보이는 세상은 실재가 아니다, 카를로 로벨리의 존재론적 물리학 여행

보이는 세상은 실재가 아니다 - 카를로 로벨리의 존재론적 물리학 여행
카를로 로벨리 지음, 김정훈 옮김, 이중원 감수 / 쌤앤파커스 / 2018년 4월

우리가 사는 '진짜 세계'를 향한 물리학의 모험!

세계적인 물리학자 카를로 로벨리가 말하는

인간과 시공간 그리고 우주를 이루는 '모든 것들'

「보이는 세상은 실재가 아니다」

카를로 로벨리의 존재론적 물리학 여행

카를로 로벨리는 이탈리아 태생의 세계적인 이론 물리학자.

양자이론과 중력이론을 결합한 '루프양자중력'이라는

개념으로 블랙홀을 새롭게 규명한 우주론의 대가로

'제2의 스티븐 호킹'이라고 평가받는다.

이 책은 일반상대성이론을 양자이론과 통합한 새로운 시각에서

현대 물리학계의 최신 흐름을 담아내고 있다.

지금껏 어디에서도 볼 수 없었던 숨 막힐 듯 아름다운

'실재의 광경'을 보여줌으로써 우리가 살고 있는

이 세계가 무엇으로 구성되어 있는지 탐색하도록 해준다.
 

 

태곳적부터 아니면 적어도 우리에게 전해진 기록 문서를

인류가 남기기 시작한 이래로 사람들은 세계가 어떻게 존재하게 되었는지

세계가 무엇으로 이루어져 있는지, 세계는 어떻게 질서 지어져 있는지,

왜 자연 현상들이 일어나는지와 같은 것들을 물었습니다.

이 책은 26세기 전 밀레토스에서의 이야기로 시작합니다.

옛날 사건과 옛날 사람의 생각으로 시작하는 이유는

아이디어가 자라나온 뿌리부터 시작하면 이해가 쉽기 때문입니다.

고대에 처음으로 제기된 어떤 문제들은 우리가 세계를 이해하는 데

지금도 결정적으로 중요하기 때문입니다.

공간 구조에 관한 몇몇 가장 최신 아이디어는

그때 도입된 개념과 논점을 이용합니다.

고대의 과학자들이 제기한 문제들과 아인슈타인과 양자중력이

 찾아낸 해답들 사이에는 놀랍도록 가까운 연결 관계가 있습니다.

원자들이 응집할 때에 유일하게 중요한 것은 원자의 모양과

배열 그리고 그것들이 조합되는 순서입니다.

알파벳 문자를 여러 가지 다른 방식으로 조합해서

희극이나 비극, 웃긴 이야기나 서사시를 쓰듯이

한없이 다양한 세계도 기본적인 원자들을 조합해서 만들어집니다.

원자들의 끝없는 춤에는 완결도 목적도 없습니다.

자연계의 다른 모든 것들처럼 우리도 이 무한한 춤의

수많은 산물 중 하나입니다.

우리의 삶은 원자들의 조합이며, 우리의 생각은

미세한 원자들로 이루어져 있고, 우리의 꿈은 원자들의 산물입니다.

우리의 희망과 우리의 감정은 원자들의 조합으로 형성된 언어로 쓰여 있습니다.

우리가 보는 빛도 원자들로 이루어져 우리에게 이미지를 제공합니다.

바다도 도시도 별들도 모두 원자로 이루어져 있습니다.

엄청나게 거대한 비전이죠. 믿을 수 없으리만치 단순하고 믿을 수

없으리만치 강력한 비전입니다.

바로 이 비전 위에 앞으로 문명의 지식이 세워질 것입니다.
 

플라톤은 <파이돈>의 한 구절에서 소크라테스로 하여금 모든 '자연학자들'은

비난하게 하는데, 이는 이후 지속적인 반향을 불러일으킵니다.

플라톤은 '자연학자들'이 지구가 둥글다고 설명했을 때,

지구가 둥근 것이 뭐가 '좋은'건지, 지구의 동굴음에 무슨 유익이 있는지

알고 싶었고, 그 때문에 싫어했던 것이라고 불평을 합니다.

<파이돈>의 소크라테스는 어떻게 해서 처음에는 자연학에

열광했다가 결국 환멸을 느끼게 되었는지를 자세히 이야기 합니다.

​

'일반상대성' 이론은 물리학이 만들어낸 가장 아름다운 이론이며,

양자중력의 첫째 기둥입니다. 이 책에서 하고 있는 이야기의 핵심이기도 합니다.

바로 여기에서 20세기 물리학의 진짜 마법이 시작됩니다.

뉴턴은 왜 물체가 낙하하고 행성이 공전하는지 설명하려고 했습니다.

그는 모든 물체들이 서로를 향해 끌어당기는 어떤 '힘'을 상상했습니다.

바로 '중력'이죠. 하지만 어떻게 중간에 아무것 없이도 이 힘이

서로 멀리 떨어져 있는 물체들을 끌어당기는지 이해하지 못했습니다.

우리에게는 공간이라는 생각이 자연스럽지만 그것은 뉴턴의 물리학이

우리에게 익숙해서 그렇게 느껴지는 것입니다.

잘 생각해보면 빈 공간이라는 것이 우리가 경험한 것은 아님을 알 수 있습니다.

고대부터 '어떤 것'과 '아무것도 아닌 것'의 중간에 있는 빈 공간이라는

생각은  철학자들을 힘들게 만들었습니다.

세계의 이러한 단순화는 아주 의미심장합니다.

공간은 더 이상 물질과 다르지 않습니다. 그것은 전자기장과 유사한

세계의 '물질적'구성 성분 가운데 하나입니다.

공간은 물결치고 유동하고 휘고 비틀리는 실재하는 존재자인 것입니다.

행성들이 태양 주위를 돌고, 물체들이 낙하하는 것도

그 주위 공간이 구부러져 있기 때문인 것입니다.

구부러진 것은 공간이 아니라 시공입니다.

그러나 휘는 것은 공간만이 아닙니다. 시간도 휩니다.

아인슈타인은 지구의 높은 고도에서는 시간이 더 빨리

흐르고 낮은 고도에서는 더 느리게 흐를 것이라고 예측합니다.

측정을 해본 결과 역시 사실로 증명되었습니다.

빛의 휨, 뉴턴의 힘 개념의 수정, 시간의 느려짐, 블랙홀,

중력파, 우주의 팽창, 빅뱅 등과 같은 이 많은 복잡한

현상들은 공간이 변화없는 고정된 용기가 아니라 그것을 담고

있는 물질과 다른장들과 마찬가지로 그 자체의

역학과 '물리학'을 갖는다는 이해에서 따라 나온 것입니다.

우리가 세계에 관해서 더 많이 알아갈수록 그 다양성과

아름다움과 단순함에 더욱 놀라게 될 것이며,

우리가 더 많은 것을 발견할수록 아직 모르는 것이 아는 것보다

더 많다는 것을 깨닫게 될 것입니다.