입자물리학의 세 과학자

위대한 물리학자 6 - 디랙에서 겔만까지 입자 물리학의 세계 ㅣ 위대한 물리학자 6
윌리엄 크로퍼 지음, 김희봉.곽주영 옮김 / 사이언스북스 / 2007년 6월

20세기를 정의하라고 한다면, 나는 서슴없이 대중의 시대였다고 할 것이다  문학, 음악(특히나 락음악이나 댄스뮤직의 탄생) 그리고 미술등. 모든 분야가 대중의, 대중에 의해, 대중을 위해 움직인 세기였다고 말이다. 

하지만 여기 20세기에 엄청난 황금기를 맞이했지만, 대중의 관심을 끌지 못했던 분야가 있다. 바로 물리학이다. 큰 틀에서 보면 과학일 수도 있겠다. 아마도 물리학계의 슈퍼스타 아인슈타인을 빼고는 대체적으로 대중은 20세기의 물리학의 흐름이 어떤지, 물리와 공학과의 관계, 물리와 천문학과의 관계등 우리가 실제로 살고 있는 자연의 법칙이 물리와 어떤 방식으로 연결되어 있고 물리가 자연의 법칙을 어떻게 방정식화 했는지 알지 못한다.

일반 대중이 물리학에서 요구되는 고도의 수리적 능력과  천재적인 발상과 사고능력을 미처 따라가지 못할 뿐만 아니라 평범한 능력으로는 받아 들이기 쉽지 않는 분야이기 때문일 것이다. 아니 어쩌면 우리 대부분은 깊은 사색과 사고보다 즉흥적인 즐거움에 더 현혹되어 있는 것일 수도 있고.

위험한 생각일지 모르겠지만, 전 세계 10% 미만의 사람들만이 끈질기게 세상의 물음에, 호기심을 가지고 우리 지구를 둘러싼 의문에 답을 찾으려고 한다. 지구는 정말 네모가 아니고 둥근지. 왜 밤과 낮이 생기는 것인지. 지구의 역사는 어떻게 되는지, 공룡은 정말 있는 것인지, 나무는 왜 자라는 것인지. 바다는 어떻게 만들어진 것인지, 지구 밖 우주는 무한한지 아니면 유한한지 같은. 수 많은 의심과 호기심은 수 많은 이론과 실험을 통해 수정을 거치면서 정론이 되곤 한다.

20세기 이전의 사람들은 빛이 파장으로 되어 있다고 생각했다. 하지만 아인슈타인은 여러번의 사고 실험을 거쳐 빛은 파동도 입자도 될 수 있다는 것을, 또한 그는 빛의 입자가 에너지을 만들어 낼 수 있다는 것을 알아채렸다(그래서 그는 광양자 이론을 내놓게 되었고 그 이후 많은 학자들에 의해 기술적으로 발전되었는데, 그 예가 휴대폰이다).

입자가 에너지를 가질 수 있다는 것. 그것은 실로 놀라운 통찰력이었다. 원자에서 시작되어, 원자가 아원자로 쪼갤 수 있고, 에너지가 될 수 있는 입자가 있다는 것을 알게 되었다. 입자물리학 초기에는 그 입자를 어떻게 다뤄야하는지 잘 몰랐지만, 수 많은 과학자들이 입자의 바다속으로 뛰어 들었고, 현대에 이르러 신의 입자를 찾으려고 많은 과학자들이 노력하고 있다. 아마 입자가 에너지를 가질 수 없다면, 많은 과학자들은 시간과 비용 그리고 노력을 거둬들였을 것이다. 

<위대한 물리학자 6>은 입자물리학에 거대한 변혁을 이룬 세명의 과학자를 다루고 있는데, 그들이 바로 폴 디랙, 리처드 파인만, 그리고 머리 겔만이다.

이 책은 폴 디랙을 찾아보기 위해 검색했다가(생각보다 폴 디랙에 대한 책은 많지 않았다. 우리 나라에 나온 책 중에서 그를 전체적으로 다룬 책은 아예 없었다), 그나마 여기에 폴 디랙에 대한 간략한 설명이 나와 있어 읽어보게 되었다. 책은 문고판 형식으로 되어읽기 편하게 되어 있고 세 사람의 인생중에서 주요한 부분만 나와 있지만, 상당히 핵심적인 내용만 수록되어 있어 세 사람의 업적이나 인생을 간략하게 엿볼 수 있는 책이다.

이 책에는 파인만과 겔만의 사이가 약간 삐그덕거리는 정도만 묘사되었지만, 사실 두 사람의 사이는 앙숙이었다고 한다. 서로 못 잡아 먹어서 안달이 날 정도로. 워낙 책이 개략적이어서 세 사람에 대한 업적을 묘사하는 데 있어서 감만 잡았을 뿐, 정확하지는 못하다. 입자 물리학에 대한 더 많은 정보를 얻기 위한 사람들이라면, 불만족 스러울 수도 있겠다.

이 세 사람에 의해 발전된 입자 물리학은 현재 우리의 에너지원를 근본적으로 바꿀 수 있지 않을까 싶다. 고에너지입자가 어쩜 우리가 만들어 낸 환경오염에서 벗어날 수 있도록, 그리고 원자력같은 위험한 에너지에서 좀 더 안전하고 깨끗한 에너지를 찾으려고 노력하는 것이 아닐까하고 말이다.