물리학으로 설명하는 ‘존재’에 관한 이야기

물리학은 어디까지 설명할 수 있는가 - 현대 물리학의 존재론적 질문들에 대한 도발적인 답변
자비네 호젠펠더 지음, 배지은 옮김 / 해나무 / 2024년 7월

“과학은 한계가 있고, 인류는 언제나 그 한계 너머의 의미를 갈구해왔다. (...) 다 괜찮다고 본다. 그들의 의미 탐구가 과학적 사실을 존중하기만 한다면 말이다(중요한 건 이거다).”

물리학 공부를 하는 동안, 아이디어idea와 가설hypothesis과 이론theory과 법칙law의 차이에 대해서 배웠다. 설명력이 없는 아이디어들, 관측 계산을 더 복잡하게 만드는 가설들, 수학으로 바꾸는 어떤 방법이 옳은지 말해주는 데이터가 없으면 과학적으로 ‘유용’하지 않다.

“과학의 목적은 세상을 유용하게 서술할 방법을 찾는 것이다. (...) 설명은 단순할수록 더 유용하다.”

물리학에서 ‘안다’는 것은 증거가 있다는 것이다. 물증이 반드시 요구되는 특성 상, 이론적으로 완벽해도 증거가 확보될 때까지 물리적 사실로 받아들이지 않는다. 아인슈타인의 일반상대성 이론 중 일부들이 그렇다. 관측 가능한 천체망원경이 나타나기 전에는 진위를 입증할 수 없었다.

“자연에 기반한 증거를 바탕으로 수립된 이론만 고수할 것이다. (...) ‘현재 우리가 아는 한에서는’이라는 단서가 붙어야 한다.”

이 책이 질문하고 답하려는 혹은 답이 충분하지 않거나 아직 모른다고 하는 내용들을 통독을 해본다. 어떤 질문은 내가 관심이 없거나 그 질문이 궁금할 만큼 아는 바가 없는 내용이기도 하다. 어차피 이 책은 내가 남은 평생 거듭 읽어도 모두 다 이해할 수는 없는 내용이다. 그래서 재밌다. 부담도 없다.

“세상은 이렇게 움직이고 저렇게는 움직이지 않는다. 그리고 우리는 언제까지나 답이 없는 ‘왜’라는 질문을 품은 채 남겨질 것이다.”

생의 반환점을 돈 독자로서, 이런 질문들의 정답이 언젠가 구해질 것인가 상상해보는 일은, 기후변화로 멸종할 것 같은 미래를 불안해하는 것보다 즐겁다. 운이 좋으면 결합이 끊어진 내 몸의 원자들이 다시 인간으로 결합하여 “우리 우주의 첫 시작”을 배우게 될 지도.

“우리는 문자 그대로 아무 것도 아니다. 우주 안에 든 물질 대부분(약 85퍼센트)은 암흑물질이고, 우리의 구성 물질은 암흑 물질이 아니다. 그리고 아무튼, 우리가 뭘 이루고 성취하든 결국엔 엔트로피 증가로 다 씻겨져 없어질 것이다.”

종교를 갖지 못해서 늘 아쉬웠고, 과학을 배워서 내내 즐거웠다. 시간의 비가역성에 관한 논문을 쓰고 졸업했지만, 아직 시간이 무엇인지 모른다. 우주 나이만큼 제정신으로 살고 싶지만 몇 십 년 안에 죽을 것이다. 짧은 생에 진지한 질문과 고민은 미친 짓일 지도 모른다.

이렇듯 여행과 공부는 할수록 내 존재의 하찮음을 가르쳐줬다. 거역하면 안 되는 소명과 미션이 없어서 해방감을 느꼈다. 덕분에 경계 없는 책 읽기가 즐겁다. 이 책은 수학식 하나 없는 재밌는 물리학 책이자, 물리학으로 설명하는 ‘존재’에 관한 이야기다.