‘인간은 생각하는 갈대다.’ 프랑스의 수학자, 물리학자, 철학자인 블레즈 파스칼(1623~ 1662)이 남긴 이 명언은 누구나 한번쯤 들어보았으나, ‘자연의 본질은 운동이다’란 말은 아는 사람이 거의 없다. 철학자로서의 파스칼을 강조한다면 인간은 생각하는 갈대라는 의미심장한 말이 중요하겠지만, 물리학자로서 그의 통찰력을 잘 엿볼 수 있는 문구는 후자다. 사실 물리학에서 배우는 핵심은 힘에 의한 운동이다. 아주 큰 물체부터 작은 물체까지 어떻게 운동하는지 메커니즘을 공부한다. 물리학은 크게 거시물리학과 미시물리학으로 나뉜다. 거시물리학이 행성이나 눈에 보이는 사물과 같이 큰 물건이 어떻게 운동하는지를 공부한다면, 미시물리학은 눈에 보이지 않는 매우 작은 물질이 어떻게 운동하는지를 탐구한다.

고교 시절에 배우는 물리학은 주로 거시물리학이며, 상대성이론과 양자론이 나타나기 이전의 고전물리학으로 눈에 보이는 물체들이 어떻게 운동하는가를 다룬다. 반면 현대물리학은 입자나 끈과 같이 아주 작은 것들이 어떻게 운동하는지 탐구한다. 너무 작은 것들을 연구하다 보니 실험과 관측이 어렵다. 그래서 수학을 더욱 많이 활용한다.

물리는 수학과 불가분의 관계에 있다. 앞서 파스칼이 수학자이자 물리학자인 것만 봐도 이해할 수 있다. 물리 과목은 수학과 가장 밀접한 관련성이 있는 학문이며, 가장 진리에 다가선 자연철학이다. 따라서 순수물리는 가장 어렵고 수많은 학문과의 연관성도 높은 기초과학이다. 만약 당신이 물리란 과목을 좋아한다면 진출할 수 있는 직업과 학과의 폭이 매우 넓다.

물리학을 직접적으로 활용하는 직업은 이·공학계열 교수, 중등학교 교사(물리 과목), 건축공학 기술자, 토목공학 기술자, 항공공학 기술자, 해양공학 기술자, 기계공학 기술자, 로봇연구원, 자동차공학 기술자, 대체에너지개발 연구원, 전자공학 기술자, 자연과학 연구원, 통신공학 기술자, 화학공학 기술자, 에너지공학 기술자, 금속공학 기술자, 재료공학 기술자, 섬유공학 기술자 등이 있다. 반면, 물리지식이 직무수행에 많이 필요한 직업으로는 변리사, 안경사, 선박 기관사, 각종 항공기·선박 정비원, 안전진단 검사원, 공작기계 조작원, 물리치료사, 기계정비원, 철도 및 지하철 기관사, 소방관, 의료장비기사, 작업치료사 등이 있다. 지면관계상 일일이 모두 열거할 수 없음을 양해하기 바란다.

물리 과목이 전공에서 가장 많이 활용되는 학과는 인문계열의 자연계교육학과(물리)와 공학교육학과다. 공학계열의 경우 대부분이 물리학과 관련되어 있으며, 다만 연관성이 강하냐 약하냐의 차이가 있을 뿐이다. 고교 시절 배운 물리는 대학에 가면 일반물리학, 동역학, 열역학, 유체역학, 재료역학, 고체역학, 핵물리학, 광학, 물성론, 열관리공학, 섬유물리학, 약품물리학, 목재물리학, 물리화학, 물리실험, 핵물리학, 전자기학, 반도체물리학, 양자물리학, 소립자물리학, 천체물리학, 물리기상학, 지구물리학, 현대물리학 등으로 심화된다. 심화된 교육내용의 상당수가 수학을 활용하여 수업을 하며 특히 미분과 적분을 가장 많이 쓴다.

물리학은 흔히 역학으로 표현되는 운동과 힘에 대한 연구이다. 모든 사물은 빛과 같이 작은 입자든 지구와 같이 큰 행성이든 끝없이 자신의 진로를 찾아 운동하고 있다. 이 물체들이 어디에서 와서, 왜 운동하는지, 어디를 향해 운동하는 건지 궁금하다면 물리를 정말 좋아하는 사람이다. 인류는 이 질문에 답하고자 소크라테스부터 파스칼 등을 거쳐 슈뢰딩거, 아인슈타인, 스티븐 호킹 등까지 끝없이 생각하는 갈대가 되어, 자연의 본질이 운동임을 규명하고 있다. 그 결과 현대물리학은 자연의 본질에 가장 다가선 학문이 되었다.

김상호 한국직업능력개발원 직업진로자격연구실 연구원 <톡 까놓고 직업 톡> 저자