수학과 물리학의 차이

우연히 발견한 책인데, 조금 어려울 수 있지만, 수학 그리고 물리학의 여러 주제에 대해 잘 정돈된 저자의 생각을 읽으며 내 생각도 함께 정리해 볼 수 있다. <최무영 교수의 물리학 강의> 느낌도 조금 난다. 하지만 이 책은 물리학에 관한 교양 강의를 정리한 책은 아니다. 저자는 물리학과를 졸업하고 수학과에서 수리물리학을 연구했는데, 이 책은 그의 평소 생각을 정리한 '수필집'이라고 머리말에서 언급된다. '수필집'이라는 말이 정겹다. 

다음은 수학과 물리학의 차이에 대한 저자의 생각이다.

  수학과 물리학의 근본적인 차이는 물리학은 "실험과학"이지만 수학은 실험과학이 아니라는 것이다. 자연수계에서 무한개의 소수들(prime numbers)이 있다는 사실은 이미 유클리드(B.C. 300)에 의하여 증명되었고 그것은 앞으로도 변할 수 없는 수학적 진실이다. 하지만 한 물리학 이론이 수학적으로 아름답고 지금까지의 관측과 실험결과들을 잘 설명할 수 있다 하더라도, 그 이론은 태생적으로 유한성(finiteness)을 갖고 있다. 관측과 실험으로 이론을 검증하는 것은 유한번이며, 앞으로 한 번이라도 실험결과와 이론이 일치하지 못할 때에는 일치하지 않는 정도와 상황에 따라서 그 이론은 고전역학과 같이 하나의 근사이론으로 살아남거나 아니면 수정되거나 완전히 포기될 수밖에 없다. 물리학자가 물리이론의 수학적 엄밀성보다는 물리적 진실에 더 관심을 갖고 있는 것은 이러한 이유일 것이다. (21~22 페이지)

‘슬픔으로부터‘

시사IN(시사인) 제904호 : 2025.01.13
시사IN 편집국 지음 / 참언론(잡지) / 2025년 1월

모두 검은 글씨로 된 '시사IN' 표제가 슬프다. 하지만 그래도 떠오르는 붉은 태양의 사진이 일말의 희망을 주는 것 같다. 지난 연말부터 이런저런 책을 읽어 젖혔다. 자꾸만 인터넷 뉴스를 켜 보게 되는 내게 다른 집중할 거리를 찾아주고 싶은 마음이었는지 모르겠다. 그러다가 현실이 너무 답답하지만 역사라는 긴 안목으로 바라보면 조급한 마음이 조금은 줄어들 것 같다는 생각이 문득 들었다. 한 달이 길지만, 일 주일이 길지만 그래도 세월은 흐르며 기본적으로 우리 사회는 올바른 방향으로 나아가고 있지 않은가. 이 세상에 이상한 사람도 많지만, 그래도 좋은 사람이 더 많기에 살 만하다고 생각한다. 국회가 64년 만에 "국민께 드리는 감사문"을 의결했다. "대한민국 국민과 이 시대를 함께 할 수 있어서 영광입니다."라는 문구가 있다. 나도 우리 국민과 이 시대를 함께 할 수 있어서 영광이다. 문득 외쳐본다. "영광입니다, 여러분!" 

<세상 끝의 살인>

세상 끝의 살인 ㅣ 첩혈쌍녀
아라키 아카네 지음, 이규원 옮김 / 북스피어 / 2023년 12월

소설의 배경에 이끌려 책을 읽기 시작했다. 소설은 2024년 12월 30일에 시작한다. 세상은 2025년 3월 7일 멸망할 예정이다. 직경 7.7 km가 넘는 소행성이 일본 구마모토 현에 충돌하기 때문이다. 능력 있는 이들은 지구 반대편인 브라질로, 또는 충돌지점으로부터 조금이라도 멀리 도망가려고 떠났다. 하지만 여러 이유로 남아 있는 이들도 있다. 책 소개에 나오는 것처럼, 12월 31일, 운전학원 차 트렁크에서 발견된 살해당한 시체를 둘러싸고 이야기는 전개된다. 범인을 쫓는 이는 운전학원 강사와 연수생. 흥미로운 설정이다. 난 아마 종말을 앞둔 사람들의 심정을 좀 더 엿보고 싶었던 것 같은데, 책은 그런 부분보다 사건의 전개에 더 신경을 쓰고 있는 것처럼 보인다. 재미있게 읽었지만, 기대에는 조금 못 미쳤다. 

책은 2022년에 처음 출간됐다. 현실 세계에서 2025년으로 막 넘어온 지금이 정말 읽기 좋은 타이밍이 아닐까 생각하며 읽었다.

[100자평] 사냥꾼들

사냥꾼들
제임스 설터 지음, 오현아 옮김 / 마음산책 / 2016년 5월

전투기 조종사의 삶을 통해 인간 존재의 부조리, 열망, 경쟁, 그리고 이를 초월하려는 한 인간의 고독한 모습을 보여준다. 번역서임에도 설터의 간결한 문체에서 배어나오는 시적인 묘사를 느낄 수 있다.

생명 현상의 배후에 있는 양자론

  수많은 원자로 구성된 분자가 안정된 구조를 유지하고 복잡한 반응을 실현하는 것은 원자 층위의 물리현상을 지배하는 것이 바로 양자론이기 때문이다. 생물이 보여주는 복잡 정묘한 현상을 설명하는 일에 생기론은 필요 없으며, 이런 현상은 양자론으로 해명할 수 있다(있을 터이다).

  양자론은 그것이 생물이든, 생물이 아니든 원자 수준의 온갖 현상을 지배한다. 물질에 크기나 형태가 있는 것도, 물 분자를 구성하는 원자들이 일정한 각도를 유지하는 것도, 엽록소가 복잡한 구조를 유지하는 것도 모두 양자 효과의 결과물이다. ... 물질을 구성하는 요소 사이의 전기적 상호작용을 양자론에 입각해서 기술하면 복잡한 구조가 (외부의 누군가가 의도적으로 형태를 바로잡는 것이 아니라) 자율적으로 형성된다는 사실을 알 수 있다. (26 페이지)

모든 원자가 같은 성질을 지니는 것은 단순히 같은 물리법칙을 따르기 때문이 아니라, 그 법칙을 통해서 실현되는 시스템의 물리적 성질이 동일하기 때문이다. 그리고 이는 같은 공명 패턴이 되는 정상파가 형성되었다고 생각할 때 비로서 설명이 가능하다. 

... 양자론의 본질은 온갖 물리현상의 기저에 파동이 존재한다는 것이다. 양자 효과란 기저에 존재하는 파동의 성질이 표면화하는 것이라고 말할 수 있다. (63 페이지)

  양자장론에 따르면 모든 물리현상의 근간에는 장의 파동이 있다. 각각의 장에는 이른바 전용 공간이 있고, 그 내부에 장의 파동이 갇혀서 정상파를 만든다. 주위의 간섭 없이 고립된 파동의 경우 특정 에너지를 갖는 안정된 공명 패턴을 형성하는데, 이 안정된 패턴이 마치 입자인 것처럼 움직이게 된다. (82 페이지)