지냈으며, 기체 전리에 관한 연구를 한 끝에 1911년 윌슨의 안개 상자를 발명하여 원자핵과 우주선의 발달에 공을 세웠다. 또한, 번개의 전기적 구조에 있어서 '높은 곳은 양, 낮은 곳은 음의 전기를 띠고 있다'는 설을 세웠다. 1927년 아서 콤프턴과 함께 노벨 물리학상을 받았다.
빛의 속력
1905년, 아인슈타인은 진공에서의 빛의 속도는 관찰자의 운동상태와 무관하다고 간주하였다. 이것과 상대성 원리를 바탕으로 그는 특수 상대성 이론을 이끌어내었다. 특수 상대성이론에서는 진공에서의 빛의 속도 c는 기본적인 상수로 간주되며, 빛과 무관하게 나온다. 이 특수 상대성이론에 의해 에테르이론의 개념들은 쓸모없게 되었고 시공간적인 개념이 혁명을 이루게 되었다. [22] [23]
힘 (물리)
고전 고대의 철학자들은 정역학적이고 동역학적인 물체에 관한 힘에 대해 연구했고 단순 기계를 발명했지만, 사상가 아르키메데스와 아리스토텔레스의 힘에 대한 이해는 근본적인 오류가 있었다. 이러한 부분은 때때로 마찰력과 같은 명백하게 힘이 아닌 성분에 대해 불완전히 이해하거나 자연 운동에 대한 본질과 같은 것에 대한 불충분한 결과로 인해 나타난다. 이 근본적인 오류는 힘이 심지어 일정한 속도(등속도)로 운동하더라도 힘이 필요하다는 믿음이었다. 이전의 운동과 힘에 관한 오류의 대부분은 결국 아이작 뉴턴에 의해 수정되었다. 그의 수학적 통찰력으로 만들어진 뉴턴 운동 법칙은 거의 3백 년동안 이보다 더 뛰어난 법칙이 나오지 않았다. 20세기 초반에는 알버트 아인슈타인이 상대성 이론을 발표하면서 빛의 속도에 가까운 운동량을 가진 물체에 대한 제대로 된 힘의 움직임을 예측하고 중력은 관성으로 인해 생성된 힘이라는 통찰력을 가져다주었다.
콤프턴 산란
1923년 아서 콤프턴은 양자역학과 상대성 이론을 사용하여 이 현상을 이론적으로 설명하였고, 이를 실험을 통해 확인하였다. 1925년에 콤프턴의 학생이었던 우유쉰(, )이 콤프턴 공식을 더 정밀한 실험을 통해 확연히 입증하였다. 콤프턴은 이 발견으로 1927년 노벨 물리학상을 수상하였다.
초중력
최초의 일관적인 초중력 이론은 1976년에 미국의 대니얼 프리드먼()과 네덜란드의 페터르 판니우엔하위전(), 이탈리아의 세르조 페라라()가 발견하였다.
알베르트 아인슈타인
1900년 봄, 아인슈타인은 연방 공과대학교를 졸업하였지만, 시민권 문제와 유대인에 대한 배척으로 취직을 하지 못하였다. 그는 가정교사, 임시교사 등을 전전하다가, 다행히 스위스 시민권을 취득한 후, 대학 친구였던 수학자 마르첼 그로스만의 아버지의 도움으로 베른에 있는 특허 사무소의 심사관으로 채용될 수 있었다. 특허 심사관으로 근무하던 1905년, 아인슈타인은 독일의 물리학 연보(Annalen der Physik)에 일련의 중요한 논문들을 다섯 편 연달아 발표한다. 우선 5월 한 달 동안 차례대로 브라운 운동에 관한 '정지 액체 속에 떠 있는 작은 입자들의 운동에 대하여'[3], 빛의 광전 효과를 설명하여 고전 양자론을 태동시킨 '빛의 발생과 변화에 관련된 발견에 도움이 되는 견해에 대하여'[4], 그리고 특수 상대성이론을 소개한 '운동하는 물체의 전기역학에 대하여'[5]를 발표하였다. 1905년 8월에는 질량과 에너지의 등가설을 제창한 '물체의 관성은 에너지 함량에 의존하는가'[6] 를 발표하였다. 1905년에 발표한 이 네 편의 논문들은 최초로 원자의 존재와 통계적 요동을 바탕으로 브라운 운동을 설명하는 한편, 현대물리학에서 양자역학과 상대성이론이라는 두 축을 등장시키게 되는 혁명적인 논문들이었다.
구스타프 헤르글로츠
구스타프 페르디난트 마리아 헤르글로츠(, 1881~1953)는 보헤미아 태생의 수학자이다. 상대성 이론과 지진학에 공헌하였다.
양자역학의 역사
양자 역학의 역사는 현대 물리학사에서의 기본적인 부분이다. 양자 화학과 함께 걸어온 양자역학의 역사는 몇가지 과학적 발견들과 더불어 시작되었다. 1838년 마이클 패러데이가 음극선을 발견하고, 1859-60년 겨울 구스타프 키르히호프가 흑체복사 문제를 언급하였으며, 1877년 루트비히 볼츠만은 물리계의 에너지 준위가 이산적(따로 떨어져 있다)이라는 제안을 하였고, 1887년 하인리히 헤르츠에 의해 광전효과가 발견되었으며, 1900년 막스 플랑크로부터 양자 가설이 세워졌다. 양자 가설은 어느 에너지를 복사하는 분자계는 이론적으로 몇개의 이산적인 "에너지 원소" "ε"(엡실론)으로 나뉠 수 있고, 이러한 각각의 에너지 원소는 방출되는 에너지에 해당하는 진동수 "ν"에 비례한다는 가설으로, 다음 식과 같이 정의된다.
관성 모멘트
최초로 관성 모멘트란 개념을 사용한 사람은 레온하르트 오일러이다. 그가 1730년에 발표한 책 《고체 또는 강체의 운동론》 에서 관성 모멘트란 개념이 최초로 등장하고, 관성 모멘트의 주축과 같은 이와 관련된 여러 개념들이 이 책을 통해 발표되었다.
아서 스탠리 에딩턴
영국 천문학에서 가장 영향력 있었던 프랭크 왓슨 다이슨(Frank Watson Dyson, 1868-1939)이라는 천문학자는 일반 상대성 이론의 전문가는 아니었지만 에딩턴에게 상대론에 관한 많은 지식을 얻을 수 있었다. 다이슨은 에딩턴에게 1919년에 있을 일식을 관찰하기 위해 두 탐험대를 파견할 것을 제안했다. 그들은 태양의 중력장에 의해 빛이 휘는 정도를 측정하여 아인슈타인의 이론을 실험적으로 검증하고자 한 것이다.
고트프리트 빌헬름 라이프니츠
자연의 본질에 관한 라이프니츠의 생각들은 정역학, 동역학과 잘 들어맞지 않았고, 아원자 입자가 발견되고 양자 역학이 고전 역학을 밀어내기 전까지는 말도 안 되는 것으로 여겨졌다. 예를 들어, 그는 뉴턴과의 논쟁에서 공간, 시간과 물체의 운동이 절대적이지 않고 상대적이라고 말함으로써 아인슈타인의 이론을 예견했다. 종종 간과되는 사실이지만, 라이프니츠 법칙도 물리학의 다양한 분야의 증명들에서 중요한 역할을 한다. 라이프니츠의 충족 이유율은 오늘날 우주론에서 인용되고 있고, 동일성 원리는 양자역학에서 인용된다. 오늘날 우주론의 한 갈래인 프랙탈 우주론 옹호자들은 라이프니츠를 선구자로 여긴다.
도이치 물리학
20세기 초반. 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론은 세계 물리학계에 격렬한 논란을 불러 일으켰다. 여기엔 많은 물리학자들이 있었으며, 특히 '오래된 것의 보호자'들은 아인슈타인의 이론의 직관적인 뜻에 의심을 가지고 있었다. 도이치 물리학을 이끄는 이론가는 루돌프 토마스첵으로 그는 유명한 물리학 교과서인 "Grimsehl's Lehrbuch der Physik" 을 개정했었다. 이 책의 여러 부분에서는 로런츠 변환은 양자역학에 더하여 포함되었다.그러나 로런츠 변환의 아인슈타인의 해석은 언급되지 않았으며 아인슈타인의 이름은 완전히 무시되었다. 많은 고전물리학자들은 아인슈타인이 그들의 생산적인 삶의 주요한 대들보가 되는 에테르란 개념을 무시한 것에 분개하였다. 그들은 수성의 장축단 양과 마이컬슨-몰리 실험의 아무 가치 없는 결과, 와 같은 일반 상대성이론의 명백한 증거가 납득이 되지 않았으며, 이를 다른 방법으로 설명하였다. 아서 스탠리 에딩턴의 식 실험(아인슈타인의 예측이 처음으로 관측된 중력 렌즈 효과)에 더 의심을 품은 사람들은 실힘적으로 문제가 있어 충분히 무시할 수 있을 만큼 의미가 없다고 말했다. 이런 의심을 하는 사람들은 대부분 유명한 실험 물리학자였으며, 레나르트는 노벨 물리학상 수상자이기도 하다.
장 (물리학)
윌리엄 톰슨(William Thomson, 1824-1907)은 패러데이의 전기적 매질의 개념에 처음으로 수학적 신뢰를 부여한 사람이다.톰슨은 정전기 문제에서의 역선을 무한 고체에서의 열 흐름선과 수학적으로 동등하게 설명하였고, 이는 후에 맥스웰의 이론 발전 토대가 되었다.
이러한 패러데이의 설명은 맥스웰의 수학적 접근에 의해 확장되고 보다 그 중요성이 부각되었다. 맥스웰은 패러데이가 발견한 전기장과 자기장의 상호작용을 수학적 토대 위에서 연구함으로써 놀랄만한 결론을 도출했다. 장에서의 변화는 매우 빠르지만 유한한 광속으로 전달된다는 것이다. 따라서 만약 장을 발생시키는 전하가 움직이거나 사라진다면, 이러한 변화의 효과는 멀리 떨어진 전하에 대해 직접적으로 (원격으로) 전달될 수 없을 것이다. 이것은 두 물체의 상호작용에서, 한 물체의 변화에 의한 힘의 효과는 일시적으로 다른 물체가 느끼지 못한다는 것이다. 이것은 일시적이나마 전기력이 뉴턴의 제 3 법칙에 위배된다. 또한 두 입자가 동시에 움직인다면 운동량 또한 보존되지 않음을 알 수 있다. 아인슈타인의 상대성 이론은 이러한 현상을 설명하는 이론이다.
특수상대론의 역사
아인슈타인의 논문에 어떠한 참고 문헌도 달려있지 않다는 것은 주목할 만한 사실이다. 그러나 많은 과학사학자들은 아인슈타인이 무엇으로부터 영향을 받았고 영감을 얻었는지 알아내기 위해 노력하였다. 아인슈타인 스스로는 그의 사고자 경험주의자 철학자인 데이비드 흄과 에른스트 마흐 로부터 많은 영향을 받았다고 말한 바 있다. 상대성 원리에 대하여, 움직이는 자석과 도체 문제와 에테르 항력 실험의 여러 부정적인 결과들은 그에게 그 원리를 수용하는데 매우 중요한 영향을 주었다. 그렇긴 하지만, 그는 가장 중요한 실험인 마이컬슨-몰리 실험으로부턴 어떠한 영향도 받지 않았다고 말하였다. 푸앵카레의 《과학과 가설》 역시 그에게 중요한 영향을 주었을 것이다. 《과학과 가설》에는 상대성 원리가 서술되어 있으며, 아인슈타인은 이 책을 1904년에 읽었다.