리처드 C. 톨먼

3. 가족

1924년에 심리학자 루스 셔먼 톨먼과 결혼했다.^[2] 그의 형제는 행동주의 심리학자인 에드워드 체이스 톨먼이다.

4. 업적 및 영향

톨먼은 물리학의 여러 분야에 걸쳐 중요한 업적을 남겼다. 1912년에는 상대론적 질량 개념을 고안하여, 운동하는 물체의 질량을 나타내는 식으로 $m\_0\; \backslash left(1\; -\; \backslash frac\{v^2\}\{c^2\}\; \backslash right)^\{-1/2\}$이 가장 적합하다고 제안했다.^[36][4] 이는 특수 상대성 이론의 초기 발전에 기여한 중요한 개념이다.

1916년, 토머스 데일 스튜어트와 함께 진행한 실험을 통해 전기가 금속 도체를 통해 흐르는 전자로 구성되어 있음을 실험적으로 증명했다. 이 실험 과정에서 부수적으로 전자 질량의 측정값을 얻기도 했다.^[37][5] 이러한 초기 연구는 이후 톨먼이 화학 반응 속도론과 통계역학 분야로 관심을 확장하는 계기가 되었다.^[2]

톨먼은 과학의 사회적 역할에도 관심을 기울였다. 1919년에는 테크노크라시 운동의 선구적 조직인 테크니컬 얼라이언스(Technical Alliance)의 일원으로 활동하며, 과학 지식을 사회 및 산업 문제 해결에 적용하는 방안을 모색하고 에너지 관련 조사를 수행하는 데 기여했다.^{[38][39][40][6][7][8]}

칼텍 교수로 재직하며 통계역학 분야에서 중요한 학문적 성과를 이루었다. 1927년에는 막스 플랑크, 닐스 보어, 아르놀트 좀머펠트 등의 구 양자론을 바탕으로 한 통계 역학 교과서를 출판했다.^[42][11] 이어 1938년에는 고전 역학 및 양자역학 체계 모두에 통계 역학을 적용하는 방법을 다룬 포괄적이고 상세한 연구서 《The Principles of Statistical Mechanics》를 출간했다.^{[43][13][44][14]} 이 책은 루트비히 볼츠만, J. 윌라드 기브스, 파울 및 타티아나 에렌페스트 등의 연구에 크게 의존했으며,^[2] 오랫동안 해당 분야의 표준적인 저술로 인정받으며 현재까지도 중요한 참고 자료로 활용되고 있다.

경력 후반에는 일반 상대성 이론과 우주론 연구에 집중하며, 열역학을 상대론적 시스템과 우주론에 적용하는 데 큰 관심을 보였다. 1934년에 출판된 그의 중요한 단행본인 《상대론, 열역학 및 우주론》(Relativity, Thermodynamics, and Cosmology)^[45][15]은 현대 우주론 연구에 큰 영향을 미쳤다. 이 책에서 그는 팽창하는 우주 속의 흑체 복사가 우주가 팽창하며 온도가 내려가더라도 열 복사의 형태를 유지한다는 것을 이론적으로 증명했는데, 이는 훗날 발견된 우주 마이크로파 배경 복사의 중요한 특성을 예측한 결과였다.^[46][16] 또한, 이 책에서 톨먼은 닫힌 우주의 총 에너지가 0이 될 수 있다는 개념을 처음으로 명확히 설명했다. 그는 우주의 모든 질량 에너지는 양(+)의 값을 갖고, 모든 중력 에너지는 음(-)의 값을 가져 서로 상쇄됨으로써 총 에너지가 0인 우주가 가능하다는 것을 보였다.^[46][16] 알렉산드르 프리드만이 1922년에 제안했던 진동 우주 가설에 대해서도 연구했으나, 그는 이 모형이 엔트로피 증가 법칙과 관련하여 심각한 문제점을 안고 있음을 지적했고, 이는 1960년대 후반 진동 우주론이 점차 지지를 잃게 되는 원인 중 하나가 되었다. 톨먼은 에드윈 허블과 협력하여 천문 관측 결과를 새로운 우주론적 관점에서 해석하는 데에도 기여했다.^[2]

1930년대에는 아인슈타인 장 방정식의 해를 얻어 정적 구면 대칭 완전 유체를 기술하는 모델을 제시했다.^[17][18] 이 연구는 이후 J. 로버트 오펜하이머, 로버트 서버, 조지 볼코프 등이 중성자별의 안정성을 연구하고 톨먼-오펜하이머-볼코프 한계를 정립하는 이론적 기반이 되었다.^[19][20]

제2차 세계 대전 중에는 과학자로서 사회적 책임을 다하기 위해 맨해튼 계획에 참여하여 레슬리 그로브스 장군의 과학 고문으로 활동했다.^[2] 전쟁 이후에는 유엔 원자력 위원회(UNAEC)의 미국 대표였던 버나드 바루크의 수석 고문으로 활동하며 원자력의 평화적 이용과 통제에 관한 국제적 논의에 기여했다.

톨먼의 업적을 기리기 위해 미국 화학회 남부 캘리포니아 지부에서는 매년 화학 분야에 뛰어난 공헌을 한 과학자에게 톨먼 메달을 수여하고 있다.

5. 저서

• 《물리학 및 화학 응용 통계 역학》 (''Statistical mechanics with applications to physics and chemistry''). 뉴욕: The Chemical Catalog Company, 1927.
• 《상대성, 열역학 및 우주론》 (''Relativity, Thermodynamics, and Cosmology''). 옥스퍼드: Clarendon Press, 1934. LCCN 34032023. (1987년 뉴욕 도버 출판사에서 재발행, ISBN 0-486-65383-8). 이 책에서 톨먼은 팽창하는 우주의 흑체 복사가 어떻게 냉각되면서도 열평형 상태를 유지하는지 보여주었으며, 이는 우주 마이크로파 배경 복사의 중요한 예측 근거가 되었다.^[33] 또한 닫힌 우주의 총 에너지가 0이 될 수 있음을 설명했다.^[33]
• 《통계 역학의 원리》 (''The Principles of Statistical Mechanics''). 옥스퍼드: Clarendon Press, 1938. ISBN 9780486638966. (1979년 뉴욕 도버 출판사에서 재발행, ISBN 0-486-63896-0). 이 책은 고전역학 및 양자역학 시스템에 대한 통계역학의 응용을 다루는 포괄적인 저서로 오랫동안 해당 분야의 표준 교재로 사용되었다.^[30][31]

참조

_[1] 간행물 Tolman, Richard Chace Springer New York 2014
_[2] 학술지 Richard Chace Tolman https://www.nasonlin[...] National Academy of Sciences (NAS) 1952
_[3] 문서
_[4] 학술지 Non-Newtonian Mechanics, The Mass of a Moving Body https://archive.org/[...]
_[5] 학술지 The electromotive force produced by the acceleration of metals https://babel.hathit[...]
_[6] 웹사이트 The Technical Alliance Profiles http://www.technocra[...] 2013-03-16
_[7] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-12
_[8] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-13
_[9] 웹사이트 Book of Members, 1780-2010: Chapter T http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences 2011-04-20
_[10] 웹사이트 Richard C. Tolman http://www.nasonline[...] 2023-06-28
_[11] 학술지 Review: Statistical Mechanics with Applications to Physics and Chemistry by Richard C. Tolman
_[12] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2023-06-28
_[13] 학술지 Review: The Principles of Statistical Mechanics by Richard C. Tolman
_[14] 학술지 Review: The Principles of Statistical Mechanics by Richard C. Tolman 1939-07
_[15] 학술지 Review: Relativity, Thermodynamics, and Cosmology by Richard C. Tolman
_[16] 웹사이트 Why Isn't Edward P. Tryon A World-famous Physicist? https://www.huffingt[...] Huffington Post 2016-03-16
_[17] 학술지 Effect of Inhomogeneity on Cosmological Models http://authors.libra[...] 1934
_[18] 학술지 Static Solutions of Einstein's Field Equations for Spheres of Fluid https://journals.aps[...] 1939
_[19] 학술지 On the Stability of Stellar Neutron Cores
_[20] 학술지 On Massive Neutron Cores http://www.mpia-hd.m[...] 2014-01-15
_[21] 간행물 Tolman, Richard Chace Springer New York 2014
_[22] 문서
_[23] 학술지 Non-Newtonian Mechanics, The Mass of a Moving Body https://archive.org/[...]
_[24] 학술지 The electromotive force produced by the acceleration of metals https://babel.hathit[...]
_[25] 웹사이트 Archived copy http://www.technocra[...] 2013-03-16
_[26] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-12
_[27] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-13
_[28] 웹사이트 Book of Members, 1780-2010: Chapter T http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences 2011-04-20
_[29] 학술지 Review: Statistical Mechanics with Applications to Physics and Chemistry by Richard C. Tolman
_[30] 학술지 Review: The Principles of Statistical Mechanics by Richard C. Tolman
_[31] 학술지 Review: The Principles of Statistical Mechanics by Richard C. Tolman 1939-07
_[32] 학술지 Review: Relativity, Thermodynamics, and Cosmology by Richard C. Tolman
_[33] 웹사이트 Why Isn't Edward P. Tryon A World-famous Physicist? https://www.huffpost[...] Huffington Post 2016-03-16
_[34] 간행물 Tolman, Richard Chace Springer New York 2014
_[35] 문서
_[36] 논문 Non-Newtonian Mechanics, The Mass of a Moving Body https://archive.org/[...]
_[37] 논문 The electromotive force produced by the acceleration of metals https://babel.hathit[...]
_[38] 웹인용 The Technical Alliance Profiles https://web.archive.[...] 2013-03-16
_[39] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-12
_[40] 서적 Benton MacKaye: Conservationist, planner, and creator of the Appalachian Trail https://books.google[...] JHU Press 2013-07-13
_[41] 웹인용 Book of Members, 1780-2010: Chapter T http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences 2011-04-20
_[42] 논문 Review: ''Statistical Mechanics with Applications to Physics and Chemistry'' by Richard C. Tolman
_[43] 논문 Review: ''The Principles of Statistical Mechanics'' by Richard C. Tolman
_[44] 논문 Review: ''The Principles of Statistical Mechanics'' by Richard C. Tolman 1939-07
_[45] 논문 Review: ''Relativity, Thermodynamics, and Cosmology'' by Richard C. Tolman
_[46] 웹인용 Why Isn't Edward P. Tryon A World-famous Physicist? http://www.huffingto[...] Huffington Post 2016-03-16