하이젠베르크의 양자역학, 불확정성의 과학을 열다 작은길 교양만화 메콤새콤 시리즈 4
이옥수 지음, 정윤채 그림 / 작은길 / 2016년 4월
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패전 독일에서 과학자의 삶을 산다는 것은 두 가지 중 하나의 선택을 의미한다. 조국을 등지고 망명자로 사느냐, 히틀러에 동조하든 그렇지 않든 결국은 동조자로 낙인찍힐 수 밖에 없는 협력 체계 속에서 조국이라는 이름으로 나치의 요구를 묵묵히 수행하는 삶을 사느냐. 


독일로 돌아오는 배는 텅 비어 있었다. 2차 세계대전 직전, 느린 중성자에 의해 일어나는 핵반응을 발견한 공로로 노벨 물리학상을 수상한 엔리코 페르미를 만나고 시카고에서 돌아오는 하이젠베르크의 발걸음은 무거웠다. 유대인 아내를 둔 페르미는 무솔리니 정권 치하의 이탈리아를 빠져나와 미국으로 망명한다. 자신을 만나러 온 하이젠베르크에게도 구속되지 않은 자유로운 연구가 주어지는 미국에서의 삶을 권한다. 어떤 선택이 옳을까. 하이젠베르크는 히틀러의 개가 된 또 다른 노벨물리학상 수상자인 슈타르크의 온갖 방해에도 불구하고 독일로 돌아오는 선택을 한다. 전후 독일 과학의 재건을 위해서다. 이 때 이미, 오토 한이 발견한 원자 핵분열이 폭탄의 형태로 이용될 것이고, 전쟁시 하이젠베르크를 비롯한 원자물리학자들은 자국의 이익을 위해 폭탄 개발에 동원될 것임을 알아차렸다. 

 

 

하이젠베르크를 기다리고 있던 소집 영장이 가리키고 있는 곳은 예상대로 막스 플랭크 연구소의 전신인 카이저 빌헬름 물리학 연구소였다. 전쟁은 그가 평생을 존경하던 보어와의 관계도 파괴시킨다.  하이젠베르크가 자의이든 타의이든 원자로 실험을 계속하는 동안 독일군에게 점령당한 덴마크에 살던 보어는 후에 영국으로 도피하여 오토한의 핵분열 소식을 미국 망명 물리학자에게 전했고, 이들은 다시 아인슈타인에게, 아인슈타인은 루즈벨트 대통령으로 전달 전달, 맨하탄 프로젝트가 시작된다. 그리고 보어는 맨하튼 프로젝트의 자문 역할을 맡는다. 이 때의 원폭 개발 경쟁에서 독일은 연합국이 벌인 다각도의 작전으로 우라늄 및 중수 확보에 어려움을 겪은 반면, 엄청난 비용과 우수한 망명 과학자들로 채운 미국은 폭탄 제조에 성공한다. 패전 이후, 원자로를 개발중이던 독일의 우라늄 클럽 연구자들이  흩어져서 억류 생활을 하는 동안 미국 네바다에서는 최초의 원폭 실험에 성공했고 히로시마에 원폭이 투여되었다는 소식이 들려온다. 26만명의 목숨을 순식간에 앗아간 이 소식에 1938년말 최초로 우라늄 원자에 중성자를 충돌시켜 바륨원자를 얻어내었던 오토 한은 절망감과 함께 죄책감을 느낀다. 진리를 찾기 위한 순수한 열망과 열정의 결과가 순식간에 엄청난 파괴로 이어질 수 있다는 설마의 우려는 현실화되었다.

 

 

패전 독일은 12개국이 공동으로 만든 CERN 유럽공동연구소에 동참함으로써 독일 원자 물리학의 명맥을 이어나간다. 전승국이 규정한 원자로 가동 금지 조약으로 인해 독일이 원자로를 연구하는 것은 불가능했기 때문이다. 이후 하이젠브르크는 정부의 위촉을 받고 독일은 원폭 제조를 않겠다는 국제적 약속을 바탕으로 원자로 개발을 승인받는다.  그 전쟁을 겪고 히틀러를 겪고 원자로가 히로시마의 삶들을 어떻게 파괴했는지를 기억했던 그였지만 여전히 그는 새로운 원자로가 연구용으로 개발되기를 희망했다. 독일이 일본에 비교해 아무리 과거사를 열심히 청산했다고 하나, 그들의 피 속에 감추어진 나치의 잔재는 완벽한 청산을 보장하지 않은 듯하다. 정부는 원자로를 막스 플랭크 연구소 근처가 아닌 칼스루에 건설함으로써 원자 기술을 군사적으로 이용하려는 목적을 은밀히 드러낸다. 1957년 연방정부의 수상 아데나워는 '전술적 원자무기는 기본적 포병의 계속된 발전과 조금도 다르지 않다'는 발언으로 핵폭탄 개발의 야욕을 노골적으로 드러낸다. 

 하이젠베르크는 과학은 대화로부터 시작된다고 믿었다. 그의 삶은 뮌헨의 대학시절 그의 천재성을 처음으로 발견했고 그를 형편없는 실험 물리학 구두 시험 점수로부터 구제해 학위를 딸 수 있도록 도와주었던 조머펠트 교수, 그리고 동시대를 살아간 동료 과학자 파울리 늘 대화했다. 이후 보어 축제에서 만난 보어교수를 찾아 덴마크 코펜하겐의 연구소에서 세계 곳곳의 뛰어난 과학자들과 함께 하는 시간을 갖는다. 괴팅겐에서는 보른과, 라이프치히의 교수 생활을 할 때에는 블로흐, 란다우, 훈트와 교류했다. 전쟁 중에는 오토 한, 카를 프릳리히, 전후에는 파울리 뒤러와의 대화를 통해 하이젠베르크의 과학은 진보한다. 그의 자서전 <부분과 전체>는 이렇게 삶의 한 부분으로서 과학자들과 교류했던 대화를 기반으로 한 자서전이었다.


침묵한다는 것은 동의한다는 것이다. 이 때 원자물리학자 18명은 원자무기개발을 반대하는 괴팅겐 선언을 발표한다. 독일의 핵무장에 반대하며, 어떠한 핵개발 연구에도 참여하지 않겠다는 취지다. 그러나 연방의회 선거 결과는 아데나워의 승리를 가져다 준다. 원자물리학은 궁극적으로 우주의 비밀을 밝혀내려는 노력으로 양태된 것이었고 그곳에는 인생과 우주의 통찰이 농축되어 있는 비밀의 핵심이지만 그곳에 다가가는 과정에서 인간은 파괴를 낳았다. 그 파괴가 궁극적으로는 나치와 일본 제국주의로부터 나머지 세계들을 구원했다고 믿고 있지만, 그것은 승자의 자만은 아닐까.

 

이 책은 하이젠베르크의 양자역학에 관련된 원자 이론들을 하이젠베르크의 인생을 따라가면서 그와 교류했던 과학자들, 그 과학자들에게서 영향 받은 원자 이론의 백그라운드 등을 20세기 초반 격동 하는 유럽의 역사적 전개와 함께 상세하게 그림으로 설명된 책이다. 만화책이지만 대상은 성인이고, 기초 물리학에 대한 상식은 필수다. 따라서 일반인이 읽기에 때때로 다소 난해한 부분도 있지만, 하이젠베르크의 저서 <부분과 전체>라는 제목처럼 전체의 맥락속에서 읽는다면 이해하지 못할 부분이라 할지라도 그 부분이 차지하는 전체속의 부분에 대한 의미를 생각할 수 있다. 





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2016-09-14 00:55   URL
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2016-09-15 22:07   URL
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