제3권: 전자기학 — 전기, 자기, 빛

Chapter 1: 전기의 세계

한 가지 실험을 상상해 보자.

테이블 위에 양전하(+)를 하나 고정시켜 놓는다. 그리고 조금 떨어진 곳에 또 다른 양전하(+)를 가만히 놓으면 — 놓는 순간, 두 번째 전하가 밀려나기 시작한다. 쿨롱의 법칙이 정확히 예측하는 대로.

그런데 여기서 정말 이상한 질문이 하나 떠오른다.

두 전하는 서로 떨어져 있다. 사이에는 텅 빈 공간뿐이다. 그런데 어떻게 한쪽 전하가 다른 쪽 전하의 존재를 "알고" 힘을 작용할 수 있는 것인가?

전하 A와 전하 B 사이에는 줄도 없고, 막대도 없고, 아무것도 없다. 그냥 빈 공간이다. 그런데 힘이 작용한다. 마치 유령의 손이 허공을 가로질러 밀어내는 것 같다.

이것은 중력에 대해서도 같은 질문을 던질 수 있다. 태양과 지구 사이에는 거의 아무것도 없는 우주 공간이 1억 5천만 km나 펼쳐져 있다. 그런데 태양은 어떻게 이 거대한 빈 공간을 가로질러 지구를 붙잡고 있는 것인가?

뉴턴은 이 질문에 불편해했다. 그는 자신의 만유인력 법칙이 "어떻게" 힘이 전달되는지를 설명하지 못한다는 것을 알고 있었다. 그는 이렇게 썼다:

"한 물체가 진공을 통해 아무런 매개 없이 다른 물체에 작용한다는 것은... 내게는 너무나 큰 불합리이다."

뉴턴은 "원격 작용(action at a distance)"이라는 이 수수께끼를 남긴 채 세상을 떠났다. 이 수수께끼가 풀리기까지는 150년이 더 걸렸다. 그리고 그 해답을 제시한 사람은 놀랍게도, 정규 교육을 거의 받지 못한 한 실험가였다.