물리학자의 나이와 전성기 물리 이야기

이론물리학에서 가장 중요한 업적은 30세 이전에 이루어진다는 이야기가 있다. 아인슈타인이 특수상대성 이론(4차원 시공간의 발견)과 브라운 운동(분자 운동의 입자해석) 그리고 광전효과 (photon의 발견)에 대한 논문을 발표한 '기적의 해' 1905년 당시 그의 나이는 불과 26세였고, 행렬 역학으로 양자역학을 기술하는데 성공한 1926년 베르너 하이젠베르크의 나이는 25세였다. 1901년생 그가 노벨상을 받은 해는 1932년이었다.

'젊은 천재'가 나타나 분야에 새로운 획을 긋고 '나이 든' 세대의 오래된 생각들을 뒤엎을 수 있는 분야가 이론물리학 분야라는 것은 비단 몇 명에게만 들어맞는 말은 아니다. 아래의 표는 Spires (SLAC, DESY, Fermi Lab과 국제 HEP 코뮤니티의 공동 논문 검색 DB 프로젝트)에서 가장 많은 인용을 받는 25개의 논문 저자의 나이를 조사하여 논문 출간 당시의 나이별로 나타낸 것이다.



이 표에 따르면 30세 이하에 이미 전체 29명중 절반이 넘는 16명 (55퍼센트)이 포함되어 있음을 알 수 있다. 특히 29-30세에 10명이 집중되어 있어, 전성기가 대략 이 즈음에 오는 경우가 많았다는 것을 알 수 있다. (참조: Ages of Physicists at publication of top-cited papers)

30세 이하의 젊은 물리학자들은 이 표를 보고 많은 자극을 받을 것이다. 자기도 한 번 도전해보고픈 용기를 주는 통계자료기도 하지만 동시에 아직 눈에 띄는 업적이 없어 고민하고 있는 대학원생과 젊은 연구원들은 마치 운명의 시간이 다가오는 듯한 압박감을 느낄 것이라는 생각이 든다.

그런데 우리는 여전히 13명의 저자들이 31세 이상에야 그 논문을 발표했다는 것에도 주목할 필요가 있겠다. 특히 55세-56세에 찍힌 점 하나가 주는 특별한 의미도 새겨볼 필요가 있겠다. 20세기 후반 노벨상 물리학상 수상자의 평균나이도 60세를 훌쩍 뛰어넘게 되었다. (아래 표는 노벨상 수상자의 연령대 분포. 검은 선이 평균. 출처: http://www.almaz.com/nobel/papers/age/)



결론은 ..

어려서 훌륭한 지도교수를 만나는 등 좋은 기회를 잡아 큰 업적을 낳기도 하고, 꾸준히 열심히 해서 후일 큰 업적을 낳기도 한다. 그러니 아무튼 열심히~!


덧글

  • 바죠 2008/07/21 08:20 #

    아주 흥미로운 분석입니다. 항간에 떠도는 소문들이 일부 사실이라는것을 보여주고 있습니다.
  • ExtraD 2008/07/21 11:02 #

    냉정하게 숫자로 써보면 진실이 확연하게 보이죠.
    과학이 작동하는 원리이기도 하구요.
  • polarnara 2008/07/21 09:40 # 삭제

    polynomial regression 이 재밌군요 :p
  • ExtraD 2008/07/21 11:02 #

    피팅 결과가 재미나더군요. 메디안이 51세라고 합니다.
  • Explore 2008/07/21 10:42 # 삭제

    아인쉬타인도 그당시 널리 유행하던 에테르이론을 열심히 연구했을까?
    하이젠버그, 파울리, 디락도 지금은 죽어버린 당시 유행하던 많은 이론들을 다 섭렵했을까? 범인의 기준으로 그런 대천재들을 판단한다는 자체가 어리석지만
    그래도 확실히 말할 수 있는 것은 그들은 잘못된 길에서 시간을 헛되이 보내지 않았다는 것이다. 적어도 20대까지는...
    스트링과 extra차원을 신주처럼 받드는 21세기 이론물리학은 정말 바른 길로 가고 있는 걸까? 이들이 21세기 에테르가 되지 않는 다고 누가 장담할 수 있겠는가?
    스트링이론이 아니라 , 양자역학에 대한 근본적인 원리에 대한 재해석을 통해 새로운 물리학이 열린다면 21세기에도 20대에 노벨상수상자가 대거 나올 수 있지 않을까?

  • ExtraD 2008/07/21 10:59 #

    기록에 따르면 아인슈타인이 당시에 심취해있던 '새로운' 물리학은 다름아닌 맥스웰의 전자기학 이론이었습니다. 그리고 전자기학의 '광속도 불변'과 뉴턴역학의 '절대공간' 개념이 모순을 일으킨다는 것을 깨달은 것이 상대성 이론으로 연결되는 단초를 제공했습니다.

    하이젠베르크, 파울리, 디락도 당시 (적어도 보어 주변에서) 크게 유행하던 양자역학의 초기 단계이론들에 파고들어 기여하게 된 것으로 볼 수 있겠습니다.

    어느 경우도 유행과 전혀 무관하게 '하늘에서 떨어진' 연구 주제를 잡은 것은 아닌 것으로 보는 것이 더 타당해 보입니다.

    말씀하셨듯 스트링이 될지 아니면 전혀 다른 어떤 것이 될 지 그것이 정말 실험적으로 밝혀지기 전에는 아무도 모르는 것입니다. '양자역학에 대한 근본적인 원리에 대한 재해석'이 바른 길일 수도 있겠지요.

    그렇다고 '신주'가 아무런 이유도 없이 사람들의 사랑을 받고 있다는 평가는 공평하지 않습니다. 적어도 수학적으로 이미 끈이론과 연관하여 발전한 면들이 많이 있고, 많은 학자들이 거기서 새로운 물리학의 가능성을 본 것도 사실이니까요.

    개인적으론 LHC에서 새로운 물리학의 신호들이 쏟아져나와 정말로 젊은 물리학자들이 선배의 어께 위에서 도약할 기회가 터져주길 바랍니다.

    어차피 물리학은 실험과학이니까요.
  • Explore 2008/07/21 10:53 # 삭제

    혜성처럼 천외천 무공을 갖고 나타난 절세의 신진고수가 구파일방의 무공을 섭렵했을 것 같진 않다. 아무리 뛰어난 기재가 있다고 해도 기연을 많나지 않고는 20대에 절세의 고수가 되기는 힘들것 같다.
  • ExtraD 2008/07/21 11:01 #

    저도 그렇게 생각합니다.

    흔히 '지도교수'라는 기연이 있었죠. 그렇지만 아인슈타인의 예를 보면 혜성처럼 나타나기도 하는 것 같아요. (딱 한 번이지만..)
  • leestan 2008/07/21 11:43 #

    나이를 떠나서 과연 우리나라 에선 언제쯤이나 첫번째 노벨물리학상을 받는

    과학자가 나올까요....

    일본에서는 벌써 2명이나 배출했는데

    그리고 노벨상이 우리나라에서 나오면 그것이 실험물리일까요? 이론물리일까요?
  • ExtraD 2008/07/21 11:50 #

    일본은 노벨 물리학상 수상자 4명을 포함하여 총 12명의 노벨상 수상자를 낸 나라입니다. (언젠가 한 번 포스팅을 하겠습니다.)

    유카와와 도모나가의 노벨 물리학상이 큰 계기가 되었지만 그 이전부터 매우 활발하게 선진 과학을 받아들이고, 독자적으로 실험을 수행하는 등 대한민국의 경우와 비교하기 힘든 차이가 있는 것이 사실입니다.

    한국인이 노벨 과학상을 언제 받을 수 있을 것인가?..

    정말 어려운 질문입니다. 저는 답을 전혀 모르겠습니다. 더구나 요사이 이공계열에대한 처우와 연구소 통폐합등의 소식을 고려했을 때 그 답을 가까운 미래에 드릴 수 있을지 자신이 없습니다.
  • ExtraD 2008/07/21 11:52 #

    수상자 목록입니다.

    일본인 노벨상 수상자

    유가와 히데끼(湯川秀樹) 1949년 물리학상
    도모나가 신이찌로(朝永振一郞) 1965년 물리학상
    가와바타 야스나리(川端岡成) 1968년 문학상
    에사기 레어나(江崎玲於奈) 1973년 물리학상
    사또 에이사구 (佐藤榮作) 1974년 평화상
    후구이 겐이찌 (福井謙一) 1981년 화학상
    도네가와 스스무(利根川進) 1987년 의학 생리학상
    오에 겐자부로 (大江健三郞) 1995년 문학상
    시라카와 히데키(白川秀樹) 2000년 화학상
    노요리 료지노(野依良治) 2001년 화학상
    고시바 마사토시(小柴昌俊) 2002년 물리학상
    다나카 고이치(田中耕一) 2002년 화학상
  • Frey 2008/07/21 12:28 #

    서른 살까지는 아직 6년이 남았네요. 그 전까지 제가 좋은 논문을 써낼 수 있을지 궁금해집니다.
  • Explore 2008/07/21 16:15 # 삭제

    주제와는 관계없는 내용이지만 질문하나 올리겠습니다.
    최근 뉴트리노 질량이 있는 것으로 밝혀졌다고 하는데 이는 곧 standard model을 필연적으로 수정해야만 한다는 뜻인가요?
    standard model내에서 뉴트리노 질량에 대한 최근 실험결과를 설명할 수는 없는지요..
  • 가고일 2008/07/21 17:58 #

    수학은 아예 공식적으로 못을 박았잖습니까.

    필즈상은 "40세미만"에게만 주기로.
  • 누렁별 2008/07/21 18:39 #

    노벨 물리학상은 20대에 연구한 결과로 60대에 받는 상이 된 겁니까 -_-;
    그 55-56세를 찍으신 outlier는 어떤 분인지 궁금하군요.
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Physics

\begin{eqnarray} \hbar c =197.3 \text{MeV fm}\\ (\hbar c)^2=0.389 \rm{GeV}^2 \rm{mb}\\ 1.0{\rm pb}=\frac{2.568\times 10^{-3}}{\rm TeV^2}\\ =10^{-40} {\rm m}^2 \end{eqnarray}

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