파인만의 물리학 강의
The Feynman, Lectures on Physics
파인만 강의
Caltech 공개
테드 창의 소설집 『당신 인생의 이야기』에 실린 단편 「네 인생의 이야기」 중에 빛의 굴절 경로에 빗대어 사람의 세계관과 외계인의 세계관을 비교하는 장면이 있었다. 사람은 인과론적 세계관에 익숙하다. 그래서 세상 모든 일을 순차적 관점에서 이해하려 한다. 반면 소설 속 외계인은 목적론적 세계관을 갖고 있었다. 그래서 세상을 동시적 관점에서 이해한다. 시작과 끝을 동시에 이해하는 것이다. 소설을 읽는 당시에, '신비하다'는 느낌은 받았지만 제대로 이해하지 못 했다. 이를 좀 더 깊이 이해하고 싶었다.
이와 관련된 수학적 개념이 변분법이고, 과학적 개념이 라그랑지안 역학(해석역학)이라는 사실을 알게 됐다. 그리고 파인만 물리학 강의 중에서 1권 19장 "광학: 최소 시간 원리 (Optics: The Principle of Least Time)"와 2권 26장 "최소 작용 원리 (The Principle of Least Action)"가 이에 대한 내용을 다루고 있다는 사실을 알게 됐다. 게다가 파인만 강의는 칼텍(캘리포니아 공과대학)에 의해 무료로 공개되고 있었다 (https://www.feynmanlectures.caltech.edu/). 책 못지않게 정갈하게 편집된 강의록과 강의 녹음까지 제공한다. 인류애를 실감했다.
AI가 영어 해석과 물리학 설명을 도와준 덕분에 영어 강의였지만, 이해하는 시늉 정도는 낼 수 있었다. 입자의 전체 경로 가능성을 경로 적분하여 얻은 결과와 입자의 연쇄적 움직임을 미분 계산하여 얻은 결과가 동일하다는 증명을 목격하는 순간, 짜릿했다. 변분법에 기반한 해석역학의 결과가 미분법에 기반한 뉴턴 역학의 결과와 동일하다는 증명이었다.
So the statement about the gross property of the whole path becomes a statement of what happens for a short section of the path — a differential statement. And this differential statement only involves the derivatives of the potential, that is, the force at a point. That’s the qualitative explanation of the relation between the gross law and the differential law.
(2권 19장 The Principle of Least Action)
몰랐던 무언가를 이해하는 과정에서 재미를 느꼈다. 이제 테드 창의 소설을 한 번 더 읽어야겠다.
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