실재주의와 반실재주의

양자역학의 해석에서 실재주의(realism)과 반실재주의(anti-realism)의 대립은 아직 해결되지 않은 문제이다. 주류로 취급 받는 코펜하겐 해석은 반실재주의를 대표한다고 여겨지며, 아인슈타인은 이 반실재주의에 대한 반대로 끝내 양자역학을 받아들이지 못했다. 

코펜하겐 해석에서는 관찰(또는 측정) 이전에 물리계의 성질이 정해지지 않으며 관찰을 해야만 정해진다고 말한다. 이 얘기는 적어도 미시세계에서는 객관적 실재가 존재하지 않는다는 의미를 내포하는 것처럼 보여서 반실재주의로 통칭된다. 한편 양자역학을 실재주의로 해석하고자 하는 시도도 있는데 루이 드브로이가 시작해 데이비드 봄, 그리고 최근 리 스몰린이 이어서 고민하는 향도파(pilot wave)에 기반한 해석이 그것이다[*]. 한편, 양자역학이란 순전히 '우리'가 미시 자연에 대해 '얘기할 수 있는' 것을 레시피처럼 정리한 것이라는 조작주의 해석도 있다. 이 외에도 여러 다른 해석이 있는데, 이러한 해석이 단순히 개인의 취향 문제인지 아니면 이후에 모두가 동의하는 해석이 나올지는 미지수이다. 

최근 양자역학에 대한 책이 국내에 여러 권 출간되고 있는데, 전쟁사 책과 마찬가지로 용어의 혼란이 있어서 몇 마디 적는다. 위에서 언급한 'realism'을 어떻게 번역하느냐이다. 철학에서는 realism을 보통 실재주의(또는 실재론)로 번역하므로 당연히 이를 따라야 한다고 본다. 'reality'는 '실재'이고 'realist'는 '실재주의자'이다. 하지만 이를 '현실주의','현실', '현실주의자'로 번역하는 책들이 있다. 다음의 두 권이 예이다.

realism은 분야에 따라 다른 단어로 번역된다. 예술 분야에서는 보통 '사실주의'로 번역되며, 찾아보면 국제정치 분야에서 ('이상주의'에 대비된) '현실주의'로 번역됨을 알 수 있다. 양자역학에서 철학적 함의를 갖는 realism을 현실주의로 번역하는 것은 오역이라고 본다. 역자와 편집자들이 이런 것에 신경을 쓰면 좋겠다. 

평소 좋아하는 노라 존스의 곡 하나를 함께 올린다. 이 노래가 실재주의, 반실재주의와 관련이 있는 것 같다는 생각이 문득 들었다. ^^

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[*] 여기서 '향도(嚮導)'란 길잡이를 뜻한다. 

폴 케네디의 신간

2차대전을 거치며 열강이 어떻게 재편되는지를 그린 폴 케네디의 신간이다. 전쟁 전 상황과 해전의 양상을 따라가며 여러 그래프와 표를 이용하여 힘의 균형이 어떻게 달라지는지를 서술하고 있다. 전쟁사 책답게 지도도 많다[1]. 이 책의 특징으로 다음의 2가지를 얘기할 수 있다. 

1. 일러스트레이션: 스코틀랜드의 화가 이언 마셜(1933~2016)의 수채화 53개(펜화 1개 포함)가 수록되어 있다. 그림의 예를 여기서 볼 수 있다. 국문판에 수록된 그림은 좀 실망스럽다. 인터넷에서 확인할 수 있는 것보다 훨씬 흐릿하다. 영문판에는 국문판보다는 선명하게 인쇄되어 있지만, 어쨌든 수채화라서 호불호가 갈릴 듯 싶다. 참고로, 국문판보다 영문판의 판형이 더 크다[국문판: 150x225 mm (740페이지), 영문판: 178x254 mm (544페이지)]. 

2. 폴 케네디(1945~ ): 영국 태생의 역사학자로서 미국 예일대학 교수이다. 국제관계가 어떻게 경제력, 그리고 이에 따른 군사력에 의해 변화하는지에 대한 통찰을 주는 연구로 유명하다. 가장 유명한 책은 <강대국의 흥망>이다. 정통 군사사를 연구하는 학자는 아니며, 이 책에서도 주로 많이 알려진 역사적 사실들을 버무려 전쟁이 진행됨에 따라 힘의 균형이 어떻게 달라지며 미국이 초강대국으로 떠오르는지에 대해 개관할 수 있게 해준다. 하지만 내용이 반복되며 역사적 사실에 대한 오류가 많다고 지적되고 있다. 이 부분에 대해서는 실망스럽다는 평이 많다. 

오류로 지적되는 예 하나를 원서에서 찾아본다. 1939년 미국에 5척의 정규 항모가 있었다는 내용이다.

Still, in sheer material terms, the US Navy, like the IJN, probably did possess a totally new form of sea power within its ranks here. There were five full fleet carriers in 1939: the two converted battle cruisers, the Lexington and Saratoga; and three late-design vessels, the Enterprise, Hornet, and Yorktown. (p. 58)  

여기서 언급되는 항공모함의 취역 시기는 다음과 같다: 렉싱턴(CV-2) 1927년 12월, 사라토가(CV-3) 1927년 11월, 요크타운(CV-5) 1937년 9월, 엔터프라이즈(CV-6) 1938년 5월, 호넷(CV-8) 1941년 10월[2]. 그러니까 호넷은 1939년에는 아직 취역 전이다. 

2차대전의 해전사에 관심이 많은 이들에게는 Craig Symonds의 <World War II at Sea: A Global History>가 많이 추천된다. 사실적으로 정확하고 2차대전 해전사의 핵심을 잘 요약한다는 평이다. Symonds는 미드웨이 해전에 대한 책인 <The Battle of Midway>도 썼다. 둘 다 아직 국문판은 없다. 

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[1] 지도 16개, 그래프 13개, 표 14개.

[2] CV-1 랭글리, CV-4 레인저, CV-7 와스프. 

양자역학의 역사

양자역학의 발전 시기를 다룬 책은 여러 권이 있는데 나름 장단점이 있다. 가장 먼저 떠오르는 책은 데이비드 린들리의 <불확정성>이다. 짧지만 핵심을 잘 짚은 좋은 책이라고 생각한다. 좀 두껍고 다루는 시기도 훨씬 뒤까지인 짐 배것의 <퀀텀 스토리>도 있다. 물리적인 내용이 좀 더 자세하다. 그 다음 떠오르는 고전은 가모프의 <물리학을 뒤흔든 30년>이다. 코펜하겐에서 직접 보어와 함께 일했던 물리학자로서 당시의 일화와 양자역학의 발전 상황을 잘 그리고 있다. 

최근 나온 <불확실성의 시대>는 당시의 시대상을 현재형으로 서술하여 좀 더 몰입할 수 있게 하는데, 비슷한 형식으로 서술된 책으로는 플로리안 일리스의 <1913년 세기의 여름>이 있다. 급박하게 전개되는 상황과 종종 나오는 짧은 챕터들은 에릭 라슨의 <폭격기의 달이 뜨면>을 떠오르게 한다. 

양자역학의 역사와 핵심을 빨리 알고 싶은 분에게는 우선 <불확정성>을 추천하겠다. 만약 물리학자들의 인간적 면모와 당시 상황을 좀 더 느긋하게 자세히 알고 싶은 분에게는 <불확실성의 시대>를 추천한다. <퀀텀 스토리>에도 당시의 상황이 잘 나오긴 하는데 좀 더 전문적이다. 대신 1945년 이후의 양자물리학 발전을 볼 수 있다는 장점이 있다. <물리학을 뒤흔든 30년>은 그야말로 고전이다. <불확실성의 시대>는 여러 책들의 장점을 취한 좋은 책임에 틀림없다. 

양자역학의 발전과 시대상

불확실성의 시대 - 찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945
토비아스 휘터 지음, 배명자 옮김 / 흐름출판 / 2023년 5월

부제가 ‘찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945’이다. 매우 적확하다. 1900년 플랑크의 양자가설부터 시작해서 양자역학이 만들어지는 1920년대까지는 엄청난 지적 격동기였다. 여러 천재들의 노력으로 탄생한 양자역학은 자연에 대해 상상할 수 없던 기이한 그림을 우리에게 안겨줬다. 인류의 지적 역사에 있어 정말 대단한 성취라고 할 수 있다. 그런 의미에서 이 시기는 진정 '찬란하다'. 하지만 이렇게 밝혀진 원자의 신비가 결국 인류에게 원자폭탄이라는 재앙을 선사했으니 참으로 아이러니하고 '어둡다'. 이 시기에 걸친 두 번의 세계대전은 물리학자들을 전쟁의 광풍에 휩싸이게 만들었으며 결국 괴물을 낳게 만들었다. 20세기는 진정 물리학의 세기였다고 할 수 있겠다. 

원자의 ˝정지 상태˝

전반적으로 번역이 괜찮은 편이지만, 한 단어의 잘못된 번역이 지속적으로 나와 글을 적는다. 역자는 영어로 "stationary state"라고 하는 것을 "정지 상태"로 계속 번역하고 있다. 양자역학에서 "stationary state"는 에너지 고유상태를 일컫는 말이다. 에너지 고유상태는 외부 자극 없이는 시간이 흘러도 변하지 않고 계속해서 그 상태에 남아있는 성질을 지니며, 이에 따라 "stationary"란 말을 갖게 됐다. "시간이 흘러도 변하지 않는"의 의미이다. 이 단어를 "정지"로 번역하는 것은 의미의 왜곡을 가져온다. 물리학계에서 사용하는 번역어는 "정상定常"이다. 일상에서는 사용하지 않는 단어이지만, 이공계에서는 많이 보는 단어이다. 고정되어 변하지 않는다는 의미를 담고 있다[*]. 

<불확실성의 시대>는 양자역학을 주로 다루며 여기서 "정상 상태"가 굉장히 중요한 의미를 담은 단어임에도 지속적으로 "정지 상태"로 잘못 번역되어 있다. 원자의 "정지 상태"가 '움직이지 않는 원자'를 의미하는 것이 아님에도 오해의 여지를 준다. 책 속 여러 곳에 이 단어가 나오는데, 두 군데만 다음에 옮겨 놓는다. 먼저 보어의 논문을 인용한 부분이다.  

"우리는 특정 정지 상태의 원자가, 고전이론에 따라 원자를 다른 정지 상태로 다양하게 전달하는 가상의 조화 진동자가 발생시키는 가상의 복사장과 거의 동등한 가상의 시공간 메커니즘을 통해, 다른 원자와 지속적으로 소통한다는 사실을 인정하게 될 것이다." (154 페이지)

역시 보어의 말은 모호하고 어렵다. ^^ 다음은 코펜하겐으로 보어를 방문한 슈뢰딩거가 하는 말이다. 

"보어 교수님, 양자 도약에 대한 모든 상상은 난센스로 이끌 수밖에 없다는 것을 아셔야 합니다. 양자 도약 주장에 따르면, 원자의 정지 상태에서 전자는 우선 빛의 방사 없이 한 궤도에서 주기적으로 순환합니다. 그러나 전자가 왜 빛을 방사하면 안 되는지 해명하지 않습니다. (267 페이지)

한 해 동안 누추한 서재를 방문하여 격려해 주신 알라딘 친구분들께 감사드린다. 새해에도 더욱 행복하시기를~! 

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[*] 비슷하지만 맥락이 좀 다른 의미를 담고 있는 단어인 "steady state"도 정상 상태로 번역된다.