끈 이론은 초끈 이론superstring theory과 M이론을 아울러 일컫는 말이다
플라톤 이래 철학자들이 실재의 본성을 논해왔습니다. 고전과학은 외부세계가 존재하고 그 세계의 속성은 관찰자에 대해서 독립적으로 확정되어 있다는 믿음입니다. 대상에 대해 모든 관찰자가 똑같은 속성을 측정하게 된다는 것으로 철학에서 이런 믿음을 실재론realism이라 합니다.
그렇지만 현대 물리학에서는 실재론이 용납되지 않습니다. 양자물리학의 원리에 따르면 입자의 위치나 속도는 관찰자에 의해서 측정될 때까지 확정되지 않기 때문입니다. 어떤 경우에는 개별 대상이 독립적으로 존재하는 것이 아니라 다수의 앙상블의 부분으로서만 존재합니다. 홀로그래피 원리holographic principle를 지지하는 사람에 따르면 우리와 우리의 4차원 세계는 더 큰 5차원 시공space-time의 경계에 드리운 그림자인 것입니다. 홀로그래피 원리란 양자 중력과 끈 이론string theory에서 공간의 부피에 대한 정보가 구역의 중력 지평선과 같은 빛 꼴 경계에 직접되어 있는 것으로 기술될 수 있다는 원리입니다. 네덜란드 물리학자 헤라르뒤스 엇호프트Gerardus 'tHooft(1946-)에 의해 처음 제창되고, 끈 이론을 통한 정밀한 해석은 스탠포드 대학의 이론물리학 교수 레너드 서스킨드Leonard Susskind(1940-)에 의해 주어졌습니다. 끈 이론이란 만물의 기본 단위를 점 입자 대신 공간을 점유하는 끈으로 보는 이론입니다. 끈 이론은 초끈 이론superstring theory과 M이론을 아울러 일컫는 말입니다. 초끈 이론은 1970-80년대 이후 미국 칼텍Caltech(캘리포니아 공과대학California Institute of Technology)의 이론물리학자 존 슈바르츠John Henry Schwarz(1941-)와 영국 퀸 메리 대학의 마이클 그린Michael Green(원명은 Edward Michael Bankes Green, 1930-) 등이 발전시킨 이론으로 우리가 사는 시공간은 11차원이 있어야 하며, 만물이 끈으로 이뤄졌다는 주장입니다. 호킹은 홀로그래피 원리에 의하면 우주 안의 우리의 지위가 곡면 어항 속의 금붕어의 지위와 비슷합니다.완강한 실재론자들은 과학이론이 실재를 반영한다는 것은 그 이론의 성공에 의해 증명된다고 주장하지만, 호킹은 다양한 이론들은 본질적으로 다른 개념의 틀들을 통해 동일한 현상을 성공적으로 기술할 수 있다고 반박합니다.
실재론을 받아들이지 않는 반실재론자들은 경험적 지식과 이론적 지식을 구분합니다. 그들은 관찰과 실험은 의미가 있으나 이론은 유용한 도구에 불과하며, 관찰된 현상의 바탕에 있는 심오한 진리의 표현이 될 수 없다고 주장합니다. 일부 반실재론자들은 과학을 관찰 가능한 것들에 국한시키기를 원해 19세기에 우리가 원자를 영원히 못 볼 것이란 이유로 원자의 개념을 배척했습니다. 영국 고전경험론을 대표하는 철학자이며 성직자 조지 버클리George Berkeley(1685-1753)는 정신과 관념들 외에는 아무것도 존재하지 않는다는 말까지 했습니다. 버클리 철학의 근본명제는 ‘존재한다는 것은 지각된다 Esse est percipi’는 것으로 요약됩니다. 그는 능동적인 힘, 작용으로서의 정신실체 등과 그것에 지각되어 비로소 존재하는 관념idea만을 인정했습니다. 반면 스코틀랜드 출신의 철학자, 경제학자, 역사가 데이비드 흄David Hume(1711-76)은 우리가 비록 객관적 실재를 믿을 합리적인 근거를 갖고 있지 않더라도 그 믿음이 참인 것처럼 행동할 수밖에 없다고 했습니다. 『인간 본성에 관한 논고 A Treatise of Human Nature』 서문에서 흄은 “인간 과학은 유일하게 다른 모든 과학을 뒷받침하는 과학”으로 “체험과 관찰”이라는 경험적 방법에 의해 연구되는 과학이라고 주장했습니다. 흄의 이러한 견해가 정확하게 어떤 것을 뜻하는지에 대해서 학자 간의 의견이 엇갈려 왔습니다. 흄은 인간의 오성을 이성과 감성으로 나누고, 감성이 대상에 대한 직관적이며 강렬한 인식이라면, 이성은 감성에 의해 받아들여진 대상을 반추하여 대상을 이해하는 것이라고 규정했습니다.
모형 의존적 실재론model-dependent realism은 실재론과 반실재론이 벌여온 모든 논쟁과 토론을 우회합니다. 모형 의존적 실재론에 따르면 모형이 실재에 부합하느냐는 질문은 무의미하고, 오직 모형이 관찰에 부합하느냐는 질문만이 의미가 있습니다. 금붕어가 어항 속에서 보는 풍경과 우리가 보는 풍경을 예로 들면 둘 모두 관찰에 부합하는 모형으로서 한 모형이 다른 모형보다 더 실재에 가깝다고 말할 수 없다는 것입니다. 호킹은 해당 상황에서 더 편리하다면 어떤 모형을 써도 무방하다는 입장입니다. 그는 모형 의존적 실재론이 과학적 모형뿐만 아니라 우리 모두가 일상세계를 해석하고 이해하기 위해 창조하는 의식적, 무의식적 정신적 모형들에도 적용된다고 말합니다. 우리의 감각과 생각, 그리고 추론을 통해 창조된 우리의 세계 지각에서 관찰자를 떼어낼 방법이 없다고 말합니다. 그는 우리의 지각이 직접적이지 않고 오히려 일종의 렌즈를 통한 뇌의 해석 구조에 의해서 형성된다고 말합니다.