내가 누구인지 뉴턴에게 물었다

내가 누구인지 뉴턴에게 물었다 - 물리학으로 나, 우리, 세상을 이해하는 법 ㅣ 내 인생에 지혜를 더하는 시간, 인생명강 시리즈 2
김범준 지음 / 21세기북스 / 2021년 3월

물리학으로 나, 우리, 세상을 이해하는 법

21세기북스에서 출판한 성균관대학교 물리학과 김범준 교수님의 <내가 누구인지 뉴턴에게 물었다>는 물리학과 우리와의 관계를 소개한 책이다.

이번 도서 <내가 누구인지 뉴턴에게 물었다>는 ‘인생명강’ 시리즈의 강의를 참고할 수 있는 책이다.

저자인 김범준 교수님은 티비에서 시청자와 청중을 사로잡는 명강의를 자주 선보인다. 밝은 미소를 띤 얼굴로 조곤조곤 물리학적인 통찰을 대중에게 소개한다. 그는 지인들에게 괴짜 물리학자로 알려져 있는데 물리학이 특정 분야의 특정한 주제를 가지고 학문적으로 접근하는 것이 아니라 물리학을 통해 일상과 연결하는 지점을 연구하기 때문이다.

그는 통계물리학을 전공했다. 통계물리학은 상호작용하는 많은 입자들로 구성되어 있는 커다란 물리 시스템에서 이 전체가 어떤 특성을 보여주는지를 연구하는 물리학의 한 분야이다.

아리스토텔레스는 “전체는 부분의 단순한 합보다 더 크다”라고 했다. 통계물리학은 ‘함께하면 달라지는 것들’에 관한 과학이다.

통계물리학자들이 요즘 연구하고 있는 분야 중 하나가 '복잡계'다.

복잡계는 수많은 구성 요소로 이루어져 있는 시스템을 말한다. 복잡계의 구성 요소들은 서로 강하게 영향을 주고받으면서 거시적인 현상을 만들어낸다.

복잡계는 상호작용하는 많은 미시적인 구성 요소로 이루어진 거시적인 계 전체가 어떤 특성을 보여주는지를 연구한다. 흥미로운 점은 복잡계 전체가 보여주는 특성이 복잡계를 구성하고 있는 구성 요소에서는 볼 수 없는 특성이 전체에서 새롭게 나타난다. 이를 ‘떠오름 현상’ 또는 ‘창발’이라고 한다.

이는 복잡계가 보여주는 대표적인 특성이다.

우리 사회를 복잡계로 생각하면 사회 전체는 많은 사람의 상호작용의 결과로 드러나는 나고 이것이 사회현상이다.

함께 하면 달라지는 대표적인 예가 도시다.

도시는 전형적으로 1+1이 2가 아닌 시스템이다.

A, B라는 도시가 있다.

A도시는 B도시보다 인구가 2배이다. A도시가 만들어내는 특허의 숫자는 인구가 2배이니, 단순하게 2배가 되어야 할 것이라 예상하지만 데이터를 모아 분석한 결과는 2.2배 정도이다.

즉, 도시의 창의성은 사람의 숫자에 비례하는 것이 아니라 그것보다 더 빨리 늘어난다.

도시의 기반시설인 하수도를 예를 들면 A도시는 인구가 2배기 때문에 하수도의 길이도 2배가 되어야 하지만 데이터 분석값으로 1.8에 가깝다.

도시의 인구 값의 X축으로 두고 Y축의 값을 소득, GDP, 특허, 범죄의 로그 값을 취하면 직선으로 나타난다. 이 말은 승수의 개념으로 값이 증가하는 것을 뜻한다.

인구가 더 많은 도시가 상대적으로 더 효율적이라는 의미다.

문제는 범죄와 같은 부정적인 숫자도 함께 늘어난다.

우리는 어떻게 노력하면 도시의 인구 증가의 긍정적인 효과는 유지하면서 부정적인 효과는 줄일 수 있는지 고민해야 한다.

‘나’라는 존재는 어떤 의미일까?

‘나’를 이해하는 방법은 나의 내면을 살펴보는 방법과 나를 둘러싼 바깥을 둘러보는 방법이 있다.

나를 둘러싼 바깥은 둘러보면 시선은 우주를 향한다. 우리가 사는 지구는 태양계의 한 행성이다. 태양은 ‘우리은하’에 속해 있는 항성이다. 우리은하는 대략 4,000억 개 정도로 추산하는 별은 가지고 있다.

요즘 천문학에서 우주는 2,000억 개 정도의 은하가 우주 안에 있는 것으로 본다.

우주는 얼마나 큰 것이고 언제 생겼는가?

우주의 나이는 138억 광년이다. 관측가능한 우주의 반지름은 약 465억 광년이다. 우주의 반지름이 빛이 이동한 거리인 138억 광년보다 큰 이유는 우주의 크기가 계속해서 크게 팽창하고 있기 때문이다.

465억 광년이라는 엄청난 공간의 규모 속에서, 138억 광년이라는 엄청난 시간의 규모에 지구라는 행성에 내가 태어난 것이다. 통계적으로 생각하면 이는 우연에 가까운 확률이다.

선택받은 나는 어떤 미래를 살 것인가?

오늘 내가 내리는 선택을 하고 어떤 결정을 하는지가 나의 미래를 크게 바꿀 수 있다. 과거로부터 이어진 선택의 연속이 현재의 나를 만들었고, 앞으로 다가올 매 순간의 선택이 나의 미래를 만들어간다. 미래는 오늘 내가 한 선택이 만들어가는 것이다.

저자는 물리학적으로 우리의 선택이 지구의 기후 변화를 막을 수 있다고 한다. 우리가 과연 어떤 미래를 원하는지 냉정하게 따져보고 미래를 준비해야 하는 시점은 바로 지금이다.

<내가 누구인지 뉴턴에게 물었다>는 물리학을 통해, 나로부터 시작해 지구와 우주까지 돌아보는 여정이었다.

과학에 흥미가 있는 분이라면 이 책을 읽어보시길 추천합니다.

- 이 글은 출판사에서 도서를 지원받아 주관적으로 작성하였습니다.

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