돌이킬 수 있는
문목하 지음 / 아작 / 2018년 12월
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내 스타일은 아님. <X-Men>과 <엣지 오브 투모로우>의 결합. 더하기 <어바웃 타임> 플러스 <인터스텔라>? 끝까지는 읽었지만...

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Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe (Paperback)
Lee Smolin / Mariner Books / 2014년 4월
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철학, 과학사를 생각해 보면 두 가지 전통이 있는 것처럼 보인다. 첫 번째, 주류는 플라톤주의자들이다. 이들은 변하는 세상을 변하지 않는 원리로 이해하고자 한다. 구질구질한 일상을 넘어서는 변하지 않는 진리... 이 매력에 한 번 빠지면 헤어나기 힘들다.


두 번째, 비주류는 세상의 변화를 있는 그대로 받아들이자는 주장을 하는 사람들이다. 헤라클레이토스가 원조라고 할 수 있겠다. 이들은 변하지 않는 원리에서 위로를 얻지 않고 용감하게 세상을 있는 그대로 받아들이자고 주장한다.


스몰린은 분명히 헤라클레이토스적 전통을 이어받은 것처럼 보인다. 현재의 물리학계는 변하는 세상을 변하지 않는 법칙으로 설명하자는 플라톤주의가 주류라고 할 수 있다. 이러한 접근 방법이 여러 문제에 봉착한 지금, 다시 한 번 헤라클레이토스적 전통을 되살리는 스몰린의 주장은 매우 용감하고 시의적절하다고 생각한다. 주류 물리학계의 주장은 어떠한 경로를 거치더라도 결국 우주는 열적 평형(죽음)으로 가고 있다는 것이다. 반면 스몰린은 우주의 미래가 열려 있으며 그 운명은 어떠한 경로(역사)가 펼쳐지는가에 따라 다르다고 주장한다. 주류 물리학계가 시간에 따라 변하지 않는 물리 법칙을 상정하는데 반해, 스몰린은 물리 법칙조차도 우주의 진화에 따라 변화한다고 주장한다. 


이러한 변화를 일으키는 시간이 환상이 아니라 현실이라는 그의 주장은 매우 설득력 있게 들린다. 그의 다음 책이 기대된다.


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[*] 플라톤, 헤라클레이토스 얘기를 꺼냈지만, 스몰린은 결코 헤라클레이토스 얘기를 꺼낸 적은 없다.



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 전출처 : blueyonder > 세월이 가면...

오늘도 결국 역사 속의 한 페이지로 기록될 것이다. 그게 묘한 위로가 되기도 한다.

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리뷰를 쓰기가 상당히 어렵다. 내용이 어렵기도 하고, 또 한편 완전히 새로운 시각이기 때문이기도 하다. 결국 그의 주장은 현재 우주론이 당면한 문제--양자역학과 중력을 통합하는 이론이라 일컬어지는 초끈이론의 실패[1]--를 새로운 시각으로 타개해 보자는 것이다. 왜 우주가 현재의 모습인지, 왜 지금 우리가 발견한 법칙들이 성립하는지, 왜 물리상수들이 이렇게 생명이 살기에 적합하게 맞추어져 있는지 등에 대해 현대 우주론은 답을 주지 못한다. 이러한 조합으로 우주가 만들어질 가능성은 엄청나게 작다. 많은 우주론자들이 믿는 인류원리anthropic principle는, 단지 우리가 이러한 우주에서만 존재할 수 있으므로 우리는 이런 우주를 관측할 뿐이라고 말한다.  


그는 이러한 주장에 반해, 다음과 같이 가정해 보자고 한다. 우주는 블랙홀에서 탄생한다[2]. 자연법칙은 블랙홀 안에서 새로운 우주가 탄생할 때마다 조금씩 바뀐다. 블랙홀이 많이 생기는 우주일수록 자손 우주를 많이 만들므로 더 흔히 존재할 것이다. 이는 블랙홀을 많이 만드는 자연법칙, 초기조건, 우주상수가 드문 경우가 아니라 흔한 경우일 것임을 시사한다. (마치 자손을 많이 퍼뜨리는 종을 흔히 볼 수 있는 것과 마찬가지이다.) 블랙홀을 많이 만들기 위해서는 우주가 크고 그 안에 많은 은하가 존재해야 한다. 이것은 생명이 존재할 수 있는 조건과도 일치한다. 이런 관점에서 볼 때, 우리 우주가 생명이 살기에 적합한 것은 이상한 것이 아니다. 왜 이런 법칙, 초기조건, 물리상수의 조합인지도 이상하지 않다. 우리 우주는 이러한 우주적 자연선택cosmological natural selection에 따라 존재하는 아주 흔한 우주 중의 하나이기 때문이다. 그는 우주적 자연선택이 반증가능한 예측을 내놓으며, 분명한 과학의 영역이라고 얘기한다. 새로운 관점, 새로운 전망, 새로운 주장이다. 


여기에는 자연법칙이 고정된 것, 우주의 밖에 존재하는 것이 아니라, 우주 내에서 상호작용을 통해 변화한다는 것이 내포되어 있다. 법칙은 고정된 것이 아니라 선례에 따라 확립된다(선례의 원리principle of precedence). 상대성이론에서 이야기하는 시간의 상대성, 양자역학에서 얘기하는 확률적 해석을 그는 부인한다. 좀 더 정확히 얘기하면, 이러한 이론들이 이를 포함한, 좀 더 깊은 이론들로 대체되리라 생각한다. 우주적 절대 시간이 있으며(국소적으로는 상대성 이론이 맞다), 측정 전에 물리계의 실제 상태에 대해 아무런 얘기도 못하는 현재의 양자역학이 아니라 드브로이-봄의 숨은변수 이론이 올바르다고 생각한다. 


새로운 주장이 워낙 많아, 그냥 최신 물리 이론을 해설해 주는 수준을 완벽히 넘어선다. 그의 정신적 편력을 보는 것은 현기증이 난다. 하지만 이런 생각을 하는 사람도 분명히 있어야 할 것이다. 


팽창하며 진화하는 우주와, 우주 속 물질의 진화에 따라 변화하는 우주 법칙: 세상에 변하지 않는 것은 없다. 사랑만 변하는 것은 아니다. 모든 것이 변한다[3]. 이러한 변화는 시간이 절대적임을 의미한다. 시간은 환상이 아니다. 그의 주장이다. 


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[1] '실패'라는 말에 놀라는 사람이 있을지도 모르겠지만, 그의 주장에 따르면 그렇다. 초끈 이론은 실험으로 검증할 수 있는 어떤 예측도 내놓지 못했다. 

[2] 꼭 스몰린이 아니더라도 여기저기서 나오는 얘기이다. 로벨리도 이런 얘기를 했다. 

[3] 사랑의 변화와 우주의 변화는 그 시간 스케일이 엄청나게 다르다는 점에 유의해야 한다. ^^; 

















<The Life of the Cosmos>: 우주적 자연선택이란 생각을 이 책에서 처음 피력했다.

<Time Reborn>: 시간은 환상이 아니며, 자연의 이해에 있어서 핵심적 역할을 함을 주장.

<Einstein's Unfinished Revolution>: 스몰린의 최신작(2019년 출간). 기존의 양자역학을 대체하는 숨은변수 이론에 대한 그의 견해를 제시하리라 기대된다.



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통념으로부터 완벽히 새로운 관점을 제시해서 소화하는데 시간이 많이 걸릴 것 같다. 중요한 논점을 하나 정리해 놓는다.


저자는 유효이론effective theory이란 개념을 제시하고 유용하게 활용한다. 유효이론이란 '상자 속에서 물리하기'를 통해 얻은 이론으로서, '상자 속에서 물리하기'가 외부 세계와의 상호작용을 무시하므로 이렇게 얻은 이론도 근사적일 수밖에 없다고 저자는 지적한다. 뉴턴역학, 일반상대성이론, 양자역학 등등 우리가 알고 있는 모든 이론이 그렇다. 각각의 이론은 그 이론을 얻은 상자 속에서는 잘 성립하고 현상을 설명할 수 있다. 하지만 그 영역을 벗어나서는 성립하지 않는다.


우리는 종종 상자 속에서 물리를 하여 얻는 이론을 그 상자를 넘어서서 적용한다. 물리학에서 금과옥조처럼 여기는 보존 법칙들이 그렇다. 보존 법칙들은 그 물리계의 대칭성으로부터 얻어진다. 하지만 이러한 대칭성은 그 물리계의 외부로부터의 영향을 무시하고 얻은 근사의 결과이다. 그렇다면 이러한 보존 법칙들도 근사적으로 성립한다는 얘기가 된다. 잠깐, 에너지 보존, 선운동량 보존, 각운동량 보존이 근사적으로 성립한다고? 지금은, 작은 물리계에서는 성립해도 향후에는 이러한 양이 변할 수 있다고? 물리학의 근간을 흔드는 얘기이다. 이러한 얘기를 들어 본 적이 없다...


하지만, 저자의 말에 딱히 논박하기도 쉽지 않다. 전 우주의 에너지가 보존된다는 것을 누가 증명했는가? 그냥 상자 속에서 물리한 것을 바탕으로 확장한 것이다. 우주의 구석 중의 구석, 하찮은 부스러기 위에서일지라도 우주를 이해할 수 있다던 자부심은 단지 순진함의 발로일 뿐인가?



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북다이제스터 2020-06-20 17:42   좋아요 0 | 댓글달기 | URL
어떤 이론도 단지 믿음일 뿐인 것 같습니다. ^^ 현재에는 혹은 현재에만 무시할 수 없는 믿음인 갓 같습니다. ^^

blueyonder 2020-06-20 18:06   좋아요 0 | URL
맞습니다. 모든 이론은 한시적이라고 생각하는 것이 맞을 것 같습니다. 그것이 이 책을 읽으면서 얻게 되는 결론입니다. 이론이 한시적이 아니라면 과학이 끝난 것이겠지요. ^^