머리말 iii
1장 시공간의 기하학 1
1. 측량사 우화 3
2. 관성 기준틀 8
3. 상대성 원리 16
4. 사건의 좌표 22
5. 간격 불변성 29
6. 시공간 도표; 세계선 37
7. 시공간 영역 46
8. 로런츠 변환 52
9. 속도 변수 61
1장 연습 문제의 서론 76

2장 운동량과 에너지 125
10. 서론: 질량 단위로 나타낸 운동량과 에너지 127
11. 운동량 130
12. 운동량-에너지 4차원 벡터 139
13. 에너지와 정지 질량의 동등성 151
2장 연습 문제의 서론 172

3장 휜 시공간의 물리학 215

옮긴이 후기 284
1장 요약 - 유클리드 변환과 로렌츠 변환 비교 285
찾아보기 286

“아인슈타인의 특수 및 일반 상대론과 관련된 책 중에 이처럼 다재다능한 책이 또
어디 있을까?”

첫째, 수학적이지 않다. 필요한 것은 미분에 대한 직관적 개념과 대수 조작에서 합리적인 능
력이다.
둘째, 주제에 대한 접근 방식이 매우 독특해서,같은 주제에 대해 이미 여러 번의 표준적 강의
를 거친 사람들에게도 이 책은 귀중한 참고 문헌이 될 것이다. 이 책은 특수 상대론으로부터
일반 상대론으로의 전환에 대한 동기를 제공하는 것을 처음부터 목표로 삼았다.
셋째, 재미있다. 공동저자인 테일러와 휠러는 유머 감각이 뛰어나고, 이를 이 책에 반영하고
자 노력한 흔적이 곳곳에 묻어있다. 예를 들어 관성 기준틀은 국소적으로만 달성할 수 있다는
개념을 설명하면서 지구 중력장에서 자유 낙하하는 확장된 물체의 그림을 그리고, 물체의 양
끝에 있는 두 관찰자 사이에 상대 가속도가 있음을 보여준다. 어떤 물체를 그렸을까? 당연히
아인슈타인의 철도 객차 중 하나였다.
넷째, 교육적으로 대단히 매력적인 책이다. 거의 모든 페이지에서 책의 내용을 설명하는

그림을 발견할 수 있다. 그리고 표를 이용해 설명하는 방식으로 물리학에 보다 쉽게 접근할 수
있도록 하였다.

이 책은 …
1장 ‘시공간의 기하학’에서는 시공간의 가장단순하고 기본적인 특성에 대해 살펴본다.

시공간 기하학에서 나타나는 ‘역설’을 일상적인 유클리드 기하학 공간에서의 유사한 역설과 비교
하여 해결한다. 시공간의 기하학과 자유롭게 움직이는 물체에 대한 물리학 사이의 밀접성에
대해 살펴본다.

2장 ‘운동량과 에너지’에서는 뉴턴 방정식의 전통적인 방식 대신 직접 작용 반작용 원리와
운동량 보존 법칙에 대해 눈을 돌린다. 운동량과 에너지는 뉴턴 관점의 한계를 뛰어 넘어 정
지 질량을 포함하는 더 큰 단위의 일부임을 드러낸다.

3장 ‘휜 시공간의 물리학’에서는 특수 상대론의 한계와 일반 상대론의 영역에 대해 논의
한다. 물리학을 이해하려는 정말로 간단한 방식의 하나인 시공간 관점에서 바라보는 물리학의
파노라마로 이 책을 마무리하고자 하는 이유는 ‘그것이 세상이 실제로 작동하는 방식’이기 때
문이다.

에드윈 테일러 Edwin F. Taylor
오벌린대학을 졸업하고 하버드대학에서 박사학위를 받았다. 매사추세츠공과대학 물리학과의 수석연구과학자로서

교육에 깊은 관심을 가지고 과학 커리큘럼 컴퓨터 프로그램을 개발했다. 프린스턴대학에서 물리학 입문

특별과정을 휠러와 강의한 경험을 바탕으로 ‘시공간의 물리학(Spacetime Physics, 1966)’을 공동 집필했으며,

이후 ‘블랙홀 탐구(Exploring Black Holes, 2000)’도 함께 집필했다.

대표저서로 ‘역학 입문(Introductory Mechanics, 1963)’과 ‘양자물리학 입문(An Introduction to Quantum Physics, 1978)’

등이 있다. 미국물리학저널 편집자로서의 기여, 교육용 소프트웨어 개발에 대한 선구적 노력, 상대론과 양자역학 교육에

대한 공헌으로 1998년에 외르스테드 메달을 수상했다.

존 휠러 John A. Wheeler
볼티모어시티컬리지를 졸업하고 존스홉킨스대학에서 박사학위를 받았다. 보어, 페르미와 함께 핵분열 이론을 이끌었으며,

블랙홀과 웜홀이라는 용어를 처음 고안한 것으로 유명하다. 프린스턴대학 물리학과에서 파인만, 손, 마이스너 등

뛰어난 제자를 양성한 재능 있는 교육자였으며, 학문적 명성을 얻은 후에도 젊은 지성의 중요성을 강조하며

학부생들을 꾸준히 가르쳤다. 텍사스오스틴대학 이론물리센터 소장, 미국물리학회 회장을 역임하고 다수의

물리학 저널의 편집자로 활동했다. ‘시공간의 물리학’ 외에도 대표저서로 ‘중력(Gravitation, 1973)’과 ‘중력과

시공간으로의 여정(A Journey into Gravity and Spacetime, 1990)’ 등이 있다. 1968년 엔리코 페르미 상,

1971년 미국 국가과학메달, 1982년 닐스 보어 국제금메달, 1983년 외르스테드 메달, 1997년 울프 재단 상 등을 수상했다.

옮긴이
오기영
서울대학교 자연대학원 물리학과에서 박사학위를 취득했으며,서울대학교, 경희대학교, 성균관대학교

박사후연구원을 거쳐, 현재는 한경대학교 교수로 재직하고 있다.전공분야인 고체 물리학(이론) 분야 연구와

물리학 강의 이외에도 인문·사회 계열 학생들을 위한 학제적 교양강좌 개발에 힘쓰고 있다.