뷰티풀 퀘스천 - 물리

뷰티풀 퀘스천 - 세상에 숨겨진 아름다움의 과학
프랭크 윌첵 지음, 박병철 옮김, 김상욱 감수 / 흐름출판 / 2018년 6월

물리는 가장 어렵다. 물리를 배운다는 것은 너무 힘든 일이지만 의미있는 일이다. 물리를 공부한 다는 것은 세상 비밀을 찾는 과정일 수도 있다. 물리 출발점을 보면 철학이다. 지금은 철학이 독립된 영역처럼 말하지만 철학자들 대부분이 수학자였다. 철학으로 세상의 비밀을 풀어내려 노력했지만 말 장난으로 끝날 가능성이 크다. 이걸 증명하지 못하면 의미 없기 때문이다. 그렇게 수학이 필요하다. 수학만으로 이론을 세울 수 있지만 이걸 증명해야한다.

그렇기에 각종 실험으로 증명해야한다. 참이라는 것을 밝하거나 참이 아니라는 것을 밝혀야한다. 물리는 현재 각종 세계에서 받아들여지고 있다. 자기 계발에서도 이야기하는 것은 물리다. 이걸 모르고 사람들이 외치고 있을 뿐이다. 가장 유명한 끌어담김의 법칙도 물리에서 나왔다. 이 세상은 물리로 가득하다. 물리가 힘든 것은 눈에 보이지 않는 것도 많기 때문이다. 눈에 보이지 않는다고 없다는 이야기를 이제는 하지 못한다.

우리가 자각하지 못할 뿐이지 수많은 전자 등이 가득하다. 우리가 보는 이 세상의 공간은 전부 우리가 보지 못하고 느끼지 못하는 수많은 물질로 가득하다. 물리가 지금은 아마 학문의 최고봉인지도 모른다. 언제나 물리를 공부하고 싶다는 마음은 가득하지만 늘 우선순위에서 밀리게 된다. 무엇보다 어려우니 기피하게 된다. 이 세계도 워낙 복잡하고 힘들고 내 머리로 이해하기도 벅차니 저절로 미루게 된다. 그랬는데 하다보니 정통 물리 책을 읽게 되었다.

좀 소프트한 물리책부터 개념을 잡고 하나씩 독파해야 하는데 갑자기 정통 물리학자 - 그것게 노벨상을 받은 - 가 쓴 책을 읽으려니 무척이나 힘들었다. 초반에는 그나마 철학이야기가 나오고 플라톤에서 시작해서 소크라테스와 피타고라스, 뉴튼처럼 그나마 내가 익숙한 유명인사가 나오며 읽을만했다. 더구나 16세가 정도까지는 수식보다는 사고의 영역이 좀 더 강하니 그나마 버겁지만 쫓아가려 노력했고 읽기도 했다.

근현대로 넘어오며 모르는 단어와 용어는 물론이고 수식도 나오다보니 이해하기보다는 알 수 있는 것만 좀 더 집중하며 읽게 되었다. 책 제목이 <뷰티풀 퀘스천>으로 다소 어울리지 않는다. 막상 책을 읽어보면 아름답다가 무척 중요한 개념이라는 걸 알게된다. 우리는 미적으로 아름다운 것뿐만 아니라 훌륭한 것에 대해서도 아름답다는 이야기를 한다. 물리라는 세계에서도 이 개념은 무척이나 중요하다. 아름답지 못하면 올바른 것이 아니라 볼 수 있다.

책 서두에 '자신의 사고를 대상물에 투영하는 것은 주로 예술가들이 하는 일이다.'라고 한다. 남들을 따라하거나 흉내내는 사람을 예술가라고 하지 않는다. 처음에는 다소 따라하기여도 자신만의 독창적인 이야기를 하는 사람에게 우리는 결국 예술한다는 표현을 한다. 대상물이 무엇이냐에 따라 다르긴해도 반드시 눈에 보이고 만질 수 있는 대상일 필요는 없다. 중요한 것은 어떤 개념이라고 해도 무방하다. 모든 사람들이 인정하고 누군가의 사고를 받아들이면 그것이 바로 예술이다.

사람들은 재미있게도 단 하나의 진리만 있다고 보는 경우가 많다. 우리가 살아가는 인생에 정답은 없다. 각자 자신이 살아가는 삶이 다르다. 누군가 나보다 돈이 많다고 그것이 정답이 될 수는 없다. 이처럼 세계를 해석하는 유일한 것이 없는데도 자꾸 사람들은 단 하나의 무엇인가를 쫓는다. 그것이 정답이라고 외치는 사람들도 많다. 자신이 무엇을 잘못하고 있는지조차 스스로 모르고 얕팍한 지식을 갖고 진리라고 외치며 따르라고 한다.

이렇게 쓰다보니 분명히 물리에 대한 이야기를 하려는데 자꾸 철학으로 빠지게 된다. 이처럼 물리는 인간이 갖고 있는 생각을 구체화하고 구현하는 것이라 할 수 있다. 이를 위해 숫자가 중요하고 직접적인 실험을 못할지라도 증명을 해야 하는 것이다. 또는 아니라는 것을 증명하거나 말이다. 이처럼 내면으로 가는 것이 철학과 형이상학이고 외형으로 가는 것은 물리와 과학이다 이를 위해 책에서는 상대성, 대칭성, 불변성, 상보성이 현대물리학에서 중요한 핵심이라고 알려준다.

우리가 살아가는 곳에서는 자연현상을 설명할 때 명확성과 타당성이 중요하다. 이런 관점에서 설명하지 못하면 사람들은 인정하지 않는다. 이를 위해서는 숫자로 설명하는 것이 최고이며 물리가 또 다시 등장하게 된다. 그렇기에 방정식을 만든다. 정말로 그렇게 기능하는지 방정식으로 운영되는지 확인을 해야 하고 증명해야 한다. 또는 안 된다는 것을 증명해야 한다. 아무리 이것이 옳다고 주장해도 방정식으로 풀어내지 못하면 의미가 없다.

인간에게 중요한 시각과 청각이 있다. 시각은 전자기파의 진동이고 청각은 공기의 진동이다. 이를 통해 시각은 공간감각과 관련되어 있고 청각은 시간감각과 관련되어 있다는 걸 알아야 한다. 이야기한 것처럼 공간은 우리가 보이자 않는 것들로 채워져 있고, 시간은 흐르기 마련이다. 같은 공간에 있는 사람이 서로 다른 영역에 있는 것처럼 행동하는 이유도 여기에 있다. 같은 시간에 다른 공간에 있기도 하고 같은 공간에서 다른 시간으로 있기도 하다.

책에서 알려준 개념이 나에게 의미있게 다가왔다. "좋은 과학이 되려면 모든 것을 설명하려는 '만물의 이론(theory of everything)'보다는 하나라도 제대로 설명하는 '무언가의 이론(theory of something)'이 더 큰 위력을 발휘한다." 나는 지금것 어떤 책을 쓸 때 항상 너무 많은 것을 설명하려 했다. 그보다는 확실한 하나를 설명하는 것이 훨씬 더 중요하다는 것을 알게 되었다. 모든 것을 잡으려다 하나도 못 잡는 것보다는 다 놓쳐도 하나를 잡는 것이 좋다.

책에서 중요한 개념은 대칭이다. 대칭이란 '변화 없는 변화'를 의미한다. 대칭은 서로 마주보는 꼴이라고 생각을 했는데 그와는 다소 다른 개념이었다. 이런 표현도 책에서 한다. 방정식에 등장하는 물리량에 어떤 변환을 가해도 방정식의 결과가 달라지지 않을 때 그 방정식은 "대칭을 갖고 있다"말한다. 좀 어렵긴 한데 여하튼 대칭은 어떤 변환에 대해 대칭적이면 그에 해당하는 보존량이 존재한다고 언급한다. 이쪽을 해도, 저쪽으로 해도 변환은 변화가 없는 변화라는 뜻이다. 쓴 나도 문 말이지 모르겠다.

쉬운 물리 책이 아닌 전문적인 물리책이라 많이 힘들었다. 책 내용의 10분의 1도 이해하지는 못한 듯하다. 그럼에도 나름 재미있었다. 다른 물리 책을 읽어야겠다는 생각도 들었다. 이 쪽 세계도 빠지면 정신없이 볼 책이 수두룩한데. 그토록 외면하고 포기했던 수학과 물리가 이런 식으로 나에게 다가올지는 꿈도 꾸지 못했다. 수포자인 내게 수학이고, 방정식이라니. 그럼에도 물리는 사고의 확장과 폭을 넓혀주는데 큰 도움이 된다. 

까칠한 핑크팬더의 한 마디 : 물리를 몰라도 사는데 지장없다.

친절한 핑크팬더의 한 마디 : 물리를 알면 세상의 비밀에 다가선다.

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