[PSAT 기출] 2014 민경채 언어논리 인책형 21번 해설 – 뉴턴 역학 아인슈타인 상대성 이론 강화 약화

1 개요
2 문제
3 문제 해설
4 2013 민경채 PSAT 언어논리
5 관련 문서

개요

다음은 2013년 국가공무원 민간경력자(민경채) 언어논리영역 인책형 21번 문제 해설이다.

문제

문 21. 다음 글의 핵심 주장을 강화하는 진술로 가장 적절한 것은?

뉴턴의 역학 이론은 아인슈타인의 상대성 이론으로부터 도출되는가? 상대성 이론의 핵심 법칙들을 나타내고 있는 진술들 \(E_1\), \(E_2\), \(...E_i\), \(...E_n\)의 집합을 생각해보자. 이 진술들은 공간적 위치, 시간, 질량 등을 나타내는 변수들을 포함하고 있다. 그리고 이 집합으로부터 관찰에 의해서 확인할 수 있는 것들을 포함하여 상대성 이론의 다양한 진술들을 도출할 수 있다. 그리고 변수들의 범위를 제약하는 진술들을 이용하면 상대성 이론이 어떤 특수한 경우에 적용될 때 성립하는 법칙들도 도출할 수 있다. 가령, 물체의 속도가 광속에 비하여 현저하게 느린 경우에는 계산을 통하여 뉴턴의 운동 법칙, 만유인력 법칙 등과 형태가 같은 진술들 \(N_1\), \(N_2\), \(...N_i\), \(...N_m\)을 도출할 수 있다.

이런 점에서 몇몇 제약 조건을 붙임으로써 뉴턴의 역학은 아인슈타인의 상대성 이론으로부터 도출되는 것으로 보인다. 그렇지만 \(N_1\)는 상대성 이론의 특수 경우에 해당하는 법칙일 뿐이지 뉴턴 역학의 법칙들이 아니다. \(E_i\)에서 공간적 위치, 시간, 질량 등을 나타냈던 변수들이 \(N_i\)에서도 나타난다. 여기서 우리는 \(N_i\)에 있는 변수들이 가리키는 것은 뉴턴 이론의 공간적 위치, 시간, 질량 등이 아니라 아인슈타인 이론의 공간적 위치, 시간, 질량 등이라는 것을 주의해야 한다. 같은 이름을 가지고 있지만, 아인슈타인의 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상이 뉴턴 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상과 같은 것은 아니다. 따라서 \(N_i\)에 등장하는 변수들에 대한 정의를 바꾸지 않는다면, \(N_i\)는 뉴턴의 법칙에 속할 수 없다. 그것은 단지 아인슈타인 상대성 이론의 특수 사례일 뿐이다.

① 뉴턴 역학보다 상대성 이론에 의해 태양계 행성들의 공전 궤도를 더 정확히 계산할 수 있다.

② 어떤 물체의 속도가 광속보다 훨씬 느릴 때 그 물체의 운동의 기술에서 뉴턴 역학과 상대성 이론은 서로 양립 가능하다.

③ 일상적으로 만나는 물체들의 운동을 상대성 이론을 써서 기술하면 뉴턴 역학이 내놓는 것과 동일한 결론에 도달한다.

④ 뉴턴 역학에 등장하는 질량은 속도와 무관하지만 상대성 이론에 등장하는 질량은 에너지의 일종이므로 속도에 의존하여 변할 수 있다.

⑤ 매우 빠르게 운동하는 우주선(cosmic ray)의 구성 입자의 반감기가 길어지는 현상은 상대성 이론으로는 설명되지만 뉴턴 역학으로는 설명되지 않는다.

출처: 사이버국가고시센터

문제 해설

상대성 이론의 핵심 법칙들을 나타내는 진술들이 포함하고 있는 변수들의 범위를 제약한다면, 뉴턴의 운동 법칙, 만유인력 법칙 등과 형태가 같은 진술들을 도출할 수 있다.

이를 통해 뉴턴의 역학이 아인슈타인의 상대성 이론으로부터 도출되는 것처럼 보이지만, 이는 상대성 이론의 특수 경우에 해당하는 법칙일 뿐, 뉴턴 역학의 법칙들이 아니다.

같은 이름을 가지고 있지만, 아인슈타인의 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상이 뉴턴 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상과 같은 것은 아니다. 따라서 상대성 이론에 제약 조건을 붙여 도출된 뉴턴의 역학과 형태가 같은 진술 \(N_i\)에 등장하는 변수들에 대한 정의를 바꾸지 않는다면, \(N_i\)는 뉴턴의 법칙에 속할 수 없다. 그것은 단지 아인슈타인 상대성 이론의 특수 사례일 뿐이다.

① 뉴턴 역학보다 상대성 이론에 의해 태양계 행성들의 공전 궤도를 더 정확히 계산할 수 있다.

보기의 내용이 상대성 이론에 몇몇 제약 조건을 붙임으로써 뉴턴 역학으로 계산한 것과 같은 태양계 행성들의 공전 궤도를 얻었다면, 이는 상대성 이론의 특수 사례일 뿐 뉴턴 역학이 아니라는 내용이었다면 답이 되었을 것이다.

보기의 내용은 단순히 두 이론의 계산의 정밀성 차이에 대한 것이다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

② 어떤 물체의 속도가 광속보다 훨씬 느릴 때 그 물체의 운동의 기술에서 뉴턴 역학과 상대성 이론은 서로 양립 가능하다.

상대성 이론에 몇몇 제약 조건을 붙여 어떤 물체의 속도가 광속보다 훨씬 느릴 때 그 물체의 운동의 기술이라는 뉴턴 역학과 같은 형태의 진술이 나온다 하더라도 이는 뉴턴 역학의 진술이 아니라 상대성 이론의 특수 사례일 뿐이라는 게 위 글의 핵심 주장이다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

③ 일상적으로 만나는 물체들의 운동을 상대성 이론을 써서 기술하면 뉴턴 역학이 내놓는 것과 동일한 결론에 도달한다.

일상적으로 만나는 물체들의 운동을 상대성 이론을 써서 기술하여 뉴턴 역학이 내놓는 것과 동일한 결론이 나온다고 해도 이는 뉴턴 역학에 의한 결론이 아니라 상대성 이론의 특수 사례일 뿐이라는 게 위 글의 핵심 주장이다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

④ 뉴턴 역학에 등장하는 질량은 속도와 무관하지만 상대성 이론에 등장하는 질량은 에너지의 일종이므로 속도에 의존하여 변할 수 있다.

여기서 우리는 \(N_i\)에 있는 변수들이 가리키는 것은 뉴턴 이론의 공간적 위치, 시간, 질량 등이 아니라 아인슈타인 이론의 공간적 위치, 시간, 질량 등이라는 것을 주의해야 한다. 같은 이름을 가지고 있지만, 아인슈타인의 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상이 뉴턴 이론 속에서 변수들이 가리키는 물리적 대상과 같은 것은 아니다. 따라서 \(N_i\)에 등장하는 변수들에 대한 정의를 바꾸지 않는다면, \(N_i\)는 뉴턴의 법칙에 속할 수 없다. 그것은 단지 아인슈타인 상대성 이론의 특수 사례일 뿐이다.

뉴턴 역학에 등장하는 질량과 같은 변수들이 가지는 물리적 대상과 상대성 이론 속의 변수들이 가리키는 물리적 대상은 다르다.

그러므로 상대성 이론에 몇몇 제약 조건을 붙여 나온 진술들이 뉴턴 역학과 형태가 같은 진술이라고 할지라도, 뉴턴 역학에 등장하는 변수들에 대한 정의를 바꾸지 않았기 때문에 이러한 진술들은 뉴턴 역학에 속할 수 없다.

따라서 보기의 내용은 옳다.

상대성 이론과 뉴턴 역학의 현상 설명에 대한 차이이므로, 윗 글의 핵심 주장을 강화하지 않는다.

따라서 보기의 내용은 옳지 않다.

정답은 ④번이다.

개요

문제

문제 해설

2013 민경채 PSAT 언어논리

관련 문서

답글 남기기 응답 취소