과학을 전공하지 않은 학생들을 위한 일반 상대성이론을 소개한 책이다. 일반 상대성이론은 인류가 성취한 지적 결과물 중 반드시 이해하고 넘어가야 할 것이지만, 내용이 매우 전문적이고 어렵다. 이 책은 다소 어려울 수 있는 일반 상대성이론을 거의 아무런 수식도 사용하지 않고 설명해내고 있다. 시간과 공간, 일반 상대성이론을 탐험하는 8개의 흥미진진한 강의가 이어진다.

로버트 게로치 - 프린스턴 대학 물리학 박사. 현재 시카고 대학 물리학과의 교수로 재직 중이며, '과학의 개념적 기초 과정(CFS)'의 겸임 교수로 활동하고 있다. 이론물리학과 일반 상대성이론이 그의 전공 분야다. 저명한 수리물리학자로서 물리학에서 쓰이는 편미분방정식의 구조와 양자역학의 길적분 정식화뿐 아니라 일반적인 적분이론에 대한 수학적 논의를 연구하고 있다. 연구 업적으로 <시공간의 점근적 구조>, <물리학의 편미분방정식> 등 다수의 논문이 있고, 저서로 「General Relativity from A to B」(University of Chicago Press, 1978)가 있다. 대중과학과 과학철학적 요소를 넘나드는 그의 물리학 강의는 명강의로 잘 알려져 있다. 물리학 이론에 대한 개념 정의와 비유를 통한 예증, 그리고 과학자로서의 솔직 담잭한 고백 등으로 진행되는 물리학 강의는 미국의 학생들에게 깊은 인상을 남겼다. 특히 난해한 이론으로 널리 알려진 상대성이론을 '세 권으로 이루어진 책 세트'로 비유하는 것은 전무후무한 훌륭한 비유라는 평가를 받고 있다. 그는 '과학의 개념적 기초 과정(CFS)'에서의 탁월한 강의로 Quantrell Award for Excellence in Undergraduate Teaching(1980), Burlington Northern Faculty Achievement Award(1990)상을 수상했다.

지은이의 말
옮긴이의 말
강의를 시작하기 전에

Part A 시공간이라는 관점 The Space-Time Viewpoint

제1강 기본적인 틀 - 사건과 시공간의 개념
사건이란?
아리스토텔레스 관점
사건들의 관계
시공간 도표와 세계선

제2강 개인주의적인 틀 - 아리스토텔레스 관점
4차원의 세계
시공간 도표
사건들을 시공간 도표에 나타내기
끈의 시공간 표현과 세계면
더 복잡한 사건들의 시공간 표현
빛과 빛원뿔
아리스토텔레스 관점이 지닌 문제점들

제3강 민주주의적인 틀 - 갈릴레오 관점
두 무리의 아리스토텔레스식 설정
물리학적 방법과 기하학적 방법
아리스토텔레스 관점의 문제점
갈릴레오 관점에서 의미 있는 진술들
갈릴레오 관점에서 본 물리법칙

제4강 갈릴레오 관점이 지니고 있는 어려움
빛과 시공간
갈릴레오 관점의 둘째 난점
새로운 관점의 필요성

Part A에서 Part B로 가는 길목에서

시간과 공간에 대한 철학적 성찰과 상대성이론
1. 시간과 공간
2. 공간이란 무엇인가?
3. 시간이란 무엇인가?
4. 상대성이론과 시공간 철학의 전개
5. 상대성이론과 시간-공간
6. 시공간 철학의 주제들

Part B 일반 상대성이론의 얼개 General Relativity

제5강 간격 - 기본적인 기하학적 대상
신중함과 과감함
시공간을 탐사하고 기록할 측정도구의 선정
빛과 시계를 시공간에 나타내기
사건 사이의 관계
간격(interval)이란
간격의 물리적인 해석
간격과 그래프
두 목록의 시공간 정보해독

제6강 간격 - 기본적인 기하학적 대상
시간면과 공간선
시공간에 대한 세 관점의 비교
두 관찰자의 시계 눈금 읽기
일상 언어와 물리적 개념
두 관찰자의 광속 측정
막대의 길이를 측정하는 방법
두 관찰자의 막대 길이 측정
세 관찰자의 상대 속도
몇 가지 논의

제7강 최종 이론 - 아이슈타인 방정식
물리적 예측과 물리적 경험
즐겁지 않은 특징들
아인슈타인 방정식
난점들의 해결
최종 이론과 몇 가지 논평

제8강 예증 - 검은 구멍
'검은 구멍'이라는 시공간
검은 구멍으로의 여행
검은 구멍의 관측 가능성

강의를 마치며
부록 - 일반 상대성이론의 형식 이론과 실험적 증거들
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