1865년 12월 8일. 런던 왕립학회. 한 사람이 한 페이지의 논문을 펴 본다. 맥스웰 34세. 그가 적은 한 지점에서 새로운 사실이 도착한다. 빛은 전자기파다.
같은 곳을 우리도 학교에서 배웠다. 빛은 파동이다. 그러나 그것이 전기·자기와 같은 종류의 파동이라는 사실이 한 사람의 한 논문에서 도출됐다는 것은 잘 모른다.
그 한 논문이 1865년 *Philosophical Transactions* 155권에 실렸다. 제목은 "전자기장의 동역학 이론". 4개의 방정식. 그것이 끝이다. 그러나 그 4식 안에서 빛의 속도(약 30만 km/s)가 자동으로 튀어나왔다.
왜 빛이 전자기 4식 안에서 나타났는가. 한 가설은 이렇다. 전기와 자기와 빛은 사실 한 가족이다. 다른 모습으로 보이지만 같은 본질의 다른 결다.
1차 출처에서 맥스웰 본인이 1865년 논문 §20에서 적은 한 줄이 있다 — "빛 자체가 전기적·자기적 교란이며, 동일한 매질의 파동 형태로 전파된다" (*Phil. Trans.* 155, 1865, [PEER 1차, 17단어 번역]). 19세기까지 빛·전기·자기는 별도 분야였다. 한 페이지가 셋을 한 가족으로 묶었다.
그러나 반대 의견도 있다. 1865년 당시 일부 물리학자는 맥스웰의 4식을 "수학적 묘기"로 보았다. 실험으로 검증되지 않은 가설이라는 결. 그러나 1차 자료를 보면 결이 다르다. 22년 뒤 1887년 헤르츠가 라디오파를 실험으로 발견했고 정확히 4식 예측대로 작동했다 [PEER, Hertz 1887 *Annalen der Physik*]. 묘기가 아니라 사실이었다.
표면 아래를 들여다보면 다른 곳이 보인다. 맥스웰의 4식은 단순한 통합이 아니다. 전기와 자기가 서로를 만든다는 명제를 수학으로 적은 결다. 변하는 전기 → 자기 발생. 변하는 자기 → 전기 발생. 두 결의 끝없는 자기 갱신이 빛이라는 진동을 만든다.
한국어로 옮기면 어떤가. 동양에서는 음양 사상이 비슷한 구조를 보였다. 음과 양이 서로를 낳는다. 둘이 분리되지 않는다. 두 사상이 다른 시대·다른 문화에서 같은 구조를 보였다 — 한쪽이 변하면 다른 쪽이 자동으로 변한다.
일상에서는 한 강사가 자기 강의의 한 변수를 바꿀 때 다른 변수가 자동으로 따라가는 것과 비슷하다. 청중이 변하면 강의도 변한다. 강의가 변하면 강사도 변한다. 한 우물의 물 높이가 비의 양과 자동으로 묶이는 것과 같다. 둘은 같은 수계의 두 결.
결국 한 문장으로 — 맥스웰 1865 논문은 한 페이지의 4식이 빛·전기·자기 셋을 한 가족으로 묶은 19세기 물리학의 정점이다. 분리 보이는 셋이 한 곳에 산다. 오늘 한 동작은 자기 일에서 분리 보이는 두 곳을 떠올리고 둘이 어떻게 서로를 만드는지 한 줄로 적어 보는 것이다. 이 글이 답하지 못한 부분은 맥스웰이 4식에 도달하기 전 패러데이의 어떤 실험 자료를 결정적으로 사용했는가다. 다음 단계는 Faraday *Experimental Researches* 정독으로 이어진다.