우선 반동이라는 것은 작용-반작용의 원리에 따라서 발생합니다.

  무언가(고정된 물리계)에 대해 힘이 가해지면(작용), 그 반대편으로 힘이 작용하는 것(반작용)으로 이 원리는 우리 세계의 모든 '힘'에 대해 적용되며, 이를 이용하여 매우 다양한 활동을 진행합니다. 이를테면 로켓 같은 것은 바로 이 작용-반작용 원리를 이용한 대표적인 기술이라고 볼 수 있습니다.

  작용-반작용은 마찰에 의한 힘의 감소 현상과는 무관합니다. 물체가 마찰이 전혀 없는 공중에 떠 있더라도 작용-반작용 원리는 적용됩니다. 그렇지 않다면 로켓이 진공인 우주에서 날아갈 수는 없습니다.

  작용-반작용은 모든 물체에 적용되며 기체나 액체, 물론 플라즈마도 역시 여기에서 벗어날 수는 없습니다. 당연히 레일건에서도 반동은 발생합니다. 그것이 고체 탄환이건, 플라즈마 탄환이건 상관없이.

  작용-반작용의 원리는 우리가 아는 모든 세계에 적용됩니다. 힘이 가해질 때 그 반대 방향으로 힘이 가해진다는 것은 적어도 우리 우주에서는 절대로 변할 수 없는 진리입니다.

  하지만, 작용-반작용의 원리를 몰라도 레일건에 반동이 생기는 것은 레일건의 원리만 알고 있다면 충분히 이해할 수 있습니다.

  레일건의 원리는 위와 같습니다.

  레일이라 부르는 도선을 통해서 전기가 흐릅니다. 이 전기는 레일을 통해 흘러서는 탄환을 지나 돌아옵니다.

  도선에 전류가 흐르면 자기장이 발생하는데, 자기장의 방향은 오른나사 법칙에 따라서 오른손으로 도선을 감싸듯이 생깁니다.

  때문에 레일에서 생기는 도선은 레일 안쪽에서 보면 둘 다 아래에서 위로 올라가는 형태의 자기장이 형성됩니다.

  또한, 탄환에서 발생하는 자기장도 탄환 뒤쪽에서는 레일에서 발생하는 자기장과 같은 방향으로 형성됩니다.

  이처럼 같은 방향의 자기장이 발생하면 서로 반발하게 됩니다. 말하자면 자석의 같은 극을 서로 댄 것과 비슷한 결과를 낳습니다.

  그리하여 탄환은 앞으로 향하는 힘을 받게 되고 앞으로 날아갑니다.

  한편, 레일 역시 탄환에서 발생하는 자기장에 대해 반발하는 힘이 발생합니다. 그래서 탄환이 향하는 방향과 반대 방향으로 힘이 작용하고 이것이 반동으로 전해집니다.

  다만, 레일건에서는 이것으로 그치지 않습니다. 두 레일 역시 서로에 대해서 반발하는 힘이 발생하기 때문입니다. 이 힘은 서로의 레일에 대해 반대 방향으로 작용하며 그 결과 레일이 벌어지는 결과를 낳습니다. 심하면 레일이 파손되는데, 이 점이 레일건의 단점 중 하나로 작용합니다.

  아래에서 레일건의 반동이 직각 방향으로 전해진다고 생각하는 것은 아마도 이 힘을 보고 착각한 것이 아닐까 생각됩니다만, 이는 레일건의 레일 사이에서 발생하는 힘에 의한 것으로 탄환과 레일 사이에서 작동하는 힘에 의한 것이 아닙니다. 탄환과 레일 사이에서는 자석의 같은 극을 서로 마주한 것처럼 서로 반대방향으로 반발하는 힘이 발생합니다.

  탄환에 대해서 앞으로 밀어내는 힘이 발생하기에 레일은 뒤로 밀리는 힘을 받습니다.

  한편, 코일건은 원리가 다릅니다.

  코일건은 위처럼 애니메이션으로만 보여줄 수 있습니다.

  왼쪽 코일부터 차례대로 전기를 흘립니다. 그러면 코일은 전자석이 되어 자장을 발생시킵니다. 이 자장이 뒤에 있는 총알(대개 철)을 앞으로 잡아당깁니다.

  그대로 두면 총알이 코일에 붙어 버리기 때문에 적당한 시점에서 첫번째 코일의 작동을 멈추고 두번째 코일에 전기를 흘립니다. 그러면 총알을 첫번째 코일을 지나쳐서 두번째 코일을 향해 갑니다. 같은 과정을 반복하면 총알은 점점 더 가속하게 되고 최종적으로는 가속된 상태로 총구를 빠져나가 날아갑니다.

  레일건이 자석의 같은 극이 밀쳐내는 원리를 이용한다면, 코일은 철 같은 금속이 자석에 달라붙는 원리를 이용합니다.

  그렇다면 코일건의 반동은 어디서 나올까요? 바로 자석이 철 같은 금속을 잡아다니는 힘 때문에 발생합니다.

  자석이 철을 끌어다닐 때, 자석도 철에 끌리는 힘이 발생합니다. 이를테면 자석으로 쇠를 끌어당길 때 쇳덩이가 훨씬 크고 무거우면 자석이 쇳덩이 쪽으로 날아가서 붙는 것을 생각하면 알 수 있습니다. (이 역시 작용-반작용 원리입니다.)

  총알을 앞으로 끌어당길 때 자석(코일)은 뒤로 당겨지고, 이로 인해서 총신 전체가 뒤로 끌리는 힘을 받게 됩니다. 그것이 '반동'이라는 것으로 전해집니다.

  결국 코일건이건 레일건이건 반동은 없을 수가 없습니다. 그리고 그 반동은 탄환이 날아가는 힘에 비례하며, 그 방향은 탄환이 날아가는 방향의 반대 방향으로 작용합니다. 탄환의 위력이 셀수록 반동도 세집니다.

  애니메이션 [어떤 마술의 금서목록]에서는, 전기를 자유롭게 다루는 미사카 미코토라는 소녀가 아무런 반동 없이 레일건을 쏘지만, 그것은 레일건에 반동이 있다는 기본적인 상식을 잊어버린 제작자들의 실수이거나 아니면 거의 마법적인 무언가가(이를테면 엑셀레이터처럼 힘의 방향을 바꾸는 기술) 작용했기 때문일 것입니다. 그러므로 그런 장면을 보고서 '레일건에는 반동이 없다.'라고 착각하는 일은 없어야 겠지요.