다시 정신분석을 그러나 멜라니 클라인으로부터

정신분석학자 백상현씨의 책을 몇 권 읽었다. [고독의 매뉴얼], [라깡의 루브르], [라캉 미술관의 유령들] 등 정신분석학에 깊은 관심을 가지던 2014년~2017년 시절의 책들이다. 이 책들 말고 강응섭씨의 [자크 라캉과 성서 해석], [첫사랑은 다시 돌아온다], 홍준기씨의 [라캉, 클라인, 자아심리학] 등도 당시 내가 읽은 정신분석 책들이다.

프랑스와즈 돌토의 [정신분석학의 위협 앞에 선 기독교 신앙], 장-다비드 나지오의 [카우치에 누운 정신분석가](NUN 출판사) 등도 큰 관심을 가지고 읽던 책들이다. 당시 내가 정신분석학 공부를 접은 것은 서울 역사 문화 해설에 충실하기 위해서였다.

백상현씨가 운영하는 유튜브 채널 중 회원에게만 공개하는 프로그램들 가운데 ‘글쓰기는 물리학이다’처럼 볼 만한 것들이 몇 개 있어 회원 가입을 해야 하나 고민하고 있다. 내가 주로 의거(依據)하는 기독교 전문 출판사인 새물결플러스 출판사에서 [나의 무의식과 친해지기](부제; 쉽게 읽는 라캉의 정신치료)란 책이 최근 출간되었다. 새물결플러스의 책들 중 주로 읽은 것은 과학 책이었으니 정신치료 분야의 책도 읽을 만하다.

이제 다시 정신분석과 가까워질 때가 된 것일까? 아직 잘 모르지만 내가 ‘글쓰기는 물리학이다‘에 관심을 가지는 것은 정신분석 때문이 아니라 글쓰기, 그리고 물리학, 더 나아가 글쓰기는 물리학이라는 흥미로운 제목 때문이다.

다시 정신분석학에 관심을 갖게 된다면 라캉이 아니라 멜라니 클라인에 초점을 맞출 것이다. 홍준기씨의 [라캉, 클라인, 자아심리학]에 다음의 글이 있다. “잠자는 사람을 깨운 후 수면제 먹을 시간이라고 말하는 의사”가 있다는 내용의 글이다. 홍준기씨가 이 내용을 언급한 것은 라캉의 짧은 세션을 비판하는 차원이었다. 홍준기씨는 라캉의 정신분석 기법은 진정으로 분석가 중심주의며 정신분석가를 위한 정신분석이라는 지극히 전체주의적인 기법이라고 정의했다.

물론 내가 멜라니 클라인에 대해 초점을 맞추려는 것은 라캉에 대한 비판적 기술(記述)과 무관하다. 클라인이 보는 모성(母性)은 희생하는 모성이 아니라 자식을 지배하고 집어삼키는 전능한 초자아의 모성권력([페미니스트 정신분석이론가들] 127 페이지)이라는 말이 관심을 끈다. 클라인이 말한 성숙이란 내면에서 거대하고 공포스럽게 부풀려진 전능한 모성 권력의 환상에서 벗어나 어머니를 좋은 면과 나쁜 면을 모두 가진 평범하고 유한한 한 인간으로 받아들이는 과정을 의미한다.

최근 나로 하여금 어머니의 유한함과 약함을 느끼게 한 사건이 있었다. 그것은 바로 석가모니가 말한 생노병사의 고통 중 두 개나 해당하는 노쇠함이 원인이 된 병고(病苦)다. 평생 나를 지켜주던 크나큰 존재가 쇠약해져 사라질 수도 있는 상황에 처한 것을 보며 말할 수 없이 큰 고통을 느꼈다. 임옥희씨는 멜라니 클라인의 공은 중요한 순간마다 희생적인 어머니상을 불러내는 사회의 관행을 비트는 것이라 말한다. 이와 별개로 나는 나대로 멜라니 클라인을 통해 어머니의 위상 변화라는 현실을 정교화할 수 있었다.

김진옥의 [멜라니 클라인적 관점에서 영미문학 읽기]를 읽을 것이다. 그리고 [카우치에 누운 정신분석가]를 출간한 NUN(Natural+Unique+Narratives) 출판사를 통해 홍준기씨가 번역한 [클라인의 정신분석 테크닉 강의]를 읽을 것이다. 멜라니 클라인은 가지고 있는 [페미니스트 정신분석이론가들]에도 포함되어 있다. 이 책도 재독할 필요가 있다고 생각한다.

여담이지만 요즘 읽고 있는 마샤 비외르너루드의 [돌멩이의 시간 감각]에 크로노스와 카이로스를 구분하는 설명이 있다. 크로노스는 단순히 흘러가는 시간, 카이로스는 서사 안에서 정의되는 시간을 의미한다. 앞서 말한 NUN은 Natural(자연스럽고) Unique(독특한) Narratives(서사)라는 의미의 이니셜을 모은 것이다. 마샤 비외르너루드가 말한 서사 안에서 정의되는 시간에 들어 있는 그 서사다. 시간은 서사 안에서 정의될 때에만 의미 있다.

파편화된 일상의 연결을 통해 무의미하게 흩어지던 하루하루가 하나의 맥락을 가진 이야기로 엮이게 된다. 나는 그것을 글쓰기를 통해 이뤄내려 정성을 기울이고 있다.

창비 한국사상선 완간 기념 독자서평대회에서...

부끄럽지만 지인분들께 창비(創批) 한국사상선 완간(전 30권) 기념 독자 서평대회에서 1권 『정도전』으로 장려상을 받았다는 소식을 전했다.(11월 9일 발표. 대상; 해당자 없음. 최우수; 2명, 우수; 3명, 장려상; 5명) 고양시의 문화해설사 윤 선생님은 2017년 첫 만남 당시를 회상하셨다. 

역사 문화 해설사 일을 시작한 해인 2017년 나는 서울시 의회에서 후원하고 서촌의 산림문화콘텐츠 연구소에서 주관한 노거수(老巨樹)를 매개로 한 인문 해설 대회에서 종합 준우승을 한 것이 인연이 되어 서울의 한 문화해설팀으로부터 같이 일하자는 제의를 받았다. 윤 선생님은 그 팀의 멤버 중 한 분이었다. 

당시 나는 이렇다 하게 나를 소개할 말이 생각나지 않아 서평을 쓴다고 말했었다. 서평을 1500권 이상 쓴 상태였으니 그 말 자체가 거짓은 아니었다. 물론 나는 지금도 서평이 무엇인지 잘 모른다. 그럼에도 서평은 나를 만들어주는 방편이다. 올해 114편의 서평을 쓴 가운데 알라딘에서 2월부터 10월까지 9개월 연속 서평에 당첨되었다. 매월 30편씩에 들어야 3만원의 적립금을 받는 당첨자가 되지만 경쟁률은 수십대 1일 것이다. 

이번 창비 서평대회 출품작은 마감일을 얼마 남기지 않은 시점에서 알고 시간에 쫓겨 썼지만 운 좋게 당첨되었다. 책을 구입하려면 시간이 걸리기에 도서관을 검색해 보았으나 마땅하지 않아 가지고 있는 『정도전』으로 응모할 수밖에 없었다. 역시 해설이 인연이 되어 알게 된 강동구의 이 선생님은 그간 자연과학에만 치중한 탓에 역사에 대해 미안함 마음이 컸으나 이번 일로 그런 정동(情動)을 조금이나마 씻게 되었다는 내 말에 나에게는 자연과학보다 역사가 더 어울린다는 말씀을 해주셨다. 

사실 연천에서 지질 해설을 하고 지질 글을 쓰면서 나는 내게 역사, 문화 해설에 대한 미련이 남아 있지 않다고 생각했으나 꼭 그런 것은 아니라는 사실을 느끼곤 한다. 이번 [정도전] 서평은 몇 차례 남다른 인연으로 정도전을 만난 내 사적 인연을 밝히는 것으로 시작했다. 첫 번째는 서울 역사, 문화 해설을 하던 2017년 무렵으로 조선의 법궁 경복궁과, 경복궁의 임금의 침전인 강녕전(康寧殿) 주위의 경성전(慶成殿) 및 연생전(延生殿)이란 전각 이름을 지은 정치가이자 사상가로 만난 것이고, 두 번째는 연천에서 역사 해설을 하기 시작한 2020년 이후 만난 것이다. 내가 사는 연천에는 연고와 무관하게 목은 이색(李穡) 선생과의 연(緣)이 있다. 이는 선생이 이성계의 창왕(昌王) 폐위에 반대해 장단(長湍) 지역에 유배된 뒤 그의 후손들이 장단에서 가까운 연천에서 집성촌을 이루고 영당을 세운 인연으로 해서다. 세 번째는 2024년 창비의 한국사상선 시리즈의 첫 번째 책인 『정도전』을 통해서였다. 

나는 사상에 초점을 둔 한국사상선 시리즈의 한 권인 『정도전』을 만족스럽게 읽었다. 여유가 생기면 시리즈의 다른 책들을 읽을 것이다.

양자론을 통해 세상을 읽는 철학적 물리학자의 충만한 관계론

나 없이는 존재하지 않는 세상 - 카를로 로벨리의 기묘하고 아름다운 양자 물리학
카를로 로벨리 지음, 김정훈 옮김, 이중원 감수 / 쌤앤파커스 / 2023년 12월

이탈리아의 이론 물리학자 카를로 로벨리의 [나 없이는 존재하지 않는 세상]은 로벨리가 양자역학을 이해하지 못한다는 것을 깨닫게 해준 이론물리학자 테드 뉴먼에게 바친다고 한 책이다. 저자는 하이젠베르크의 아이디어가 발아(發芽)한 북해에 위치한 독일 유일의 원해 섬인 헬골란트섬에서 시작하여 세계 실재의 양자적 구조가 발견됨으로써 제기된 더 큰 질문으로 점차 확장해 나가게 되었다고 말한다. 로벨리는 양자역학은 깊이를 헤아릴 수 없는 심연에 가라앉는 것을 두려워하지 말고 그 심연 속을 들여다보라고 권한다고 설명한다.

하이젠베르크가 친구인 볼프강 파울리와 고민한 문제는, 닐스 보어가 제시한 원자 속의 전자 문제를 둘러싼 교착 상태에서 벗어나는 것이었다. 그 문제란 전자가 원자핵 주위를 특정 궤도로만, 원자핵으로부터 특정한 거리에서, 특정한 에너지로만 회전하는 것이고 마술처럼 한 궤도에서 다른 궤도로 점프한다는 것이다.(20 페이지) 보어 가설에 따르면 우리가 원자의 천자에서 관찰하는 것은 전자가 한 궤도에서 다른 궤도로 도약할 때 방출하는 빛이다. 하이젠베르크는 보어가 말한 전자의 궤도나 도약을 정당화할 수 있는 새로운 운동법칙을 찾을 수 없었기에 관찰할 수 있는 것 즉 전자가 방출하는 빛의 강도와 진동수만 기술 하자고 생각했다.

이듬해인 1926년 모든 것이 명확해지는 것 같았다. 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거는 원자의 보어 에너지를 계산하여 파울리와 동일한 결과를 얻었지만 방식은 완전히 달랐다. 슈뢰딩거가 푼 것은 시각적인 미분 방정식을 이용한 것이었다. 슈뢰딩거는 소립자의 궤적이 그 기저에 있는 파동의 움직임에 대한 근사치일 뿐이라는 생각에 매료되었다. 하이젠베르크는 슈뢰딩거 파동의 개념적 명확성이 신기루에 불과하다는 사실을 금세 알아차린다.

슈뢰딩거의 Ψ(프시)는 실재 하는 실체를 나타내는 것이 아니라 어떤 일이 일어날 확률을 알려주는 계산 도구(라는 것이 일반적인 해석이)다. 막스 보른은 Ψ가 확률의 평가방법일 뿐이라고 이해한 공로로 노벨상을 받았다.(75 페이지) 세계 해석은 슈뢰딩거의 이론을 진지하게 받아들인다. 파동 Ψ를 확률로 해석하지 않고 실제 세계의 모습을 있는 그대로 기술한다고 보는 것이다. 슈뢰딩거의 파동 함수 Ψ만으로는 양자의 모호함을 명확히 밝히기에 충분하지 않다. 전자를 단순한 파동으로 생각하는 것만으로는 충분치 않다는 뜻이다.

Ψ는 언제나 한 지점에 집중되어 있는 입자인 전자가 다른 곳이 아닌 한 지점에서 관찰될 확률을 결정하는 불명확한 무엇인가다. 양자역학이 등장하기 전에는 에너지가 입자일 수 있다고 생각하는 사람은 아무도 없었다. 가령 던져진 돌의 에너지는 던지는 속도에 따라 달라지는데 속도는 어떤 값이든 될 수 있으니 에너지도 어떤 것이든 될 수 있다는 것이다. 그러나 세기가 바뀌는 동안 실험에서 에너지의 특이한 행동이 나타났다. 막스 플랑크가 실험에서 얻은 관찰을 통해 계산한 에너지의 꾸러미와 파동의 진동수 사이의 비례상수를 ĥ라고 부른다.

원자 내 전자의 궤도는 마치 에너지가 꾸러미로 된 입자인 것처럼 특정 에너지만 가질 수 있다. 전자가 한 보어 궤도에서 다른 보어 궤도로 도약하면 에너지 꾸러미가 방출된다. 그것이 빛의 양자다. 입자성은 관찰, 확률과 함께 양자론의 세 번째 핵심 개념이다. 양자역학에서 위치와 속도를 곱하는 것과 속도와 위치를 곱하는 것은 값이 다르다. 닐스 보어는 "양자 세계는 존재하지 않는다. 양자에 대한 추상적인 설명만 있을 뿐이다. 물리학의 임무가 자연이 어떠한지 기술하는 것이라고 생각하는 것은 잘못이다. 물리학은 자연에 대해 우리가 무엇을 말할 수 있는지를 다룰 뿐"이라고 이야기했다.

저자는 우리가 보고 있는지 아닌지가 그 입자에게 도대체 무슨 상관이 있을까?라고 묻는다. 저자는 고전 물리학 공부는 재미있었지만 좀 지루하기도 했음에도 간결한 만큼은 우아했다고 말한다. 이는 앤서니 지가 [놀라운 대칭성]에서 한 말을 떠올리게 한다. 대칭인 공식이 아름답다는 말이다. 물론 저자의 머릿속에 색색의 빛을 밝힌 것은 양자와의 만남이었다. 양자 중첩이 핵심이다. 서로 모순되는 두 가지 속성이 동시에 존재하는 것을 말한다. 주의할 것은 우리가 양자 중첩을 직접 볼 수 있는 것은 아니라는 점이다.

우리가 볼 수 있는 것은 입자가 어떤 의미에서 한 번에 여러 곳에 존재할 때 나타나는 중첩의 결과 뿐이다. 이런 결과를 양자 간섭이라 부른다. 우리가 관찰하는 것은 중첩이 아니라 간섭이다.(63, 64 페이지) 저자는 한쪽 경로만 열려 있을 때 절반의 광자가 위쪽 검출기에 도달한다면 양쪽 경로가 모두 열려 있을 때도 절반의 광자가 위쪽 검출기에 도달할 것이라고 예상하는 것이 당연한데 위쪽 검출기에는 광자가 하나도 도달하지 않는 현상을 소개한다. 두 경로가 모두 열려 있을 때 위쪽 검출기에 광자가 하나도 도달하지 않는 이 현상이 양자 간섭의 하나다.

오른쪽과 왼쪽 두 경로 사이에 간섭이 일어나는 것이다. 마치 각 광자가 파동처럼 두 경로를 모두 통과한 것처럼 행동하지만 광자가 어디에 있는지를 관측하면 항상 어느 한쪽 경로에서만 볼 수 있는 것이다. 광자가 두 경로 중 어느 쪽을 따라갔는지 관측하면 간섭이 사라진다. 놀라운 것은 실제로 광자를 보지 않아도 광자가 위쪽 검출기에 도달할 수 있다는 것이다. 광자가 지나가지 않은 쪽의 출구에서 기다리고 있는 것만으로 광자가 경로를 바꾸는 것이다.

숨은 변수 이론이라는 것도 있다. 루이 드 브로이가 고안하고 데이비드 봄이 발전시킨 이론이다. 봄의 이론은 간단하다. 다세계 해석과 마찬가지로 전자의 Ψ 파동의 실체가 있다고 가정하는 것이다. 다만 Ψ 파동뿐만 아니라 실제 전자 또한 존재한다. 즉 항상 확고한 위치를 갖는 실제 물질 입자가 존재한다는 것이다. 물론 이 이론에는 대가(代價)가 따른다. 이 해석을 진지하게 받아들인다면 우리가 원칙적으로 접근할 수 없는 물리적 실체가 존재한다고 가정할 수밖에 없게 되는 것이다.

결국 이 이론은 양자론이 말해 주지 않는 것에 대해 우리에게 위안을 줄 뿐이다. 불확실성에 대한 두려움도 피하겠다는 목적만으로 양자론이 이미 예견하지 못한 관찰할 수 없는 세계의 존재를 가정할 가치가 있을까? 심각한 문제는 상대성을 고려했을 때 발생한다. 이 이론의 숨은 변수는 상대성을 마구 위반한다. 즉 특권적인(관찰 불가능한) 기준계를 설정해 버리는 것이다. 파동 Ψ를 그다지 심각하게 받아들이지 않는 해석을 인식론적 해석이라고 부른다. 이 인식론적 해석에서는 프시가 세상에서 일어나는 일에 대한 우리의 지식의 요약에 불과하다고 본다. 저자는 과학적 사고는 이미 얻은 확실한 사실로 이루어진 것이 아닌 바 끊임없이 움직이는 사고이며 그 힘은 항상 모든 것에 의문을 제기하고 다시 시작하는 능력에 있다고 말한다.

더 유효한 설명을 찾기 위해서라면 세상의 질서를 뒤집는 일도 두려워하지 않고 모든 것에 다시 물음을 던지고 모든 것을 다시 뒤집어 엎는 능력이라는 것이다. 저자에 의하면 과학자도 측정 장비와 마찬가지로 자연의 일부다. 양자론이 설명하는 것은 자연의 한 부분이 자연의 다른 부분에게 어떻게 자신을 나타내는가 하는 것이다. 우리가 자연을 이해하려면 고립된 대상이 아니라 상호 작용에 주목해야 한다. 세계는 상호작용하는 촘촘한 그물망이다. 대상들은 상호 작용을 통해 서로에게 자신을 드러내며 우리도 마찬가지다.

실험실 관찰뿐 아니라 모든 종류의 상호작용의 기초가 되는 물리적 실제의 근본적인 보편적 문법을 기술하는 것이 양자역학이다. 이 학문에 의하면 사물의 속성은 다른 사물과의 상호작용 속에서만 존재한다. 여기서 두 가지 결론이 도출된다. 하나는 상호 작용 없이는 속성도 없다이고 다른 하나는 속성은 상대적일 뿐이라는 점이다. 가령 전자가 어떤 것과도 상호작용하지 않으면 그 전자에는 물리적 속성이 없다. 위치도 없고 속도도 없다는 뜻이다. 양자론은 모든 대상의 모든 속성이 속도와 마찬가지로 관계적이라는 사실을 발견한 것이다.

가령 하늘은 그 자체로 색이 있는 것이 아니라 그것을 올려다보는 나의 눈에 대해서만 색이 있다. 하늘의 별은 독립적인 존재로 빛나는 것이 아니라 그 별이 속한 은하계를 이루는 상호작용 네트워크의 한 매듭일 따름이다. 따라서 양자 세계는 기존 물리학에서 상상했던 것보다 더 무르며 일시적이고 불연속적인 사건들과 상호작용으로 이루어져 있다. 모든 상호작용이 사건이다. 실재를 엮는 것은 이 가볍고 덧없는 사건이지 철학이 상정한 절대적인 속성을 지닌 무거운 물체 같은 것이 아니다.

슈뢰딩거는 "입자를 영구적인 실체로 생각하기보다 순간적인 사건으로 생각하는 것이 더 낫다. 그 사건들은 때때로 사슬을 이루어 마치 영구적인 것 같은 착각을 주지만 그것은 특수한 상황에서 극히 짧은 시간에만 그럴 뿐이다"란 말을 했다. 사물의 미세한 입자는, 변수들이 상대적이고, 미래가 현재에 의해 결정되지 않는 이토록 기묘하고 작은 세계다. 이 환상적인 양자 세계가 바로 우리의 세계다. 저자는 얽힘을 꿈처럼 미묘하고 매혹적인 양자 현상이라 설명한다. 저자는 얽혀 있는 두 입자가 사전에 합의하지도 않았고 서로 메시지를 주고받은 적도 없는데 어떻게 동일한 결정을 내릴 수 있을까요?라고 묻는다.

무엇이 이 둘을 묶고 있는 것일까요?라고 묻는다. 특정 상황에서 단일 물체에 대해 모든 것을 알고 있다 해도 이 물체가 다른 물체와 상호 작용했다면 그것에 관해 전부 다 아는 것은 아니다. 우주의 다른 물체들과의 상관관계를 알지 못하는 것이다. 두 물체 사이의 관계는 둘 중 하나에만 포함되어 있는 것이 아니라 그 이상이다. 우주의 모든 구성적 요소가 이처럼 서로 연결되어 있다는 사실은 그저 논라울뿐이다. 저자는 얽힘은 둘이 추는 춤이 아니라 셋이 추는 춤이라 말한다. 양자 얽힘은 얽힌 두 입자만으로는 완성되지 않으며 그 관계를 성립시키고 확인하는 제3의 존재가 함께 어우러질 때 완성되는 상호작용의 춤이라는 의미다.

저자에 의하면 얽힘은 특별한 상황에서만 발생하는 드문 현상이 아니다. 외부의 물리적인 관점에서 상호 작용을 볼 때 흔히 발생하는 현상이다. 양자 물리학은 물리계들이 서로에 대해 가지고 있는 정보의 이론으로 생각할 수 있다.(131 페이지) 양자 물리학에서 한 물리적 대상에 관해 우리가 가질 수 있는 관련 정보의 최대량은 유한하다. 대상과 상호 작용함으로써 우리는 항상 새로운 관련 정보를 얻을 수 있다. 흥미로운 것은 디랙 버전의 양자론에서는 행렬조차 불필요하다는 점이다. 저자는" 세계는 연속적이지 않고 입자로 되어 있다. 그리고 거기에는 하한(下限)이 있어서 사물이 무한히 작아질 수 없다. 미래는 현재에 의해 결정되지 않는다.

물리적 사물은 다른 물리적 사물에 대해서만 속성을 가질 뿐이며 이러한 속성은 사물들이 상호 작용할 때만 존재한다. 서로 다른 관점을 나란히 놓으면 모순이 나타난다."고 말한다. 우리는 보통 세계를 큰 규모에서 보기 때문에 이 세계의 입자성은 보이지 않는다. 우리가 보는 것은 수많은 작은 변수들의 평균치다. 개별 분자들을 보는 것이 아니라 고양이 전체를 보는 것이다. 너무 많은 변수가 관여하기 때문에 요동은 무의미해지고 확률은 확실성에 가까워진다. 고전 물리학적 세계상은 우리가 근시안 적이기 때문에 견고한 모습을 보이는 것이다.

고전 물리학의 확실성은 단지 확률일 뿐이다. 옛 물리학이 제공해온 선명하고 견고한 세계의 이미지는 사실 환상이다.(139 페이지) 우리가 세계라고 부르며, 그 속에 존재한다는 사실에 놀라움을 느끼는 빛으로 가득한 이 마법의 만화경. 우리가 정신이라고 부르는 연약한 베일은 바로 이 무한한 신비를 탐색하기 위한 서툰 도구에 불과하다. 20세기 물리학의 두 가지 위대한 혁명인 상대성 이론과 양자론은 에른스트 마흐의 영향을 받아 시작되었다. 마흐는 지각에 대한 과학적 연구가 탄생하는 데에도 직접적인 역할을 했다.

또한 러시아 혁명으로 이어지는 정치적, 철학적 논쟁의 중심에 있기도 했다. 과학자인 마흐는 주체에서 경험 자체로 관심의 초점을 옮겨 그것을 감각이라 불렀다. 마흐는 감각 너머에 있는 가상의 실재를 추론하거나 추측하는 것으로 지식을 얻을 수 있다. 마흐의 제안에서 가장 급진적인 부분은 현상을 대상의 발현으로 생각하지 말고 대상을 현상들의 연결 매듭으로 생각하자는 발상이다. 그것은 레닌이 이해한 것과는 달리 결코 의식의 내용에 대한 형이상학이 아니다. 아인슈타인은 거듭 자신이 마흐에게 많은 빚을 지고 있음을 인정했다.

고정된 실제 공간이 존재하고 그 안에서 사물이 움직인다는 형이상학적 가정에 대한 비판이 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 문을 연 것이다. 마흐는 과학이란 현상을 조직화할 수 있게 해 주는 한에서만 어떤 것을 실제로 받아들이는 것이라고 이해했다. 그의 이런 과학관이 열어준 공간 속으로 하이젠베르크가 들어와 전자에서 궤도를 벗겨내고 전자를 그 현상의 측면에서만 다시 해석했다. 바로 이 공간 속에서 양자역학의 관계론적 해석의 가능성도 열린다. 의사, 경제학, 철학자, 자연과학자, [붉은 별]이라는 과학소설을 쓴 작가이자 시인, 교사, 정치가, 사이버네틱스와 조직과학의 선구자, 수혈의 선구자이자 평생 혁명가였던 알렉산드르 보그다노프는 20세기초 지성계에서 가장 복잡하고 매력적인 인물이었다.

아인슈타인이 양자역학에 반대하며 신은 주사위 놀이를 하지 않는다고 하자 보어는 신에게 이래라 저래라 명령하지 말라고 응수했다. 비유를 풀어보면 자연은 우리의 형이상학적 편견보다 훨씬 더 풍부하며 자연의 상상력은 우리보다 더 자유롭다는 것이다. 저자는 과학은 진리의 담지자가 아니라 진리의 담지자 같은 것은 없다는 자각 위에 놓여 있다고 말한다. 저자는 양자역학의 이른바 해석들은 대부분 양자역학이 발견한 사실들을 형이상학적 편견에 억지로 집어넣으려는 것처럼 보인다고 말한다.

철학을 과학에 맞추어야지 그 반대는 아니라고 말하는 저자는 실험실에만 양자현상이 있는 것도 아니고 모든 곳이 비양자 현상인 것도 아니라고 말한다. 모든 현상이 궁극적으로 양자적 현상이라는 것이다. 저자는 모든 것을 관계의 관점에서 생각해야 한다고 말한다. 양자를 이해하기 위해 철학자들의 텍스트를 헤매고 다녔다는 저자는 나가르주나로부터 깊은 인상을 받았다고 이야기한다. 저자에 의하면 나가르주나의 핵심 논지는 다른 어떤 것과도 무관하게 그 자체로 존재하는 것은 없다. 양자역학과 공명을 일으킨다.

물론 나가르주나는 양자에 대해 아무것도 몰랐고 알 수도 없었지만 그런 것은 아무래도 좋다. 중요한 것은 철학자들의 세상에 대한 독창적인 사고 방식을 제공하고 있고 그것이 우리에게 유용하다면 우리가 그것을 활용할 수 있다는 것이다. 나가르주나가 제시하는 관점의 도움을 받으면 우리가 양자 세계에 대해 좀 더 쉽게 생각할 수 있을지도 모른다. 나가르주나가 독립된 존재는 있을 수 없다는 것을 설명하기 위해 사용한 전문 용어는 공(空)이다. 나가르주나는 별을 보는 것은 전체의 한 요소이며 그것을 내가 관례적으로 나라고 부를 뿐이라고 말한다. 나가르주나는 공조차도 본질이 비어 있다고 말한다.

그것마저도 관습적이라는 뜻이다. 물리학은 오랜 시간에 걸쳐 물질, 분자, 원자, 장, 소립자 등 궁극적 실체를 추구해 왔는데 양자장 이론과 일반 상대성 이론의 관계적 복잡성이라는 암초에 걸려 난파되었다.(181 페이지) 나가르주나는 실재와 그것의 복잡성과 이해 가능성에 대해 이야기하지만 궁극적인 토대를 찾겠다는 개념적 함정에 우리가 빠지지 않도록 막아준다. 그렇다고 해서 탐구의 가능성이 닫히는 것은 아니다. 오히려 자유롭게 탐구할 수 있다. 나가르주나는 세상의 실재성을 부정하는 허무주의자도 아니고 실재에 대해 아무 것도 알 수 없다고 말하는 회의론자도 아니다.

창의성에는 우리가 탐구하면 할수록 더 잘 이해할 수 있는 세계다. 나가르주나의 공(空)은 깊은 위안을 주는 윤리적 태도를 길러준다. 우리가 자립적인 실체로 존재하지 않는다는 사실을 깨달음으로써 집착과 고통에서 벗어날 수 있게 도와주기 때문이다. 저자는 자신의 책의 바탕이 되는 믿음은 우리 인간이 자연의 일부라는 것이라고 말한다. 우리는 많은 자연 생산 중에서 특수한 사례일 뿐 그 어떤 현상도 우리가 알고 있는 자연에 위대한 법칙에서 벗어날 수 없다. 생명은 지구 표면에서 펼쳐지는 생화학적인 과정이며 지구를 가득 채운 태양빛의 풍부한 자유에너지를 소비한다.

이 과정은 주변 환경과 상호 작용하는 개체들로 이루어져 있으며, 시간이 지나도 지속되는 동적 균형을 유지하면서 자기 조절하는 구조와 과정에 의해 형성된다. 구조와 과정은 유기체가 생존하고 번식하기 위해 존재하는 것이 아니다. 오히려 그 반대로 이러한 구조가 점진적으로 성장하여 생존하고 번식하기 때문에 생존하고 번식한다. 양자역학을 통해 물리적 세계의 본질을 상관관계의 네트워크로 이해할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 즉 상관관계의 정확히 물리적 의미에서 상호적인 정보를 이해할 수 있는 것이다. 자연계의 사물은 제각각 고유한 속성을 가진 고립된 요소들의 집합이 아니다.

외부에서 바라보는 관점은 존재하지 않는 관점이다. 세계에 대한 모든 묘사는 내부로부터 이루어진다. 외부로부터 본 세계는 존재하지 않는다. 오직 서로를 비추는 부분적이고 내부적인 관점들만이 존재할 뿐이다. 세계는 관점들의 이러한 상호 반영이다. 양자 물리학은 이러한 현상이 이미 무생물에서 일어난다는 것을 보여준다. 우리는 무비판적인 직관에 의존해서는 세계에 대한 효과적인 이해를 구축할 수 없다. 마음의 본질을 알고 싶다면 내적 성찰은 최악의 탐구 도구다. 자신의 뿌리 깊은 편견을 만나 그 속에서 허우적거리게 될 것이다.

그러나 단순한 물질 또한 잘못된 형이상학 즉 물질에 대한 지나치게 순진한 개념에 기반한 형이상학의 잔재다. 질량과 운동으로만 정의되는 보편적 실체로 보는 것이다. 그러나 이것은 양자물리학과 모순되기 때문에 잘못된 형이상학이다. 저자는 대부분의 신호는 눈에서 뇌로 이동하는 것이 아니라 뇌에서 눈으로 이동한다고 말한다. 우리는 흔히 눈이 카메라처럼 외부 세계의 이미지를 찍어 뇌로 보내고 뇌가 이를 수동적으로 받아들여 해석한다고 생각한다. 하지만 사실은 그 반대다.

우리가 인식하는 시각적 현실은 뇌가 끊임없이 만들어내고 있는 예측과 수정의 결과물이며 우리가 파악하고 생존하는 데 유리하도록 재구성된 정보다. 저자는 이를 통해 주체와 객체는 독립되어 있지 않고 모든 것은 상호작용(관계) 속에서 정의된다는 자신의 양자물리학적, 철학적 관점을 뒷받침한다. 뇌가 이미 알고 있는 것을 확인해주기만 하는 신호를 뇌에 보내는 것은 무용하다. 우리는 오해와 편견을 포함해 자신이 알고 있는 것을 바탕으로 세상의 이미지를 만들어내고 무의식적으로 불일치를 탐지하여 필요하면 수정한다.(227 페이지)

과학은 기본적으로 우리가 보는 방식의 연장선이다. 우리는 자신이 예상한 것과 세상에서 수집할 수 있는 것 사이의 불일치를 찾는다. 우리는 세계에 대한 상을 가지고 있으며 그 상이 제대로 작동하지 않으면 그것을 수정하려고 노력한다. 인간의 모든 지식은 이런 방식으로 만들어져 왔다. 우리의 가장 깊은 곳의 세계상을 업데이트 하는 것, 현실에 대해 생각하는 새로운 지도를, 세계를 조금 더 잘 보여줄 수 있는 지도를 찾아내는 것이 양자론이다.(229 페이지)

실재는 상호 작용의 그물망을 짜는 사건들로 가장 잘 묘사될 수 있다. 개체는 이 그물망의 일시적인 매듭에 불과하다. 개체의 속성은 이러한 상호 작용이 일어나는 순간에만 결정되며 다른 것들과의 관계 속에서 결정된다. 사물은 다른 사물 속에 비친 것일 뿐이다. 모든 시각은 부분적이다. 관점에 의존하지 않고 현실을 보는 방법은 없다. 절대적이고 보편적인 시점은 존재하지 않는다. 그러나 시점들도 서로 소통 가능하고 지식은 다른 지식 및 현실과 서로 대화할 수 있으며 그렇게 대화를 통해 수정되고 풍부해지고 수렴되어 현실에 대한 우리의 이해는 깊어진다.

2026년 시월 마지막 날에

2026년 시월도 하루만이 남았다. 시월 말은 아침에는 난방이, 낮에는 냉방이 필요한 시간들이다. 적절한 기어 변속이 필요한 시간들이라 비유할 수 있겠다. 산다는 것은 유연하고 능숙한 변속이 부단히 요구되는 여정인 듯 하다. 다치바나 다카시의 [우주로부터의 귀환]이란 책이 있다. 우주라는 압도적인 공간을 경험한 비행사들이 지구로 돌아오면서 겪는 내면의 급격한 전환을 소재로 한 책이다. 비행사들은 귀환 후 1) 초자연 현상에 몰두하거나, 2) 심한 우울증이나 약물중독에 빠지는 등의 부정적 모습을 보였다.

물론 다수의 비행사들은 매우 긍정적이고 경이로운 방향으로 의식이 확장되는 변화를 보였다. 복귀 충격이 아닌 인류 전체와 지구를 품을 수 있는 거대하고 부드러운 하이브리드 기어를 갖춘 사례라 비유할 수 있다. 단 지구 중력에 맞게 적응되어 있다가 무중량을 경험할 수 있는 공간에서의 유영을 거쳐 지구로 귀환할 때 몸이 겪는 변화는 기어에 문제가 생기는 경우나 거대하고 부드러운 하이브리드 기어를 가진 경우나 고통스럽기는 마찬가지일 것이다.

지옥으로부터의 귀환이란 말도 있지 않을지? 각자 짊어진 고통의 십자가에서 어떻게 벗어날 수 있을까? 물 흐르듯 자연스러운 삶이 얼마나 있을까? 무변화도 고통이지만 너무 급격한 변화도 고통이다. 간절히 기도 드리는 사람의 마음을 알겠다. 무소식이 희소식이란 생각으로 하루 하루를 건너는 중이다. 거대하고 부드러운 하이브리드 기어를 갖춘 사람은 아니어도 유연하고 인내력 지수도 높은, 성숙하고 책임감 있는 사람은 되어야 하지 않을까? 시간이 이렇게 간다.

물리학의 위대한 스무 가지 질문들을 찾아서

물리학을 낳은 위대한 질문들 - 모든 위대한 법칙은 질문에서 시작되었다 ㅣ 위대한 질문 시리즈
마이클 브룩스 지음, 박병철 옮김 / 휴머니스트 / 2012년 6월

영국의 양자 물리학 박사인 마이클 브룩스의 책이다. 아무리 간단한 질문이라도 인류 역사상 가장 위대한 발견으로 이어질 수 있다는 사실을 보여주고자 쓴 이 책의 제목은 [물리학을 낳은 위대한 질문들]이고 원제는 [The Big Questions; Physics]다. 책은 물리학의 핵심은 무엇인가?부터 실제의 진정한 본질은 무엇인가?에 이르기까지 스무 가지 질문을 다루었다. 원서 출간 연도인 2010년 이후 물리학은 많이 발전을 거듭하였다. 책 출간 이후 힉스 보손(Higgs Boson) 발견(2012년), 중력파(Gravitational Waves) 관측(2015년), 블랙홀의 실제 모습 촬영(2019년, 2022년), 제임스 웹 우주망원경(JWST)의 활약(2021년~현재) 등이 새로운 이슈로 떠올랐다.

그럼에도 이 책이 가치 있는 것은 물리학자들이 어떤 질문을 던지며 패러다임을 바꿔왔는지를 밝힌 책이기 때문이다. 암흑 물질, 암흑 에너지, 양자 역학의 해석 문제 등 책에서 던진 궁극의 질문 중 상당수는 아직도 완전히 해결되지 않은 진행형의 숙제다. 물리학의 최신 뉴스보다 생각하는 법을 배우는 교양서로 받아들이기에 합당한 책이다. 물질의 구조와 시공간에서의 운동, 이와 연관된 에너지와 힘을 연구하며 우주의 근본 원리를 탐구하는 기초 자연과학인 물리학은 각기 다른 소분야들이 사슬처럼 엮인 채 스스로 진화하는 학문이다.

이 학문이 스스로의 한계를 분명하게 정리할 수 있었던 것은 양자 역학 덕분이다. 현대 물리학은 시간의 직선적 성질(선형성)에 초점을 맞춘다. 이 부분에서 엔트로피란 말이 관계한다. 흔히 무질서도라 말하지만 가능한 경우의 수, 에너지의 분산 또는 흩어짐, 사용 불가능한 에너지의 양 등으로 보는 것이 적당하다. 비유하자면 방이 어질러진 것은 무질서해진 것이라기보다 물건들이 방 안의 다양한 위치(경우의 수)로 자유롭게 분산되어 가질 수 있는 조합이 극대화된 상태다. 가능한 경우의 수, 에너지의 분산 또는 흩어짐, 사용 불가능한 에너지의 양이 높을수록 엔트로피가 높은 것이다. 블랙홀의 사건 지평선에서 사람의 몸은 중력과 조석력에 의해 갈가리 찢어진다.

조석력은 바다뿐 아니라 거대한 땅(지각)과 대기, 우주 공간의 천체들 사이에서도 강력하게 작용하는 보편적인 물리 법칙이다. 이 힘의 본질은 거리에 따른 중력의 차이 때문에 물체가 찢어지거나 늘어나게 만드는 힘이다. 이론물리학자 클라우디아 드 람도 중력 연구와 블랙홀 이야기에서 모두 조석력 이야기를 했다. 세 번째 질문인 ‘슈뢰딩거의 고양이에게는 무슨 일이 일어났는가?’에 아인슈타인 이야기가 나온다. “양자역학에 관한 한 아인슈타인은 코펜하겐 해석을 끝까지 받아들이지 않았다. 그가 창안한 상대성 이론은 관측자의 상태와 무관한 이론이다.” 코펜하겐 해석의 핵심 내용 중 하나가 미시 세계의 입자는 관측되기 전까지 어느 한 곳에 고정되어 있지 않다는 것으로 여러 가능성(상태)이 확률적으로 겹쳐 있는 중첩 상태로 존재함을 의미하는 것이다.

여기서 나온 내용이 슈뢰딩거가 양자역학의 주류 해석이었던 코펜하겐 해석의 모순과 불완전성을 비판(반대)하기 위해 고안한 사고실험인 슈뢰딩거의 고양이다. 철학자 이정우 교수는 베르그송이 그의 만년에 성립한 양자역학에는 커다란 경의를 표하면서도 상대성 이론에 대해서는 강력한 비판을 제기했다는 말을 했다.([담론의 공간] 257 페이지) 여기서 말하는 조작이란 아인슈타인이 상대성 이론을 통해 시공간을 좌표축으로 계량화하고, 빛의 속도를 상수로 두고 관찰하는 등 물리학이라는 학문이 작동하기 위해 인위적으로 설정한 인식적 조작을 포함시킨 것을 두고 이르는 말이다. 물리학자들은 질량을 중력 질량과 관성 질량으로 구분한다. 중력 질량은 중력장에 반응하여 중력을 야기하는 물리량으로 사과가 떨어지는 것은 사과가 가지고 있는 중력 질량 때문이다.

관성 질량은 물체가 현재의 운동 상태를 계속 유지하는 능력 즉 관성을 나타내는 양이다. 네 번째 질문인 ‘사과는 왜 아래로 떨어지는가?’의 답이 중력 때문이라는 것을 알 수 있다. 중력이란 것도 질량을 가진 물체들 사이에 중력자라는 입자가 교환되면서 발생하는 것은 아닐까? 그러나 이것은 아직도 가설로 남아 있다. 지난 한 세기 동안 이 분야의 물리학은 엄청난 진보를 이루었지만 중력자는 지금까지 단 한 번도 발견된 적이 없다.(79 페이지) 조석력(潮汐力) 부분에서 말한 클라우디아 드 람이 중력자의 비밀을 밝히기 위해 애쓰는 사람 중 하나다.

다섯 번째 질문인 ‘고체는 정말로 형태가 고정되어 있는가?’에서 눈여겨 볼 말한 이 세상에는 완벽하게 견고한 고체라는 것이 아예 존재하지 않는다는 말이다. 가장 근본적인 단계에서 보면 모든 물질은 시간과 공간의 에너지가 무작위로 요동치면서 나타난 결과물이라고 할 수 있다. 고체의 단단함은 전기력과 양자역학의 결과다. 속이 텅 비어 있는 물질들이 서로 통과하지 못하고 단단하게 부딪히는 이유는 전하들의 전기적 반발력(전자기력) 때문이다. 양자역학의 파울리의 배타(排他) 원리에 의해 전자들이 같은 상태(공간)를 공유하지 않으려고 밀어내는 힘이 작용한다. 에너지 요동은 글루온이라는 입자 형태로 나타난다. 글루온은 쿼크를 결합시키는 강력의 원천이다.

다이아몬드는 손에 들면 그 무게가 느껴지지만 사실 우리가 느끼는 질량은 탄소 원자핵 속의 쿼크 질량을 창조하는 에너지장이 진동하거나 이동하면서 나타나는 결과다. 이런 점에서 보면 가장 강하다는 다이아몬드도 영원히 존재하는 물질이 아닌 셈이다.(95 페이지) 다시 말해 글루온 에너지장의 진동 즉 에너지가 아인슈타인의 질량-에너지 등가 공식에 의해 질량으로 변환된 것이다. 우리는 다이아몬드를 들고 있지만 사실상 가둬진 에너지가 내는 무게를 느끼고 있는 셈이다. 우리 몸의 무게(질량) 역시 약 99%는 글루온의 요동과 아인슈타인의 질량-에너지 등가 원리에 의한 것이다.(정리하면 전기장의 입자는 광자, 중력장의 입자는 중력자, 강한 핵력에 대응하는 입자는 글루온이다.)

태양 내부에서 수소 원자핵이 융합 반응을 일으켜 헬륨 원자핵으로 변하는 과정에서도 글루온 에너지의 일부가 빛이나 열의 형태로 방출되어 지구의 모든 생명체들을 먹여 살린다.(207 페이지) 일곱 번째 질문인 ‘모든 것은 무작위로 일어나는가?’에서 알 수 있는 것은 카오스계(Chaos System)와 무작위계(Random System)는 겉보기에는 둘 다 예측할 수 없어 보이지만 그 내부 작용 방식은 완전히 반대라는 사실이다. 카오스계는 법칙은 있지만 미래를 모르는 세계이고, 무작위계는 법칙 자체가 확률인 세계를 말한다. 양자 이론이 우리에게 던져준 가장 심각한 문제는 이 세계가 원래부터 불확실성을 내포하고 있다는 점이었다.(123 페이지) “신은 주사위 놀이를 하지 않는다.”

아마도 이 말은 아인슈타인이 남긴 말 중 가장 유명한 말일 것이다. 신이라는 단어가 등장하긴 하지만 사실 이 말은 종교적인 발언이 전혀 아니다. 아인슈타인은 자연이나 우주를 은유적으로 표현할 때 신이라는 단어를 자주 사용했다. 그의 관점은 매우 단순하면서 유물론적이다. 우주는 과연 결정론적인 법칙에 따라 운영되고 있는가? 모든 결과에는 반드시 원인이 있는가? 양자역학의 아버지로 불리는 보어는 아인슈타인의 주장에 코웃음을 졌다. 그는 양자역학이 무작위성에 기초한 물리학임을 강조하면서 아인슈타인을 향해 이렇게 말했다. “제발 신 타령 좀 그만 하세요. 이 세상에는 원인이 없는 결과도 있습니다.”

여덟 번째 질문인 ‘신의 입자란 무엇인가?’란 챕터에서 힉스 보손이 나온다. 힉스 보손은 우주의 모든 기본 입자들에게 질량을 부여하는 기본 입자다. 현대 물리학이 우주를 설명하는 이론적 틀인 표준 모형의 마지막 17번째 조각으로, 자연계의 기본 입자들이 왜 서로 다른 질량을 가지고 존재하는지 설명해 주는 핵심적인 역할을 한다. 흔히 대중에게는 신의 입자라는 별칭으로 잘 알려져 있다. 힉스 보손은 2012년 7월 4일 유럽입자물리연구소(CERN)의 대형강입자충돌기(LHC) 실험을 통해 역사상 처음으로 발견되었다. 1964년 피터 힉스 교수가 입자의 존재를 가설로 제안한 지 약 48년 만의 일로 현대 입자물리학의 가장 위대한 성과 중 하나로 꼽힌다.

아홉 번째 질문인 ‘나는 유일한 존재인가?’를 다룬 챕터에서는 우주배경복사, 암흑 에너지 등의 개념이 나온다. 파동 - 입자 이중성은 양자역학이 탄생한 후 세계적인 물리학자들 사이에 수많은 논쟁을 야기시켰다. 그러던 중 1950년대에 물리학자 휴 에버렛 3세가 이 역설을 해결하는 황당한 논리를 제안했다. 양자적 입자가 어떤 선택의 기로에 놓일 때마다 각각의 선택에 대응되는 세계가 가지를 치며 나아간다는 것이다. 에버랫의 이론은 당시에는 비웃음의 대상이었지만 지금은 물리학자들 사이에서 진지하게 받아들여지고 있다. 다중 세계 해석은 물리학에 큰 파장을 몰고 왔던 여타 이론과 달리 학계에 서서히 수용되어 왔다. 1995년에 개최된 한 학회에서 물리학자들을 대상으로 여론조사를 한 결과 전체의 60% 정도가 다중 세계 해석을 믿는 것으로 나타났다.

물론 과학 이론의 진위 여부를 다수결로 결정할 수는 없다. 또 다른 내가 다른 세계에 정말로 존재하는지 확인하려면 더욱 파격적인 시도를 해야 한다. 소위 말하는 양자적 자살이 바로 그것이다.(159 페이지) 양자적 자살은 양자역학의 여러 해석 중 하나인 다세계 해석의 정당성을 증명하기 위해 고안한 물리학 및 철학의 사고 실험이다. 유명한 '슈뢰딩거의 고양이' 실험을 고양이의 관점이자 인간 관측자의 관점으로 변형한 개념이다. 저자는 미래로 가는 시간 여행은 그리 어렵지 않다고 말한다. 그냥 빠른 속도로 움직이면 된다는 것이다. 정작 어려운 것은 과거로 가는 시간 여행이다. 인류는 과연 시간 여행의 난제를 극복할 수 있을 것인가? 진실은 오직 시간만이 알고 있다.(175 페이지)

열한 번째 질문인 ‘지구의 자기장은 정말로 약해지고 있는가?’는 지구과학적 질문이다. 이 질문이 물리학자의 책에 나오는 이유는 지구 자기장의 근원과 작동 원리 자체가 순수한 물리학(전자기학 및 유체역학)의 영역이기 때문이다. 지구 자기장은 테양풍을 막아주는 역할을 하며 대기를 유지하는 데 반드시 필요한 요소이기도 하다. 지금 당장은 아니고 수천 년은 지나야 자기장이 바뀔 것이다.(191 페이지) 열두 번째 질문은 ‘왜 E=mc²인가?’다. 저자는 만일 당신의 머릿 속에 단 하나의 방정식만 기억할 수 있다면 이 방정식을 강력 추천한다고 말한다.(196 페이지) E=mc²가 현 세계를 지배한다면 그것을 창조한 모태는 열역학이다.

열은 에너지의 한 형태이므로 운동에너지로 변환시키면 일을 할 수 있다. 열세 번째 질문은 ‘흘끗 바라보는 단순한 행위로 우주를 바꿀 수 있을까?’다. 이 질문은 아인슈타인이 동료 물리학자이자 그의 전기 작가인 아브라함 파이스에게 던진 "자네는 정말 자신이 달을 쳐다봤기 때문에 달이 그곳에 존재한다고 믿는 것인가?"란 질문과 관계되는 말이다. 아브라함 파이스는 아인슈타인의 이 기습적인 질문에 말문이 막혀 아무런 대답도 하지 못했다. 양자 세계의 내막을 아는 사람은 이 세상 어디에도 없다. 파인만의 모든 과거의 합을 따르건, 객관적 실체를 부정하는 보어의 관점을 따르건 간에 양자역학을 해석하는 모든 관점에는 개인적인 취향이 반영되어 있다.

그래서 대부분의 물리학자들은 그냥 닥치고 계산이나 해보자는 주의를 선호하는 경향이 있다.(225 페이지) 열네 번째 질문은 ‘카오스 이론은 재앙을 예견하고 있는가?’다. 자가디시 슈클라의 [내일 날씨는 맑음]을 참고할 필요가 있다. 전자의 위치를 알 수 없듯 내일의 날씨(초기 조건)는 카오스 이론 때문에 완벽히 예측하기 어렵다. 하지만 슈클라는 해수면 온도나 토양 습도 같은 경계 조건을 이용하면 한 계절 전체의 평균적인 기후는 예측할 수 있다는 카오스 속의 예측 가능성을 증명해 냈다. 슈클라는 수많은 나비(날씨의 변수)가 날갯짓을 하더라도 거대한 기후의 흐름(거시 세계)은 일정한 방향을 유지한다는 것을 보여주었다.

저자는 “나비효과는 앞으로 닥쳐올지도 모를 재난을 경고하고 있다. 정말로 심각한 문제는 자신의 편익을 위해 기후를 변화시키는 우리 인간들이다. 카오스 이론이 항상 문제를 일으킨 것은 아니다.”란 말을 한다.(243 페이지) 우리는 무언가를 이해하거나 상황이 개선되었을 때 서광이 비친다 또는 광명을 되찾았다 등 빛을 이용한 비유를 자주 사용하지만 빛 자체는 놀라울 정도로 불분명한 존재다. 이 내용은 ‘빛의 정체는 무엇인가?‘란 열다섯 번째 질문과 관련된 것이다. 리처드 파인만을 알 필요가 있다. 그는 빛이 입자로 이루어졌다는 것을 강조하고 싶다고 말했다. 아마도 여러 분은 고등학교 물리 시간에 빛이 파동처럼 행동한다고 배웠겠지만 이제 그 말은 잊으라고 말했다. 파인만은 장담하건대 빛은 정말로 입자처럼 행동하고 있다고 말했다.(251 페이지)

사람들은 흔히 빛은 파동이면서 동시에 입자라는 모호한 표현(빛의 이중성)에 갇혀 혼란스러워한다. 파인만은 이런 어설픈 타협 대신 "실험을 해보면 빛은 언제나 알갱이 형태로 관측된다"는 명확한 직관을 심어주기 위해 다소 도발적이고 강렬한 어조로 입자성을 강조했다. 끈 이론을 설명하는 순서에 페르미온과 보손이 등장한다. 페르미온은 물질을 매개하는 입자이고 보손은 힘을 매개하는 입자다. 우주는 똑같은 상태에 단 한 개도 겹쳐 살 수 없는 입자인 페르미온(물질)이 뼈대를 이루고, 아무리 많아도 서로 완벽하게 겹칠 수 있는 입자인 보손(힘)이 그 사이를 자유롭게 오가며 에너지를 주고받는 형태로 정교하게 짜여 있다.

내게 가장 흥미진진하고 아포리아적인 질문으로 다가온 것은 열일곱 번째 질문인 ’우주에는 왜 물질이 존재하는가?‘다. 이 질문은 주로 반물질보다 물질이 미세하게 더 많이 존재하여(물질-반물질 비대칭성) 둘이 쌍소멸하고 남은 물질이 현재의 우주를 구성하게 된 이유를 묻는 것이다. 저자는 물리 상수가 변한다는 추론은 충분한 근거가 있지만 그것이 우리가 가상현실 세계에 살고 있다는 증거라고 주장하기에는 다소 논쟁의 여지가 있다고 말한다.(306 페이지) 열아홉 번째 질문은 ’자연에서 가장 강한 힘은 무엇인가?‘다. 이는 우주를 하나로 묶어 주는 힘의 근원인 초힘(superforce)을 염두에 둔 표현이다.

그리 만족스러운 해답은 아니지만 중력을 비롯한 모든 힘들이 하나의 근원에서 파생되었을 가능성은 충분히 있다. 네 가지 힘이 하나로 섞여 있는 초힘은 우주가 탄생한 직후에 아주 잠시 동안 존재했다. 이런 상황에서 어떤 힘이 더 강한지를 묻는 것은 어느 입자가 더 입자다운가?라고 묻는 것과 비슷하다. 이들은 서로 다르긴 하지만 하나의 특성이 다양하게 반영된 것뿐이다. 따라서 중력과 전자기력 사이의 대결이란 의미가 없다.(325 페이지)

마지막인 스무 번째 질문은 ’실체의 진정한 본질은 무엇인가?‘다. 이는 양자세계를 넘어서 존재하는 정보의 세계에 관한 질문이다. 저자는 물리학의 진정한 사명은 불가능해 보이는 문제의 해답을 구하는 것이라 말한다.(329 페이지) 한 양자계에서 어떤 특정한 물리량을 정확하게 알아내면 다른 특정한 물리량은 전혀 알 수 없게 된다. 하이젠베르크는 양자역학의 방정식에서 불확정성원리를 이끌어냈고 지금까지 물리학자들은 이 원리를 당연하게 받아들였다. 그러나 정보 이론을 고려하면 자연의 불확정성이 존재하는 이유를 좀 더 만족스럽게 설명할 수 있다.

기존 물리학이 불확정성을 우리가 알 수 없는 물리적 한계로 보았다면 정보 이론은 이를 우주라는 시스템이 정보를 코딩하고 처리하는 근본적인 프로토콜(규칙)로 설명한다. 즉 불확정성이 없다면 오히려 정보의 모순(인과율 파괴, 무한한 정보 밀도 등)이 생기기 때문에 자연에 반드시 존재해야만 하는 것이다. 저자는 지금 우리가 실체를 향한 마지막 걸음을 내딛고 있다는 생각은 오산이라고 말한다. 물리학은 아직도 갈 길이 멀기 때문에 가까운 시일 내에 완성을 축하할 일은 없을 것이다. 그러나 그 과정이 진정으로 흥미롭다면 그것만으로도 축하할 이유는 충분하다고 본다고 말한다.