입자 물리학자들을 만날 수 있는 여행과 같은 소설...

클링조르를 찾아서 2
호르헤 볼피 지음, 박규호 옮김 / 들녘 / 2006년 3월

사랑하는 딸과 아들에게 보내는 독서편지

0.

자, 그럼 <클링조르를 찾아서> 2권에 대한 이야기를 해줄게. 이야기의 큰 줄기는 1권의 독서편지에서 이야기한 것처럼 히틀러의 최측근 과학자이면서 독일의 원자탄 프로젝트를 배후에 이끌었던 클링조르의 정체를 밝히는 것이었어. 중후반으로 가면서 클링조르가 누구인지는 눈치챌 수 있었단다. 가장 아닐 것 같은 사람.. 바로 그 사람이지…

이 소설은 소설을 이용하여 20세기 초반 빠르게 발전했던 핵물리학에 대해 이야기해 주는 것이 독특하고 좋았단다. 1권 이야기하면서 지은이가 그냥 멕시코 사람 호르헤 볼피라고만 했는데, 어떤 사람인가 다시 지은이 소개를 자세히 읽어보았단다. 당연히 자연계열 전공자일 것이라고 생각했는데, 법학과 문학을 공부하고 철학 박사학위를 받았다고 하는구나. 아, 그럼 지은이는 양자역학과 핵물리학에 대한 관심은 개인적이었던 것인가… 놀랍네..

이 소설을 읽다 보면, 바로 직전에 읽었던 <김상욱의 양자 공부>에서 나왔던 내용들이 많이 나왔단다. 등장인물들이 서로 알고 있는 내용들을 서로 이야기하는 장면도 있었는데, 그런 경우는 <김상욱의 양자 공부>를 미리 읽었던 것이 도움이 되었단다. 비슷한 소재를 다룬 책들을 몰아서 읽는 것은 이런 장점이 있는 것 같구나. 이왕 이렇게 된 것, 올해는 현대물리학에 관련된 책들을 자주 읽는 계획을 세워볼까?

1.

그럼 2권 이야기를 해줄게. 주인공 프랜시스와 링스 교수는 하이젠베르크를 찾아갔잖아. 그 또한 클링조르의 존재는 알고 있지만 누구인지는 안다고 했어. 양자역학 분야에서 하이젠베르크는 빼놓을 수 없는 사람이란다. 하이젠베르크가 행렬역학을 통해서 최초로 양자역학을 설명한 사람이거든. 그런데 양자역학의 역사에 있어 하이젠베르크와 함께 이야기되고 또는 비교되는 한 사람이 있어. 바로 슈뢰딩거라는 사람이란다. 슈뢰딩거의 고양이로 유명한 사람인데, 앞서 읽은 <김상욱의 양자 공부>에서도 슈뢰딩거에 대한 이야기를 해주었잖아. 슈뢰딩거는 하이젠베르크보다는 시기가 아주 조금 늦었지만,  양자역학을 비교적 쉬운 수식으로 이루어진 파동역학으로 설명을 해냈단다. 비슷한 시기에 전혀 다른 방식으로 양자역학을 설명했지만, 살아온 길과 사는 방식에서 많이 차이가 나서 둘은 많이 비교가 되었대. 이 소설에서도 그 둘을 비교를 하는 부분이 있었어.

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(36)

비엔나 토박이인 슈뢰딩거는 하이젠베르크와는 정반대의 인물이었다. 1888년생으로 그보다 열세살이 많은 이 물리학자는 매우 사교적이고 여자를 좋아했다. 슈트라우스의 왈츠 같은 생활 철학을 지닌 신사이자 도락가였다. 술과 여자 그리고 음악. 하이젠베르트가 물리학의 금욕주의자였다면 슈뢰딩거는 대표적인 쾌락주의자였다. 두 사람의 인생행로는 정반대 방향으로 나아갔다. 젊은 시절 슈뢰딩거가 새로운 양자이론에 눈길도 주지 않은 반면, 하이젠베르크는 양자이론과 함께 컸다고 해도 과언이 아니다. 그들이 위대한 첫 발견을 세상에 발표했을 때 슈뢰딩거는 취리히 대학의 평범한 교수에 불과했던 데 반해 일찌감치 신동이란 평을 들었던 하이젠베르크는 이미 물리학의 대가들로부터 사랑과 비호를 한 몸에 받고 있었다. 하이젠베르크는 스물다섯 살에 벌써 세계적으로 유명한 인물이 되었지만 슈뢰딩거는 서른일곱 살이 되어서야 비로소 사람들의 인정을 받기 시작했다.

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이렇게 그들은 대척점에 있었고, 슈뢰딩거의 파동역학이 양자역학의 한가지 특징인 양자도약을 정확하게 설명하지 못해서  하이젠베르크와 그의 스승이자 동료인 보어는 슈뢰딩거를 비판했다고 하는구나.

프랜시스와 링스 교수는 아일랜드 더블린에 있는 슈뢰딩거도 찾아갔어. 이 여행길에는 프랜시스의 애인 이레네도 동행을 했는데 링스 교수는 이를 못마땅하게 생각했어. 슈뢰딩거와 인터뷰를 했는데 슈뢰딩거는 자신의 수식이 훨씬 간단해서 많은 과학자들이 지지지를 했다고 했어. 변방에 있던 자신이 그런 업적을 내서 하이젠베르크와 보어가 시기를 했다는 것이라고 했어.

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(53)

“그런 건 아무 상관없어. 정말 중요한 건 결국 물리학자들이 원자를 연구하는 데 더 적합한 방법을 택할 거란 사실이지. 그리고 그들이 선택한 건 수학적으로 훨씬 간단명료한 내 방법이야. 나의 방법이 하이젠베르크의 것보다 훨씬 더 간단하다는 걸 깨달은 물리학자들이 너도나도 내 방법을 사용하기 시작했고, 심지어는 하이젠베르크의 친구인 파울리조차도 내 공식의 단순성에 감탄했지. 모든 물리학자들이 그렇게 이성적으로 반응하지 않았던 것은 정말 유감이야. 그들은 그렇게 간단할 수도 없다고 믿었던 것 같아. 보어와 하이젠베르크에 지나치게 경도된 나머지, 비엔나 출신의 아웃사이더가 그들을 능가한다는 걸 차마 눈뜨고 인정할 수가 없었던 거야.”

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슈뢰딩거와 만남에서도 중요한 단서를 찾지는 못하고 다시 돌아왔단다.

2.

자, 이번에는 닐스 보어를 만날 차례야. 전쟁 중에 미국에 갔다가 지금은 덴마크 코펜하겐 연구소에 있었어. 1920년대 코펜하겐 연구소에 보어와 하이젠베르크는 양자역학을 비롯하여 핵물리학에 지대한 성과를 냈었지. 양자역학이라는 것이 전자의 운동을 설명하는 것인데, 양자역학이 나오기 전에 전자는 물리학자들을 무척 괴롭혔단다. 도대체 정체를 알 수 없었거든. 이 소설에서도 전자를 악당이라고 표현했더구나.

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(112)

전자란 뭘까? 물리학자들은 그것을 무슨 악당인 것처럼 여긴다. 수없이 많은 범행을 저지르고 도망쳐버리는 사악하고 간교한 존재. 전자는 대단히 영리하다. 수많은 과학자들이 그놈을 추적해보려고 노력하지만 매번 그의 교묘한 도피 행각에 부딪혀 좌절했다. 곡예사처럼 훈련된 전자는 우리의 눈에 띄지 않게 이리저리 돌아다닐 수 있다. 또 적들이 접근하면 지체 없이 쏴 죽이지만 추적자들에게 언제나 명확한 알리바이를 제시하기 때문에 번번이 혐의해서 벗어나곤 한다. 심지어 단독범행이 아니라 거대한 집단을 이루어 범행을 저지른다는 의혹도 제기되었다. 전자가 자아 분열을 일으킨다고 말하는 이들도 있다. 전자가 개별자로서가 아니라 일종의 집단적 개체로서 행동한다면서. 주어진 공간을 휘젓고 다니며 충동적으로 약탈을 일삼는 폭력적인 집단, 욕망과 쾌락의 집단.

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그랬다가 보어와 하이젠베르크에 의해 전자라는 것이 이론적으로 동시에 여러 장소에 있을 수 있다는 사실을 밝혔어. 그것 때문에 아인슈타인은 끝까지 반대했지만 말이야…

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(113)

이렇게 절망적인 상황에서 등장한 것이 양자역학이다. 이것은 이 악당의 체포전략을 결정적으로 개선시키려는 추적자의 안타까운 노력의 결실이었다. 성실하고 능력 있는 추적자 한 사람(어쩌면 두 사람)의 노고로 만들어진 이 새로운 전략은 무엇보다도 전자가 숨어 있는 위치를 찾아내는 데 초점을 맞추었다. 예전의 방법은 이 악당이 범행을 저지른 지점에서부터 추적해 들어가려고 했던 반면, 양자역학은 통계적 방법을 사용해 범인의 은신처로 가장 확률이 높은 장소를 미리 찾아내는 것이었다. 전자는 거의 마법적인 능력을 소유한 존재란 점을 잊어선 안 된다. 이론적으로 전자는 동시에 여러 장소에 있을 수 있다. 어두운 거리에서 극히 짧은 순간 형체를 포착한 것이 우리가 그의 정체에 대해서 파악할 수 있는 전부다.

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보어와 하이젠베르크는 그렇게 서로 도움을 주었는데, 하이젠베르크가 불확정성의 원리를 발표하고 코펜하겐 연구소를 떠나 라이프치히 대학 교수로 가면서 소원해졌다고 했어. 그리고 하이젠베르크는 전쟁 후에 원자탄프로젝트에 참여했다는 이야기를 듣고 단 한 번만 만났다고 했어. 1941년 보어와 하이젠베르크는 마지막 만남을 가졌다고 했어. 그때 이미 보어는 연합군측 과학자였고, 하이젠베르크는 독일측 과학자였어. 양진영에서 진행되고 있는 원자폭탄 프로젝트를 막으려고 했던 것인지 진행사항에 대한 정보를 캐내려고 했었는지는 모른다고 했어.

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어찌되었건 원자탄프로젝트에 참여했던 하이젠베르크…. 지금까지 나온 과학자들 중에 클링조르에 가장 근접한 사람이었단다. 소설도 그렇게 유도해 가고 있었어.

3.

링스 교수가 이레네를 의심했어. 아무리 프랜시스의 애인이지만, 지나치게 클링조르에 관심이 많았거든. 링스 교수가 이레네를 미행하고, 이레네가 러시아의 스파이라는 것을 알게 되었고, 그 사실을 프랜시스에게 알려주었어. 프랜시스는 배신감에 빠져 화를 냈는데, 이레네는 놀라운 이야기를 했단다. 도대체 클링조르가 누구인지 정말 눈치채지 못했냐고 반문했어. 도대체 누군데? 누구긴 링스 교수지…

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링스 교수가 교수가 되기 이전의 이야기는 1권에서 잠시 이야기해주었잖아. 절친 하인리히가 군대를 가고 나서 절교 수준으로 연락을 끊었다고…. 하지만 하인리히의 아내 나탈리아와 계속 교류를 했어. 링스의 아내 마리안네와 나탈리아가 절친이었으니까 말이야. 그런데 나중에 관계가 이상해지기까지 했어. 링스가 나탈리아와 사랑하게 되는 거지.

그런데 어느날 아인리히가 갑자기 찾아왔어. 링스는 나탈리아와 관계가 들통이 난 것인가 걱정했는데, 아인리히가 온 이유는 다른 이유였어. 아인리히는 히틀러 암살 작전에 참여하고 있는데, 같이 동참해달라고 했어. 링스는 그렇게 하겠다고 했어. 히틀러 암살 작전명은 발퀴레 작전으로 유명하단다. (<발키리>라는 제목으로 영화가 만들어지기도 했어.) 이 작전은 성공을 할 수도 있었는데, 몇 개의 계속된 우연으로 계획이 조금씩 틀어지고 일정도 한 번 연기되고…. 운이 지지리도 없어서 실패하고 말았단다. 이 모반에 참여했던 대부분이 처형을 당했는데, 링스는 살아남았어. 그 이유를 링스는 재판을 받을 때 재판소가 폭격을 당해서라고 했지만, 이유는 따로 있었던 거야.

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프랜시스는 이레네의 설명을 듣고 수긍을 했고, 링스 교수를 러시아에 넘기기로 했어. 러시아에서는 링스 교수를 정신병원에 감금을 하고 역사 속에서 클링조르를 지워버렸다. 그리고 시간이 한참 흐르고 링스 교수는 여전히 정신병원에 감금되어 있고, 그는 회고록을 남기게 된 거야.

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아빠가 문득 줄거리를 이야기하다 보니… 벌써 기억 속에서 지어진 부분들이 많아서… 정확하게 이야기하고 있는 것인지 모르겠구나. 아빠가 쓴 줄거리를 다시 읽어보지 개연성이 없는 부분도 있고 그러네… 혹시 너희들이 나중에 이 책을 읽고 나서 아빠가 잘못 이야기한 부분이 있어도 이해 해주렴.

….

소설은 이렇게 끝이 났어. 제2차 세계대전 때 양 진영에서 벌어졌던 원자탄프로젝트의 대결을 잠깐 이야기하고 오늘 독서편지를 마무리할게. 1939년 오토 한이라는 과학자에 의해서 우라늄 핵분열을 발견했고, 이것을 이용하면 원자탄을 만들 수 있다는 것을 알게 되었고, 거의 동시에 연합국과 독일에서 모두 원자탄 개발을 시작했대. 덴마크가 독일에 점령당한 후 닐스 보어는 스웨덴을 거쳐 영국을 통해 미국으로 갔어. 그곳에서 오펜하이머가 주도하는 원자탄 개발에 참여했다고 하는구나.

독일은 하이젠베르크도 참여한 원자탄 개발을 진행했어. 하이젠베르크는 원자탄을 개발에 참여했지만, 독일은 전쟁이 끝나기 전에 그것을 만들지 못했어. 하이젠베르크는 원자탄 개발에 참여하면서 제대로 진행되지 못하도록 방해하는 역할을 했을 지도 모른다는 이야기가 있단다. 그것이 만들어져 실전에 쓰이면 엄청난 인명피해가 있을 텐데, 양심의 가책을 견딜 수 없을 테니까 말이야.또는 독일 정부는 원자탄 개발에 그리 적극적이지 않아서 개발에 실패했다는 설도 있구나.

그에 반에 원자탄 개발에 적극적이었던 미국은 원자탄을 만들어 실전에까지 투입하여 막대한 인명피해를 내고 그 무시무시함을 증명해냈어. 원자탄 보유국이 세계를 지배한다는 것도 보여주고 말이야. 그렇게 무서운 원자탄, 즉 핵폭탄이 세상에 출현했단다. 전쟁이 끝나고 냉전 시대를 거치면서 수많은 핵폭탄이 만들어졌단다. 언제쯤 사라질까? 핵폭탄뿐만 아니라 핵발전소도 이 세상에서 모두 사라졌으면 좋겠구나.

PS:

책의 첫 문장 : 그를 마지막으로 본 것이 채 2년도 안 되었지만, 베이컨에겐 벌써 백 년도 더 지난 것 같은 생각이 들었다..

책의 끝 문장 : 신에게 버림받은 우리의 상처에서는 영원히 고통스런 피가 흘러내릴 것이다.

"슈뢰딩거 말이로군. 그는 오래전부터 하이젠베르크와 보어의 최대 적수였어. 그들은 누구의 이론이 옳은지를 놓고 오랫동안 경쟁을 벌였지. 하이젠베르크는 헬골란트에서 행렬역학을 발견했고, 그보다 불과 일주일 뒤에 슈뢰딩거는 아로사에서 파동역학을 발견했거든. 두 사람 사이에 심한 논쟁이 벌어졌는데 싸움은 아주 희한하게 끝났지. 갈등이 극에 달했을 때 슈뢰딩거가 마치 솔로몬처럼 극적인 해결책을 발견했어. 그게 뭔지 알아? 사실은 두 사람은 똑 같은 얘기를 다른 방식으로 말하고 있었다는 거지. 싸움은 하루아침에 싱겁게 끝나버렸어. 그후 슈뢰딩거는 유대인이 아니었는데도 전쟁이 시작되기 직전에 나치와 문제가 생겨 결국 더블린으로 도망친 거야. 그곳에서 그는 프린스턴에 있는 것과 같은 연구소를 설립했어." - P23

파동역학의 발견은 양자물리학이 뉴턴의 법칙들을 뒤엎는 데 크게 기여했다. 그럼에도 불구하고 슈뢰딩거의 정신은 오히려 플랑크나 아인슈타인에 더 가까웠다. 기본적으로 그는 여전히 부르주아 출신의 전통적인 비엔나 보수주의자였다. 자신이 선도적 역할을 수행했던 물리학의 혁명이 끝나자 그는 다시 고전물리학의 확고한 영역으로 복귀했다. 슈뢰딩거는 제2차 세계대전이 시작된 이후 줄곧 더블린 ‘고등연구소’의 자기 연구실에 틀어박혀 아인슈타인의 새로운 동맹자로서 우연의 추종자들에 맞선 싸움을 전개했다. 아인슈타인과 마찬가지로 그의 목표 역시 단 하나였다. 전자기력, 중력, 원자론 등 자연에 작용하는 모든 힘들을 하나로 통합할 수 있는 통일된 장이론을 찾아내어 우주의 대한 일관된 설명을 가능하게 하는 것이었다. - P45

나는 그녀의 비아냥거림을 무시하고 계속 말했다.

"무언가를 선택한다는 건 다른 수많은 가능성을 잃어버린다는 뜻입니다. 우리가 상자 안에서 죽은 고양이를 보는 순간에 시간은 더 이상 되돌릴 수 없게 돼요. 그것을 관찰하는 우리의 행위가 우리를 ‘그’ 세계 안에 머물 수밖에 없는 운명으로 만드는 것이지요. 사랑도 똑같아요. 이럴 때 ‘만약 그렇게 하지 않았더라면…?’이라고 묻는 것은 정말 정말적인 일이에요." - P66

"그와의 만남은 내게 매우 큰 자극을 주었소. 그의 불확정성원리가 아니었다면, 그리고 그때 그와 나눈 토론이 없었더라면 나의 상보성원리도 세상에 나오지 못했을 거요. 당시에 내가 가장 바라던 것은 양자물리학에 대한 포괄적인 설명을 내놓는 거였지. 그때까지 우리가 거둔 개별적인 성과들을 완벽하게 능가하는 일반적이고 보편적인 비전 말이야." - P108

괴델의 정리에 따라 모든 공리체계가 결정 불가능한 진술을 내포할 수밖에 없다면, 아인슈타인의 상대성 이론에 따라 절대적 시간도 절대적 공간도 존재하지 않는다면, 양자물리학에 따라 과학이 세계에 대해서 단지 애매모호하고 우연적인 접근만을 제공할 뿐이라면, 불확정성 원리에 따라 인과성이 미래의 확실성을 예측하는 데 더 이상 쓸모가 없다면, 그래서 개인이 오직 부분적인 진리만을 소유할 수 있을 뿐이라면, 그렇다면 다 똑같이 원자들로 구성된 우리 모두는 불확정성으로 이루어져 있다고 할 수 있다. 우리는 모두 역설과 불가능성의 결과다. 우리의 모든 확신은 필연적으로 반쪽짜리 진리에 불과하다. 우리의 모든 자장은 기만이고, 힘자랑이고, 거짓이다. 그러므로 우리는 우리 자신조차 믿어서는 안 된다. - P169