전기자기론 1

전기와 자기와 빛의 본질을 확립한 물리학의 고전
제임스 클러크 맥스웰, 전기와 자기를 밝히다

현대 전자기학의 기초를 놓은 인물로 추앙받고 있는 제임스 클러크 맥스웰(James Clerk Maxwell, 1831~79)은 19세기 영국 물리학자로서 빛의 본질을 밝히고 전자기 문명을 활짝 열었다. 흔히 뉴턴의 『자연철학의 수학적 원리』(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)와 쌍벽을 이루는 것으로 묘사되는 『전기자기론』(Treatise on Electricity and Magnetism)은 7년에 걸쳐 집필된 세기적 걸작이며 과학의 역사에서 가장 주목할 만한 고전으로서, 전기와 자기와 빛의 본질을 밝힌 탁월한 업적이다.

19세기에 처음으로 그 본질을 이해하게 된 전기와 자기는 인류 역사에서 가장 소중한 프로메테우스의 불이다. 고대 그리스 밀레토스의 탈레스가 보석 호박을 천으로 문지르면 먼지나 머리카락을 끌어당긴다는 것을 발견했다는 것이 전기에 대한 최초의 기록이라면, 동아시아에서 언제나 남쪽을 가리키는 특별한 지남철을 상세하게 다루었던 심괄의『몽계필담』은 자기에 대한 가장 오래된 기록이다. 그러나 그 신비한 현상, 전기와 자기의 본질이 무엇인지, 그리고 그것을 어떻게 실용적인 목적으로 이용할 수 있을지, 나아가 전기와 자기와 빛에 대한 가장 최신의 정확하고 세련된 이론이 무엇인지 등의 문제는『전기자기론』을 통해 체계적으로 밝혀졌다.

맥스웰의 전자기학은 양자역학의 출현 이후에도 계속 중요한 역할을 하고 있으며 맥스웰이 『전기자기론』에서 선구적으로 사용한 에너지 보존 개념, 해밀턴 동역학, 벡터분석법은 이후 물리학의 진로를 지시했고 지금도 물리학에서 중요하게 다루고 있다. 『전기자기론』에 주목해야 하는 이유다.