파인만의 강의, 물리법칙의 특성

물리법칙의 특성 - 파인만의, 일반인을 위한 최초이자 마지막 물리학 강의
리처드 파인만 지음, 안동완 옮김 / 해나무 / 2016년 1월

​물리학하면 복잡한 수식과 아인슈타인과 같은 머리가 헝클어진 뭔가 괴짜 이미지의 과학자들이 머리에 떠오르곤 한다. 그러나 물리는 이름 그대로 우리가 사는 세상의 이치를 다루는 학문이다. 다만 물리학자들은 사과가 나무에 떨어지는 거와 같이 당연한 현상을 그냥 지나치지 않고 실험과 수학 등을 통해 그 원리를 밝힌다는 차이가 있을 뿐이다.

​세상에 유명한 물리학자는 참 많다. 그 중에 파인만은 1965년 양자전기역학 이론을 정립하여 노벨상을 받았다.  그는 물리라는 지루하고 고리타분한 딱딱한 이미지의 단어와는 어울리지 않게 서민적이고, 통속적인 삶을 살며 자신의 천재성을 발휘한 과학자다. 난 그를 생각하면 비슷하진 않지만, 미드 빅뱅의 과학 괴짜들이 떠오른다. 그만큼 친근감이 드는 과학자라는 것이다.

​'물리법칙의 특성'은 그가 일반인 대상으로 한 강의를 엮은 책이다. 과연 세계적인 석학이 일반인에게 어떤 얘기를 했을까 하는 궁금증에 이 책을 보게 되었다. 복잡한 양자역학을 설명한 것일까? 아님 핵물리학을 얘기한 것일까? 그러나 나의 예상은 완전히 틀렸다. 그는 단순한 어떤 물리 지식을 얘기한 것이 아니었다.​

​책 제목 그대로였다. 물리법칙의 특성 즉 물리법칙은 어떤 특성을 가지고 있냐는 근본적 주제를 다룬 것이다. '물리'하면 떠올릴 수 있는 선입견과 같은 인식을 바로 잡고, 실제 물리학을 접하고 공부하는 데 있어서 어떤 관점을 가져야 하는지 말하고 있는 것이다. 

​파인만은 많은 물리법칙 중에 다들 잘 알고 있는 뉴턴의 중력법칙을 가지고 이야기를 시작한다.  좀 진부한 주제 아닌가 했으나, 조금씩 읽어가며 그 생각이 바뀌어갔다. 지구가 태양을 돌고 있음을 이미 그리스시대에 알아놓고도, 오랜 세월 잊고 있다가 진실을 다시 찾게 되고 궤도가 원형이 타원임을 알아가는 과정을 중고등학교 수학적 지식을 사용하여 알려주고 있다. 

​그리고 중력법칙을 뉴턴식 해석을 포함한 세가지로 얘기하고 있는데, 이는 과학적인 해석이 절대 하나가 아니며, 결과가 같더라도 그 해석과 쓰임을 다를 수 있다는 것을 말하는 것이다. 이는 상대성 이론과 물리법칙의 대칭성, 엔트로피를 다룬 과거와 미래의 구별 등 책 곳곳에 자주 거론 되는 부분이다. ​

​나는 이를 과학 하는데 있어서  사고가 너무 경직되어선 안 되며, 상대적인 사고방식, 기준의 모호함에 있어서 어떻게 생각해야 하는 지, 발견한 법칙의 확장과 응용 등을 다 생각하라는 의미로 받아들이고 있다.

​대화에서 많이 말하는 변수가 많다는 이야기와 같이 그 많은 변수를 다각적으로 생각하는 것이 바로 물리법칙을 생각하는 자세라는 것이다.

​이 말은 그 동안 무슨 무슨 법칙 하면 공식적 의미, 효과와 결론 만을 생각하고 더 이상 다른 응용이나 확장을 생각 못했던 나에게는 뒤통수를 세게 후려치는 가르침이었다. 

​이 책에는 진짜 많은 물리 이론들이 나온다. 그런데 수학적 유도나 해석은 많지 않다. 그렇다고 수학적 지식이 필요 없다는 것이 아니다. 사실 간단하지만 난해한 것이 많다. 사전 지식이 없으면 한 장을 계속 못 넘기고 무슨 뜻인지 이해 못하는 부분도 있다. 이런 문제는 수학하면 그저 쭉 풀어나가서 답만 구하면 되는 풀이식 교육에 병폐일 것이다. 왜 그런 공식이 필요한지 전혀 사고하지 않았기에 더 어려운 것일 것이다. 책을 보며 학창시설 학교에서 짜증부리며 배웠던 수학이 이렇게 쓰인다는 것이 놀라웠다. 

​그러고 보니 파인만은 다른 이야기와 같이 수학에 대해서도 아주 유연한 생각을 하고 있다. 수학에 얽매일 필요 없다는 것이다. 수학의 도움을 받되, 필요하면 만들어야 한다는 생각이다. 그것이 수학의 공식처럼 꼭 보편적인 공리나 정의가 될 필요는 없다는 것이다.

​다시 말하지만, '물리법칙의 특성'은 절대 보다는 다양한 시선과 생각을 말하고 있다. 뉴턴의 중력법칙이 절대적인 권위를 가졌지만, 과학의 발단에 따라 얼마든지 수정되고 보강되어 질 수 있다는 것을 보여주고 있다. 

​이 책 내용이 파인만이 일반인을 대상으로 한 최초이자 마지막 물리학 강의라고 하는데,  책을 다 읽고 보니 그는 진짜 똑똑했다. 물리현상이나 이론 설명이 아닌, 더 근본적인 주제를 얘기했기 때문이다. 그렇기에 방송이 끝나고 책이 나온 지 시간이 지났어도 지금까지 사랑을 받고 있는 것이라 생각한다.

​좀 어려운 책이지만, 과학에 관심 있다면 꼭 읽어봐야 할 책임이 분명하다.