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

얼마 전 나사 화성탐사 로봇이 화성 착륙에 성공했다는 뉴스를 보았어요.

SF영화에서나 봤던 화성 탐사선을 타고 화성을 가게 될 미래가 멀지 않은 것 같아서 신기하고 놀라웠어요.

과학과는 거리가 먼 삶을 살아왔다고 생각했는데, 이제보니 우리 삶 속에는 늘 과학이 있었네요.

<내가 누구인지 뉴턴에게 물었다>는 물리학과 교수님의 과학 강의를 담아낸 책이자 인생명강 시리즈 두 번째 책이에요.

저자는 밤하늘의 별을 보면서 다음과 같은 질문을 던지고 있어요.

이 광대한 우주에서 '나'라는 존재는 어떤 의미일까요.

'나'를 이해하려는 여정은 우주로 이어지고 있어요. 우주가 태어나지 않았다면 지금 이곳에 인간은 존재하지 않았을 테니까요.

인간이 우주를 이해하려 할 때, 우주를 밖에서 볼 수 없으니 우리도 일부인 우주의 안에서 우주를 이해해야 한다고 해요. 근래 인간의 역사를 우주 역사의 한 부분으로 보아 전체를 통일된 관점에서 넓은 시야로 바라보는 학문적 움직임이 생겨났는데, 이를 빅 히스토리라고 해요. 빅 히스토리는 우주의 탄생을 인간 이해의 출발점으로 삼고 있어요. 

저자는 물리학이 나를 찾아가는 여정이라고 설명하고 있어요. 그렇다면 왜 뉴턴일까요. 

뉴턴 이전의 과학자들은 항상 근본적인 원인을 이야기했어요. 그러나 뉴턴은 달랐어요. 뉴턴은 근본적인 원인에 대해서는 묻지도 말하지도 않겠다고 선언했어요. 다만 원인에 대한 질문을 '어떻게'라는 질문으로 바꾸겠다고 이야기했어요. 우리는 뉴턴이 사과가 떨어지는 걸 보면서 중력법칙을 발견했다고 알고 있어요. 이는 잘못된 일화라고 하네요. 어떤 힘이 사과를 끌어당겨서 사과가 떨어진다는 생각은 뉴턴 이전에도 누구나 할 수 있었어요. 뉴턴의 발상이 놀라운 건 지구 중력이 사과를 끌어 당겨서 사과가 떨어지듯이 지구 중력이 저 먼 달도 끌어당기고 있는 건 아닐까라는 질문을 했다는 데 있다고 해요. 사과와 지구, 그리고 지구와 달... 우리 모두는 우주와 연결되어 있다고 볼 수 있어요.

세이건은 <코스모스>에서 '우리는 별의 먼지'라고 했어요. 저자는 우리가 별의 먼지이며, 별의 먼지라는 것을 스스로의 힘으로 알아낸 아주 독특한 먼지라고 이야기하고 있어요. 이성으로 자신이 우주의 티끌 같은 존재라는 것을 알아낸 우리 인간이 자신이 과연 어떤 티끌인지 알아내고자 애쓰는 활동의 이름이 과학이라는 거죠. 

이 책에서는 물리학이라는 과학적인 관점으로 나, 우리, 세상을 설명해주고 있어요. 물리학에서 입자 사이의 상호작용은 우리 일상의 용어로는 관계에 해당돼요. 수많은 '나'가 관계를 맺고 서로 소통하며 연결되어 '우리'가 되는데, 통계물리학에서는 우리를 이해하기 위해서는 관계에 대한 이해가 먼저라고 보고 있어요. 통계물리학은 곧 관계 과학이며, 주로 거시적인 대상에 주목하고 있어요. 열역학은 거시적인 양 사이의 관계를 주로 다룬다면 통계역학은 미시에서 출발해서 거시를 설명하고 있어요. 열역학의 미시적인 근거를 제공하는 것이 바로 통계역학이에요. 미시와 거시를 잇는 다리의 역할을 하는 것이 볼츠만의 엔트로피인데, 엔트로피 증가의 법칙이란 일어날 확률이 아주 큰 사건은 반드시 일어날 수밖에 없다는 의미라고 해요. 우리는 서로 연결되고 소통하며 끊임없이 엔트로피를 줄이는 과정을 통해 삶을 이어가고 있어요. 서로 관계를 맺고 있는 둘 사이의 연결은 물리학에서는 상호작용에 해당되는데, 물리학을 통해 관계의 소중함을 배울 수 있어요. 

이 책은 물리학 이야기뿐만이 아니라 물리학의 눈으로 '내 인생을 위한 질문'을 던지고 있어요. 우리는 얼마나 소중한 존재인지, 그리고 이런 우리는 서로에게 어떤 의미인지... 다가온 미래에 우리는 어디로 가야 할까요. 우리는 현재의 선택이 미래를 결정한다는 사실을 잊어서는 안 될 것 같아요.