전 세계 46억명의 사람들이 손에 들려 있는 휴대폰. 130여년 전 한 물리학자가 집대성한 이론이 없었다면 사람들의 필수적인 통신수단으로 자리 잡은 휴대폰은 존재할 수 없었을지도 모른다.
스코틀랜드 출신의 물리학자 제임스 클러크 맥스웰. 영국의 BBC가 2000년 선정한 가장 위대한 과학자 100인 중에서 아인슈타인, 뉴턴에 이어 3위를 차지한 물리학의 거성이다. 일반인들에게는 다소 생소한 이름이겠지만 맥스웰의 방정식들과 `전자기론` 등은 휴대폰뿐만 아니라 이제 보편화된 무선통신 등을 가능케 했다.
대중적 인지도는 아인슈타인이나 뉴턴에 못 미치지만 맥스웰의 `전자기장 이론`은 우리가 일상적으로 사용하는 전자제품과 IT기기, 무선통신에 이론적 토대인 만큼 우리 삶에 밀접한 영향을 미치고 있다.
1831년 스코틀랜드 에든버러에서 변호인 아버지와 독실한 기독교인인 어머니의 외동아들로 태어난 그는 어린 시절부터 수학과 물리학에 뛰어난 재능을 보인 것으로 알려졌다. 열 네 살 때 발표한 수학이론인 `이 초점 타원체의 집합`이 아버지의 친구인 에든버러대학교 교수였던 제임스 포브스에 의해 왕립학회에 발표되면서 그는 과학에 더 큰 관심을 갖게 됐다.
이후 케임브리지대학과 트리니티대학에서 수학에서 뛰어난 재능을 보인 맥스웰은 스물 네 살이 되던 해 트리니티대학의 학사학위 학자로 머물면서 특별연구원으로 선발돼 전기와 자기에 대한 실험과 색채이론에 관한 연구를 했다. 색채 연구에도 관심이 많았던 그는 컬러 사진을 최초로 찍은 인물로도 기록된다.
특히 그는 평생을 바쳐 제4의 힘으로 알려진 전자기력 연구에 매진했다. 네 개의 방정식으로 이뤄진 맥스웰 방정식, 기체 분자운동론, 색채이론 등이 그가 세운 중요한 업적이다. 특히, 전기장과 자기장에 관한 마이클 패러데이의 개념을 확장해 수학적으로 풀어낸 성과는 현대 물리학에 지대한 영향을 미쳤다.
그가 죽은 해에 태어난 아인슈타인은 맥스웰의 방정식에서 공간과 시간의 개념을 과감하게 혁신할 실마리를 찾았다.
캐임브리지대학에서 후학 양성과 세계적 물리과학 연구소인 케번디스 연구소 성장에 힘써오던 맥스웰은 1879년 11월 5일 위암으로 사망했다. 사후에 아무런 예우를 받지도 못했고, 스코틀랜드의 작은 묘지에 묻혔지만 물리학에서 그가 남긴 업적은 후세에 의해 칭송받았다.
맥스웰 탄생 100주년을 맞아 천재 물리학자 아인슈타인이 남긴 말이 그가 물리학계에 남긴 유산을 가장 잘 표현한다. “맥스웰이 남긴 업적은 뉴턴시대 이후 물리학이 경험한 것 가운데 가장 심오하고 알찬 업적이다.”
이수운기자 pero@etnews.co.kr
