끈이론의 역사History of String Theory


 

 

 

 

끈이론과 M-이론은 통일장이론의 가장 강력한 후보로 꼽힌다. 원래 끈이론은 우연히 발견되어 잘못된 분야에 적용되었다가 폐기처분된 후 어느 날 갑자기 만물의 이론으로 화려하게 부활했다. 이 이론은 약간의 조절이 전체를 와해시킬 정도로 수학적 구조가 치밀하기 때문에 만물의 이론theory of everything이거나 아니면 아무것도 아닌 이론theory of nothing이거나 둘 중 하나이다.



상대성이론과 같은 정상이론은 기본원리에서 출발해 일련의 방정식을 유도하는 식으로 진화하는 것이 상례이지만, 끈이론은 양자이론이 먼저 발견되어 지금에 이르고 있다. 그래서 물리학자들은 끈이론의 원리를 지금도 파악하는 중이다. 끈이론의 기원은 1968년으로 거슬러 올라간다. 이탈리아의 이론물리학자 가브리엘레 베네치아노Gabriele Veneziano(1942~)와 마히코 스즈키Mahiko Suzuki는 18세기의 천재 수학자 레온하르트 오일러Leonhard Euler(1707~83)가 발견한 오일러 베타함수와 씨름을 벌이던 중 이 함수가 원자세계의 물리학을 신기할 정도로 정확하게 서술하고 있다는 놀라운 사실을 발견했다. 두 개의 파이중간자πmeson(원자핵을 구성하는 핵자(양자, 중성자) 사이에는 핵력이라 불리는 강한 힘이 작용, 핵자를 결합시킨다. 이 핵력은 핵자가 파이중간자를 서로 주고받는 것으로 설명될 수 있다)가 충돌하면서 엄청난 에너지가 양산되는 물리적 과정이 추상적인 수학공식과 너무도 정확하게 일치했던 것이다. 그 후 베네치아노의 모형은 물리학계에 일대 센세이션을 일으키면서 그의 아이디어를 핵력에 적용하는 수백 편의 논문들이 줄줄이 발표되었다.



입자물리학이란 세상이 무엇으로 이루어져 있고, 그것이 어떻게 상호작용하는지를 밝히는 물리학의 한 분야이다. 입자물리학이 추구하는 목표 중 하나는 강력strong force에 관한 산란행렬scattering matrix의 수학적 구조를 예측하는 것이다. 그러나 그 과정이 너무 어렵고 복잡하여 과거의 물리학자들은 “현재의 물리학 수준으로는 이룰 수 없는 목표”라고 생각했다. 그런데 베네치아노와 스즈키가 오래된 수학책을 뒤지다가 “강력의 산란행렬은 오일러 베타함수Euler beta function와 일치한다”는 사실을 발견했다. 그들이 제시한 모형은 전례를 찾아볼 수 없을 정도로 독특한 것이었다. 일반적으로 누군가가 새로운 이론을 제기하면 물리학자들은 그 이론에 포함되어 있는 간단한 변수들인 입자의 질량이나 결합상수 등을 이리저리 바꿔가면서 진위 여부를 검증하곤 했다. 그러나 베네치아노가 제시한 모형은 처음부터 너무 완벽하게 짜여있어서 변수를 조금만 바꿔도 이론전체가 와해될 지경이었다. 그것은 어떤 형태의 변형도 허용되지 않는 희한한 이론이었다.



물리학자들은 베네치아노가 제안한 모형의 변수들을 조금씩 변형시켜 수백 편의 논문을 발표했지만 지금까지 살아남은 이론은 하나도 없다. 즉 이론이 보유하고 있는 대칭성symmetry을 분석한 논문만이 오늘날까지 그 생명력을 유지하고 있다. 결국 물리학자들은 베네치아노의 이론이 어떤 수정도 허용하지 않는다는 것을 인정할 수밖에 없었다. 그러나 베네치아노의 모형은 몇 가지 문제점을 안고 있는데, 첫 번째 문제는 오일러 베타함수가 산란행렬의 정확한 값이 아닌 ‘1차 근사값’에 해당한다는 점이다. 일본계 미국의 이론물리학자로 위시콘신 대학의 교수 분지 사키타Bunji Sakita(1930~2002)와 미국의 물리학자로 주로 이탈리아에서 연구하는 미구엘 비라소로Miguel Ángel Virasoro(1900~66) 그리고 케이지 키카와Keiji Kikawa는 산란행렬이 무한급수의 형태로 표현될 수 있으며 베네치아노의 모형은 이중 가장 중요한 첫 번째 항에 해당한다는 사실을 밝혀냈다.



마침내 일본계 미국 물리학자로 시카고 대학의 교수이며 2008년 노벨상 수상자 요이치로 남부Yoichiro Nambu(1921~)와 일본의 물리학자로 니혼 대학의 교수 데쓰오 고토Tetsuo Goto(1950~)가 베네치아노 모형의 비밀을 풀었다. 그것은 진동하는 끈의 수학적 표현이었다. 두 개의 끈이 충돌했을 때 나타나는 산란행렬은 베네치아노의 모형으로 서술되는데, 이때 개개의 입자들은 점point이 아니라 진동하는 끈string으로 간주할 수 있다. 1971년에 미국의 이론물리학자 존 슈바르츠John Schwarz(1941~)와 앙드레 느뵈André Neveu(1946~) 그리고 프랑스의 물리학자로 미국 플로리다 대학의 교수 피에르 라몽Pierre Ramond(1943~)은 끈모형에 스핀을 도입하여 입자들 간의 상호작용을 끈이론으로 서술할 수 있는 기초를 마련했다.



영국의 물리학자, 화학자로 전자기학electromagnetics에 크게 공헌한 마이클 패러데이Michael Faraday(1791~1867)가 장field의 개념을 도입한 후 150여 년 동안 물리학자들은 물리적 장에 기초하여 모든 것을 이해하고 있었다. 예를 들어 막대자석의 주변에 형성되는 자기장의 선(자기력선)의 경우 선은 거미줄처럼 전 공간에 퍼져있고, 우리는 각 지점마다 자기장의 세기와 방향을 계산할 수 있다. 장이란 공간의 모든 지점에서 각기 다른 값을 갖는 수학적 객체를 통칭하는 용어이다. 따라서 장은 우주내의 모든 지점에서 자기력magnetic force과 전기력electric force 그리고 핵력nuclear force(원자핵은 양전하를 가진 양성자와 전하를 갖지 않은 중성자 각각 몇 개로 이뤄져있는데, 양성자나 중성자를 원자핵 속에 가둬놓고 결합시키고 있는 힘을 핵력이라고 한다) 등의 크기와 방향에 관한 정보를 담고 있다. 이런 이유 때문에 전기와 자기, 핵력 그리고 중력을 가장 근본적인 단계에서 서술할 때 장의 개념이 도입되어 왔던 것이다.



미치오 카쿠Michio Kaku(1947~)는 1974년에 오사카 대학에 있는 케이지 키카와 함께 끈의 장이론을 유추해내는 데 성공했다. 그들은 끈이론에 담겨있는 모든 정보를 약 4cm 길이의 방정식에 함축시킬 수 있었다. 그들은 끈의 장이론을 도입하여 방정식들이 뒤죽박죽으로 엉켜있는 끈이론을 가장 단순하고 포괄적인 형태로 정리했다. 끈의 장이론을 도입하면 베네치아노의 모형과 건드림근사법perturbation approximation의 무한히 많은 항들 그리고 회전하는 끈의 모든 특성을 길이 4cm 남짓한 방정식으로부터 유추해낼 수 있다. 끈이론의 대칭성이 막강한 위력을 갖는다. 끈이 시공간 속에서 진행하면 얇은 고무판 같은 2차원 궤적이 만들어진다. 그런데 이 2차원 면을 어떤 좌표계에서 서술해도 이론은 변하지 않는다.


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자크 루이 다비드의 <소크라테스의 죽음>

 



 

 

 

 



10

 



1785년 살롱전에서 인기를 한 몸에 받은 후부터 다비드에게 작품을 의뢰하는 사람이 부쩍 늘었다. 의뢰를 받은 작품 가운데 1787년에 그린 <소크라테스의 죽음>10이 있다. 이 작품은 부자 샤를-미셸 트루다인이 의뢰한 것이다. 트루다인은 동생 샤를-루이와 함께 파리에 있는 자신들의 화려한 타운하우스에서 정기적으로 전시회를 열곤 했으며 사람들은 이곳을 ‘트루다인 소사이어티 ’라고 불렀다. 다비드도 이 모임에 종종 참석했으며 이곳에서 진보적 사고를 가진 시인 앙드레 마리 드 체니에를 만났다.

 

 

 



86

 



이 그림은 기원전 399년 신성불경죄와 아테네 청년들을 선동한 죄로 기소되어 사형에 처해진 위대한 철학자 소크라테스 최후의 모습을 그린 것이다. 소크라테스는 죽음을 두려워하지 않고 최후의 순간까지도 평소와 다름없이 제자들과 철학적 대화를 했다. 이런 소크라테스는 계몽주의자들에게 가장 모범이 되는 위인으로 받들어졌다. 다비드가 이 작품을 그릴 때 체니에가 소크라테스의 제스처에 관해 많은 조언을 해주었다.

다비드는 <소크라테스의 죽음>을 1787년 살롱전에 출품했는데 페이롱 역시 동일한 주제의 그림86을 출품하여 사람들의 눈에는 두 사람이 경쟁이라도 하는 듯 보였다. 페이롱은 루이 16세의 의뢰로 그린 것이다. 페이롱이 소크라테스를 그리고 있다는 사실을 다비드는 이미 알고 있었지만 그보다 더 잘 그릴 수 있다는 자심감으로 동일한 주제를 선택했다. 다비드의 작품은 페이롱의 것에 비해 더욱 더 강렬한 느낌을 주고 명료하며 극적이었다. 대중과 평론가 모두 입을 모아 다비드의 작품이 페이롱의 것보다 우수하다고 칭찬했다. 이로써 페이롱은 회화에 있어서 더이상 다비드의 상대가 되지 못했고 다비드 홀로 파리 화단의 독보적 존재임이 분명해졌다.

살롱전을 관전한 영국 언론인 존 보이델은 다비드의 <소크라테스의 죽음>이 뛰어난 걸작이라고 칭찬을 아끼지 않았다. 보이델은 열흘 동안이나 이 작품을 감상한 결과 고대 그리스 전성기였던 페리클레스 시대의 소크라테스에게 경의를 표하는 듯한 작품으로 샅샅이 살펴봐도 결함이라고는 발견되지 않는다고 적었다. 프랑스 주재 미국 대사 토마스 제퍼슨 역시 살롱전을 관전한 후 다비드의 소크라테스가 가장 탁월한 작품이라는 소감을 밝혔다. 트루다인은 이 작품에 대단히 만족해하면서 원래 계약한 6천 리브라보다 훨씬 많은 1만 리브라를 선뜻 지불했다. 이 시기에 다비드의 제자 드루아가 과로와 천연두로 1788년 2월 로마에서 세상을 떠났다.


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모든 끈의 모태인 M-이론


 

 

 

 

오늘날 네 번째 공간차원은 끈이론string theory(세상을 이루고 있는 기본단위를 점입자 대신 공간을 점유라는 끈으로 보는 물리학의 이론)과 그 최신버전 이론인 M-이론(혹은 membrane theory막이론)을 통해 새롭게 부각되고 있다. 일반상대성이론general theory of relativity과 양자역학quantum mechanics 사이에 심각한 충돌이 야기되면서 3차원 이상의 공간이 해결사로 등장하는 M-이론이 부상했다. 최근 들어 M-이론이 각광받는 이유는 두 이론 사이의 충돌을 무마시켜서 만물의 이론을 창출해낼 가장 강력한 후보로 대두되고 있기 때문이다.



자연에 존재하는 모든 힘을 하나의 우아한 이론체계로 통일하려면 10차원 혹은 11차원의 초공간이 도입되어야 한다. 지난 50년 동안 물리학자들은 우주의 모든 것을 하나의 통일된 논리로 설명하기 위해 필사의 노력을 기울였지만 성공적인 이론은 하나도 없었다. 그 이유는 우주의 특성을 물리적으로 설명하려면 일반상대성이론과 양자역학이 반드시 고려되어야 하는데, 두 이론은 적용분야가 전혀 다르기 때문이다. 일반상대성이론은 블랙홀이나 빅뱅, 퀘이사, 팽창하는 우주 등 거시적 규모에 적용되는 이론으로 트렘폴린의 막처럼 부드럽게 휘어진 대상을 다루는 구면기하학(구면과 거기에 작용하는 회전군rotational group에 의해 결정되는 고전기하학(클라인의 기하학Klein's geometry)의 하나로 구면 위에서 두 점을 연결하는 대원의 호를 평면에서 두 점을 연결하는 선분에 대응한다고 보고 연구하는 기하학을 말한다)에 기초를 두고 있다.



그러나 양자역학의 적용분야는 이와 정반대이다. 양자역학은 원자・양성자・중성자・쿼크 등 지극히 작은 세계에 적용되는 물리학으로 양자quanta라는 작은 에너지 덩어리에 기초하고 있다. 상대성이론과는 달리 양자역학은 어떤 물리적 사건이 일어날 확률만을 계산할 수 있기 때문에 전자와 같은 입자들의 위치를 정확하게 알 수는 없다. 이 두 개의 이론은 서로 다른 수학과 다른 가정 그리고 다른 원리에 기초하고 있으며, 적용분야도 판이하게 다르므로 이것들을 통합하려는 모든 시도가 실패로 끝난 것은 그다지 놀라운 일이 아니었다.



오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거Erwin Schrodinger(1887~1961)와 독일의 물리학자 베르너 하이젠베르크Werner Karl Heisenberg(1901~76), 오스트리아 태생의 미국 물리학자 볼프강 파울리Wolfgang Pauli(1900~58), 영국의 물리학자 아서 에딩턴Arthur Stanley Eddington(1882~1944)을 비롯한 물리학의 거인들은 아인슈타인의 뒤를 이어 물리법칙을 하나로 통일하는 작업에 전념했으나 아무도 성공하지 못했다. 1928년에 아인슈타인이 통일장이론unified field theory(입자물리학에서 기본입자 사이에 작용하는 힘의 형태와 상호관계를 하나의 통일된 이론으로 설명하고자 하는 장field의 이론으로, 좁은 의미로는 중력과 전자기력을 결합시키기 위한 1920~30년대의 노력을 지칭하며, 1970년대 중반의 게이지 이론에 의해 다시 관심을 끌게 되었다)의 초기버전을 발표한 적이 있는데, 그 논문의 일부가 『뉴욕타임스』에 실리면서 수백 명의 기자들이 그의 집 앞에 몰려들었다. 1946년에 에르빈 슈뢰딩거도 자신이 통일장이론을 완성했다면서 급하게 기자회견을 요청한 적이 있었다. 『뉴욕타임스』의 기자들이 슈뢰딩거의 기자회견 내용을 정리하여 아인슈타인을 비롯한 몇몇 물리학자들에게 보내면서 이론의 진위 여부에 대한 자문을 구했다. 그러나 아인슈타인은 자신이 연구초기에 발견한 내용을 슈뢰딩거가 재발견한 것에 지나지 않는다면서 공개적인 평을 거절했다. 아인슈타인은 자신의 견해를 솔직하게 밝힌 것뿐이었지만 슈뢰딩거는 이 소식을 접하고 자존심이 크게 상했다.


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이범의 루프스

다음은 몸살림연신내동호회(Daum 카페) 원장 이범의 글입니다. 건강에 관한 좀 더 자세한 정보를 원하는 분은 몸살림연신내동호회에 들어가서 알아보시기 바랍니다.


 

 

 

일동제약 국민건강연구소의 Vitamin MD 건강정보 사이트에서는 루푸스를 다음과 같이 정의하고 있다. 이 정의를 인용하는 이유는 인터넷을 서핑해서 찾아본 것 중에서는 그래도 이 정의가 루푸스에 대해 가장 잘 정리하고 있는 것으로 생각되기 때문이다.

 

전신 홍반성 루푸스(일상적으로 간단하게 '루푸스'라고 말함)는 우리 몸의 면역체계가 외부의 침입으로부터 자신을 보호하기보다 자신 스스로의 세포를 잘못 공격하게 될 때 발생합니다. 자가항체라고 불리는 면역단백은 우리 몸의 관절, 피부, 신장, 신경계(뇌, 척수, 신경), 혈액, 심장, 폐, 소화기계, 눈 등 여러 곳의 세포들을 공격하여 염증과 조직 손상을 유발합니다. 자가항체는 또한 체내 화학물질에 달라붙어 추가적인 염증을 유발하고, 여러 장기와 조직에 축적되어 손상을 유발하는 ‘면역복합체’라고 불리는 비정상적인 물질을 형성합니다.

루푸스의 원인에 대해 많은 과학자들이 다양한 연구를 진행 중이며 몇몇 요소들이 질병을 유발하는 것으로 분석되고 있지만, 여전히 정확한 원인은 밝혀지지 않은 상태입니다.……

 

여기에서는 루푸스를 아직 정확한 원인은 알 수 없지만 자가면역질환일 것으로 추정하고 있다. 즉 루푸스는 “우리 몸의 면역체계가 외부의 침입으로부터 자신을 보호하기보다 자신 스스로의 세포를 잘못 공격하게 될 때 발생”하는 것으로 보고 있는 것이다. 그러나 필자는 이를 잘못된 추정이라 생각하고 있다. 그 동안 자가면역질환으로 분류된 많은 질환이 실은 자가면역질환이 아니라는 것을 경험을 통해 많이 겪어 보았기 때문이다. 이에 대해서는 이 글 마지막 부분에서 정리해 보기로 하겠다.

 

설사 루푸스기 자가면역질환이 맞다 하더라도 왜 자가면역, 즉 외부의 침입자에 대해서가 아니라 자기가 자기 자신을 공격하게 되는지에 대해서는 아직 그 정확한 원인을 모르고 있기 때문에 이런 진단은 있으나마나 한 것이다. 현대 서양의학에서는 치료가 잘 안 되는 병을 점점 더 많이 자가면역질환으로 분류하고 있다. 자가면역질환은 계속해서 추가되고 있는 것이다. 그리고 자가면역질환의 정확한 원인이 밝혀지기만 하면 결국 이런 질환을 정복할 수 있게 될 것이라고 얘기한다. 그렇게 됐으면 정말로 좋겠다고 생각한다. 그러나 내 경험을 보면 현대 서양의학에서는 거의 대부분의(‘모든’이라고 표현하고 싶지만 아직 경험의 한계 때문에 이렇게 표현하는 것이다) 자가면역질환이 자가면역질환이 아님에도 불구하고 이 질환으로 분류하고 있기 때문에 그 원인은 결코 발견되지 않을 것으로 생각한다.

 

서양 현대의학에서는 루푸스는 자가면역이 한 기관에 국한되는 ‘기관 국한성’이 아니라 전신에 나타나는 ‘전신성’으로 분류하고 있는데, 루푸스는 자가면역으로 인해 피부, 관절, 신장 등에 염증을 일으키는 특징이 있다고 얘기한다. 그러나 면역체계 부전의 원인은 알 수 없기 때문에 자가면역질환의 치료는 염증 등의 증상을 완화시키는 데 중점을 둔다고 한다. 그러면 이런 부위에 생기는 염증이 자가면역 때문일까? 필자는 그렇지 않다고 생각한다.

 

지난 8월 11일 사단법인) 루푸스를 이기는 사람들 협회(약칭 ‘루이사’라 함)에서 요청이 있어 두 시간 좀 넘게 회원들과 함께 증세를 들어 보고 그 해결을 위한 운동법을 알려드렸다. 이런 연이 닿은 것은 작년에 루이사 웹진에 글을 연재한 적이 있는데, 실무를 보시는 분이 이를 기억해 내고 강의를 부탁해 왔기 때문이다. 강의 요청을 수용한 것은 글로만 읽고 공부만 하면서 알고 있던 루푸스의 실체에 대해 직접 환자들을 보고 확인해 보고 싶어서였다. 죽음으로까지 갈 수 있다고 하는 이 난치병의 실체를 알고 싶어서였다.

 

작년에 글을 연재하기 전에 루이사 실무자 분이 가져다준 월간 잡지 몇 권에서 환우들의 ‘체험담’을 읽어 보았는데, 이는 과연 내가 쓰는 글, 몸살림운동의 방법에 대한 글이 루푸스 환우들에게 얼마나 도움이 될 수 있을까 하는 의문과 함께 궁금증이 일었기 때문이다. 도움이 되지 않는다면 당연히 글을 쓸 필요도 없는 것이다. 일고여덟 분의 체험담을 일고 나서 내린 결론은 확실하게 도움이 된다는 것이었다. 몸살림운동의 방법대로 운동을 한다면 그 어떤 다른 방법보다 루푸스를 이겨 내는 데 큰 도움이 된다는 것이었다. 그 이유는 다음과 같다.

 

루푸스(systemic lupus erythematosus. 줄여서 lupus)를 우리말로 표현하면 ‘전신성 홍반성 낭창’이라고 한다. 전신 중 어떤 부위에 홍반성 낭창이 생기면 이를 루푸스라고 한다. 이렇게 루푸스의 가장 큰 특징이 홍반인데, 홍반 때문에 고통을 당하고 있다거나 당했다고 체험담을 쓴 사람은 없었다. 허리 아프고, 다리 아프고, 발목 아프고, 어깨 아프고, 목 아프고, 머리 아프고, 배 아프고, 온통 아프다는 얘기뿐이었다. 그리고 루푸스를 이겨 내는 과정에서 제일 중요한 것은 이런 통증에서 벗어나는 과정이었다. 또 기운이 없어 제대로 걷지도 못하고, 심지어 집 밖으로 나가기가 두려웠다고 말하는 사람도 있었다. 홍반에 대한 얘기는 도통 없었다.

 

나는 작년에도 그렇고 지금 글을 쓰는 이 순간에도 그렇고, 왜 전신 중의 일부에 홍반이 생겨나는지 그 원인에 대해서는 아는 바가 없다. 그리고 또 왜 생겨났던 홍반이 사라지기도 하는지 그 원인에 대해서도 아는 바가 없다. 그러나 아마 홍반이 생기는 지점이나 그 부근의 근육이 굳어 있기 때문일 것이라 추측은 하고 있다. 굳어 있던 근육이 풀리면 홍반도 저절로 사라질 것이라 추측은 하고 있다. 그러나 이런 것은 별로 중요하지 않다고 생각한다. 루푸스 환우들에게 우선 시급한 것은 몸의 고통에서 벗어나는 것이라고 보기 때문이다.

 

8월 11일 강의하는 과정에서 이런 사실은 확연하게 드러났다. 강의에는 총 아홉 분이 참석하셨다. 여섯 분은 본인이 루푸스 환자였고, 세 분은 루푸스 환자인 자식을 위해 운동법을 배우려고 나오셨다고 했다. 아마 자식 분들이 직장을 나갔거나 무슨 사정이 있었기 때문이었을 것이다. 루푸스는 난치의 병으로 알려져 있기 때문에 집안에 환자가 한 명이라도 있으면, 이는 온 가족의 우환이 된다. 특히 환자가 극심한 고통에 시달리고 있을 때 가족들의 심정은 어떻겠는가. 그래서 지푸라기라도 잡고 싶은 심정으로 어머니들이 오셨을 것이다.

 

처음에는 우선 무엇이 가장 힘들게 하고 고통스럽게 하는가 하는 내 질문에 환우들이 대답하게 하고, 내가 왜 그렇게 되는지 원인을 설명하는 것부터 시작했다. 한 사람씩 한 사람씩 돌아가면서 일대일로 묻고 대답하고 설명하기를 반복했다. 역시 잡지 <루이사>의 체험담에서 읽은 그대로였다. 모두 극심한 몸의 고통에서 벗어나는 것이 제일 큰 문제였다.

 

그때로서는 어깨가 아프다는 사람이 제일 많았다. 아마 한여름에 더위로 어깨가 축 처져 있었기 때문일 것이다. 어깨가 아픈 사람은 누구나 예외 없이 어깨와 팔이 딱딱하게 굳어 있다. 강의에 참여한 분들도 당연히 그랬다. 다리가 아프다고 하는 사람이 그 다음으로 많았다. 이는 엉덩이와 다리가 굳어 있기 때문이다. 허리가 아프다고 하는 사람이 그 다음이었다. 이는 허리를 구성하는 근육이 굳어 있기 때문이다. 머리가 아프다고 하는 사람도 있었다. 이렇게 아픈 것이 이 분들에게는 제일 큰 문제이고 해결의 과제였다.

 

이뿐만이 아니었다. 기운이 없고 맥이 빠져 고생한다는 사람이 환자 여섯 분 중 세 분이나 됐다. 진단을 해 보니 모두 부정맥이었다. 진단이라는 게 별게 아니라, 오른쪽과 왼쪽 팔뚝을 손가락으로 눌러 보는 것이다. 왼쪽 팔뚝이 오른쪽보다 더 많이 굳어 있으면 이는 부정맥 증세가 내재해 있다고 보면 된다. 내재해 있던 증세가 발병하면 심장이 뛰고 숨이 차고 하는 것이다. 두 분은 빈맥, 한 분은 서맥이었다. 빈맥은 상당히 많은 사람들을 통해 경험해 보았지만, 서맥은 이 분이 처음 경험해 보는 것이었다.

 

이 분은 등을 벽에 기대고 앉아 있었는데, 어느 순간에 몸이 스르르 무너져 내리는 것이 내 눈에 보였다. 그 동안의 경험을 보면 이런 경우는 대충 부정맥으로 기운이 떨어진 상태라고 보면 크게 틀리지 않다. 그래서 왼쪽으로 모로 눕는 와불 자세를 취하도록 했다. 그리고는 선풍기의 방향을 틀어 이 분 얼굴에 바람이 가도록 했다. 그랬더니 이 분은 기겁을 했다. 바람은 싫다고. 선풍기의 방향을 다시 틀고 나서 왜 그러느냐고 물었다. 자기는 서맥인데, 바람이 콧속으로 들어오면 가슴이 답답해진다고 했다.

 

순간 약간 망설여졌다. 빈맥이 발병했을 때 와불 자세를 취하면 예외 없이 증세가 가라앉는다는 것은 충분한 경험을 통해 알고 있었지만, 서맥의 경우는 아직 경험이 없었기 때문이다. 그러나 원리상으로는 분명히 될 것으로 생각됐다. 빈맥이든 서맥이든 왼쪽이 더 굳어 있어 심장을 압박해서 생기는 증세이니, 와불 자세를 통해 풀어 주면 분명히 나을 것으로 여겨졌다. 그래서 솔직하게 말씀을 드렸다. 분명히 빈맥은 이렇게 운동을 하면 사라지는데, 서맥은 처음 경험이라 어떻게 될지 잘 모르겠다고. 그러나 이것은 굳어 있는 몸을 풀어 주는 좋은 운동이기 때문에 나쁠 것은 없을 것이라고.

 

이 분은 계속해서 와불 자세를 취했다. 4~5분 정도 됐을까, 이 분이 자세를 풀고 일어나 앉았다. 어떠시냐고 물었더니, 괜찮아졌다, 답답한 것이 없어졌다고 대답했다. 나도 이 분이 실제로 어느 정도는 괜찮아졌다는 것을 느꼈다. 대답할 때의 목소리를 들으면 쉽게 몸의 상태를 알 수 있기 때문이다. 부정맥이 발병했을 때에는 기운이 빠져 목소리가 기어들어 가는데, 증세가 사라지면 기운이 생겨 목소리에 생기가 돈다. 그 정도를 느낄 수 있으면 어느 정도 회복이 됐는지 알 수가 있다. 이 분은 일어나 앉아 내는 목소리로 미루어 보아 완전히 회복된 것은 아니고 반 정도는 회복된 것 같았다.

 

이로써 나는 또 하나 중요한 경험을 했다. 빈맥뿐만 아니라 서맥도 와불운동으로 풀 수 있다는 것을 알게 됐다. 전에 부정맥에 대해 몇 편의 글을 쓸 때 빈맥에 한정해서 적용된다고 선을 그었는데, 이제는 서맥에 대해서도 ‘적용될 수 있다’고 쓸 수 있게 됐다. ‘적용된다’가 아니라 ‘적용될 수 있다’고 쓸 수 있게 됐다는 것은 한 사람에게 적용된다고 해서 모든 사람에게 적용된다고 할 수는 없어 ‘유보’를 해야 하기 때문이다. 그러나 경험적으로는 충분히 입증되지 안았지만, 원리상으로 본다면 분명히 맞다고 생각한다.

 

이렇게 한 분씩 한 분씩 증세를 보고 직접 몸을 만져 보면서 확인하고 나서 그 동안 내가 생각한 것이 틀리지 않았다는 확신을 갖게 됐다. 그것은 루푸스라는 것이 몸이 많이 구부러지면서 나타나는 여러 가지 증세를 홍반이라는 현상을 중심으로 해서 두루두루 뭉뚱그려 표현한 것에 지나지 않는다는 것이다. 즉 홍반과 함께 나타나는 여러 가지 증세를 묶어서 루푸스라는 병명으로 다루고 있다는 것이다. 그렇다면 루푸스의 해결책도 어렵지 않게 도출될 수 있다. 홍반과 함께 동반돼서 나타나는 여러 가지 개별 증세의 원인을 알아내고, 그 원인을 제거해 주면 되는 것이다. 그리고 여러 가지 개별 증세는 결국 몸이 구부러지면서 나타나는 것이므로 몸을 펴는 것이 해결책이 되는 것이다. 루푸스 역시 몸살림운동으로 해결할 수 있는 것이다. 이런 결론이 이 날 나에게는 제일 큰 소득이었다.

 

또 이 분들에게 적절한 운동이 어떤 것인지에 대해서도 파악할 수 있게 됐다. 이 분들은 몸이 많이 구부러지면서 근육이 심하게 굳어 있어 처음부터 강도 높은 운동은 할 수가 없었다. 강도가 높은 운동을 하게 하면 이때 나타나는 통증을 견뎌 낼 수 없기 때문이다. 이 분들은 가장 낮은 단계의 운동부터 시작하게 해야 한다. 그리고 서서히 운동의 강도를 놏여 나가게 해야 한다.

 

우선 하체풀기부터 하도록 했는데, 영 자세가 나오지를 않았다. 허벅지와 종아리, 특히 종아리 쪽을 너무 아파했다. 목베개를 오금에 깊숙이 껴 넣고 할 수 있는 사람은 루푸스가 있는 여섯 분 중에는 한 분밖에 없었다. 하는 수 없이 종아리 중간쯤에 놓고 하도록 허락했는데, 이렇게 하니까 시원하다는 소리가 나왔다. 고개를 최대한 뒤로 젖히라고 했지만, 15도 이상 젖혀지는 사람은 별로 없었다. 허리를 펴라고 했지만, 허리가 제대로 펴지는 사람은 하나도 없었다. 그래도 다행이라고 할 수 있다면 손을 뒤로해서 깍지를 낄 수 있다는 것 정도였다. 이렇게 어정쩡한 하체풀기였지만, 그래도 어쨌든 이 운동을 하고 나서는 다리가 좀 가벼워졌다는 반응이 나왔다.

 

다음으로 허리펴기를 하도록 했는데, 이 운동은 목베개를 가지고 하도록 했다. 큰 베개가 아니라 목베개를 가지고 하게 한 것은 이 분들이 큰 베개를 가지고 하게 되면 큰 무리가 따를 것이라고 생각했기 때문이다. 이 분들은 허리가 너무 많이 뒤로 구부러져 있어 큰 베개를 허리에 대고 누워 있으면 허리가 너무 앞으로 펴지게 되면서 이를 감당할 수 없을 것이라고 생각한 것이다. 다행히 한 분을 빼고는 목베개를 가지고 하는 데 큰 문제는 없었다. 제일 허리가 안 좋은 한 분을 빼고는 내 도움 없이 모두 이 운동을 소화해 냈다.

 

내가 도움을 주었던 그 분도 결국은 10분 동안의 이 운동을 소화해 냈다. 내 도움이라는 게 별게 아니었다. 허리펴기를 할 때 큰 베개든 목베개든 그 베개와 허리가 맞닿는 바로 그 부위(주로 허리세움근의 특정 부위)가 닿으면서 눌리면 근육이 더 굳으면서 통증을 느껴 이 운동을 하는 데 큰 어려움을 느끼게 된다. 이런 분에게는 누운 상태이든 앉아 있는 상태이든 그 부위를 손을 넓게 벌렸다가 움츠리면서 꽉 잡아 주면, 처음에는 크게 통증을 느끼다가 점차 통증을 느끼지 않게 된다. 그리고 마지막에 가면 시원해지거나 상쾌해지다가 그런 느낌까지도 사라지고, 마침내는 아무런 느낌도 없게 된다. 아무런 느낌도 없는 상태까지 가면 더 좋겠지만, 이런 상태에 도달하기 전에 시원하거나 상쾌한 느낌이 드는 상태에서 허리펴기를 하게 해도 오랫동안 아무런 고통 없이 허리펴기를 할 수 있게 된다. 그리고 이 자세를 풀 때에도 아무런 고통 없이 수월하게 자세를 풀 수 있게 된다.

 

그런데 큰 베개든 목베개든 허리에 대고 허리펴기를 하면서 그 닿는 부위에서 어느 정도 통증을 느꼈던 사람은 자세를 풀고 일어날 때 운동을 할 때보다도 더 엄청난 통증을 느끼게 된다. 어떤 사람은 일어나 앉는 것 자체가 어려워 이마에서 진땀을 흘리면서 쩔쩔 매는 경우도 있다. 이런 경우에는 더 시간을 길게 해서 이 운동을 계속해 허리에 별 통증이 없을 때까지 하고 나서 자세를 풀면 별 통증 없이 수월하게 자세를 풀 수 있게 된다. 그런데 처음 이 운동을 하는 사람은 이런 것까지 알고 느끼면서 운동하지는 못한다. 따라서 운동을 지도하는 사람은 운동하는 사람의 몸 상태를 잘 읽으면서 그 사람의 몸 상태에 맞게 적절하게 운동법을 마련해 주어야 한다.

 

목베개를 가지고 하는 허리펴기를 하게 눕도록 하고 시작한 지 얼마 안 돼서 어떤 느낌이 드느냐고 물어보았다. 몇 분한테서 편안하다, 시원하다는 얘기가 나왔다. 당연히 나와야 할 얘기가 나온 것이다. 허리가 펴지면 밑으로 밀려 내려가 굳어 있던 근육이 위로 올라와 원래의 자리로 돌아오게 된다. 그러면 굳어 있던 근육이 풀리면서 그 동안 느껴지던 뻐근하거나 불편하거나 아픈 느낌이 사라지게 된다. 그래서 허리펴기를 하면 편안해지든가 또는 시원해지는 느낌이 들게 되는 것이다.

 

10분간의 허리펴기를 끝내고 나서 이 분들의 반응을 보면 거의 모두가 상당히 만족해하는 것이었다. 대체로 얼굴에서 불그스름하게 화색이 돌았다. 굳어 있던 얼굴의 표정이 풀리는 것이었다. 이는 몸이 편해져 마음까지 풀린 결과이기도 하고, 또 실제로 상체까지 풀리면서 얼굴에 있는 표정근육이 풀린 결과라고 보아야 한다. 몸살림운동의 효과는 몸으로 느껴져야 한다. 그것도 당장 느껴져야 더 좋다. 그래야 사람들은 몸살림운동을 더 신뢰하게 된다. 그리고 정말로 이 운동을 해야 하겠다는 마음까지 먹게 된다.

 

다음으로는 이 분들이 할 수 있는 운동으로 와불운동을 권하고 또 실제로 해 보게 했다. 내가 이 운동을 권한 이유는 이 분들이 온몸펴기 2, 3단계를 할 수 있다면 더 좋겠지만, 이 분들에게 온몸펴기 2, 3단계를 하면 통증 때문에 무리가 될 수도 있고 너무 힘이 들게 될 뿐만 아니라 집에서 혼자 하기에는 흥미를 느낄 수 없을 것이라고 생각했기 때문이다. 루푸스가 있는 분은, 특히 이 날 온 분들은 모두 여자였는데, 이런 분들은 직장에 나가 일하는 경우는 거의 없다. 이런 분들에게는 여유 있는 시간이 많다. 따라서 온몸펴기 2, 3단계 같은 힘들지만 짧은 시간 내에 좀 더 큰 효과를 볼 수 있는 강도 높은 운동보다는 시간은 좀 더 많이 걸리더라도 힘 안 들이고 쉽게 할 수 있는 운동이 필요하다고 보았다. 그런 운동이 와불운동(=누워 온몸펴기)이라고 할 수 있다. 물론 몸이 아주 좋지 않은 사람에게는 이 운동도 너무 힘이 들고 고통스러운 운동이겠지만 말이다.

 

실제로 우로 10분, 좌로 10분 이 운동을 하도록 했는데, 운동을 시작하고 난 지 2~3분도 안 돼 이 운동을 거의 할 수 없는 분이 발견됐다. 서맥 증세가 있는 바로 그 분이었다. 팔을 굽혀서 손바닥을 머리에 대고 괴어야 하는데, 이 동작을 하지 못하는 것이었다. 그냥 모로 누워서 팔꿈치를 굽히고 팔 전체를 바닥에 대고 누워 있는 것이었다. 왜 그러느냐고 물었더니, 아파서 그렇게 하지 못하겠다는 것이었다. 아주머니 몇 분이 말씀을 하셨다. 우리들 중 몸이 제일 약한 사람이라고. 이 분들은 루푸스 환우 모임을 통해 만나 오면서 서로 어디가 좋지 않은지 잘 알고 있었던 것이다.

 

몸이 약하다는 것은 실은 몸이 많이 구부러져 온몸의 근육이 많이 굳어 있다는 것을 의미한다. 근육이 굳어 있으면 몸이 마음대로 움직여 주지를 않는다. 그러면 병치레도 잦아진다. 이런 사람이 보약을 먹는다고 해서, 또는 어떤 좋은 건강보조식품을 먹는다고 해서 몸이 튼튼해지지는 않는다. 보약이나 건강보조식품이 몸을 펴 주어 굳어 있던 온몸의 근육이 풀리게 하지는 못하기 때문이다. 갑자기 기운이 떨어졌다는 것, 몸이 피곤해졌다는 것도 마찬가지다. 이 또한 몸이 많이 구부러져 온몸의 근육이 많이 굳어 있다는 것을 의미한다. 단 몸이 약하다는 것과 차이가 있다면, 몸이 약하다는 것은 ‘장기간’ 몸이 구부러져 있어 온몸의 근육이 굳어 있다는 것을 의미하고 갑자기 기운이 떨어지거나 피곤해졌다는 것은 ‘일시적으로’ 몸이 ‘더’ 구부러져 온몸의 근육이 ‘더’ 굳었다는 것 정도밖에 없다.

 

이 아주머니 외에도 좌와 우 10분간의 와불운동을 쭉 계속하지 못하는 분이 더 있었다. 그 이유는 팔목이든 어깨든 허리든 그 어디든 간에 아파서 참지를 못하기 때문이다. 나이 30이 안 된 대학원생이 이 운동을 2분도 하지 못하는 경우를 보았다. 유도 유단자라는 건장한 체격의 이 친구가 2분도 하지 못한 이유는 이 운동을 하면 어께, 허리, 팔 등이 너무 아파서였다. 이런 분들에게는 잠시 자세를 풀었다가 다시 그 자세로 돌아가 운동하라고 권한다. 그러면 통증이 참을 만한 정도로 떨어져 운동을 계속할 수 있게 된다.

 

운동을 끝내고 이 분들은 돌아들 가셨다. 짧은 시간이었지만 목베개의 효과를 경험해 본 탓인지, 한 분을 빼고는 모두 이 베개를 구매해 가셨다. 한 분은 두 개를 구매해 가셨다. 누구한테 주어야 하겠다고 하면서. 혼자 남아 생각해 보았다. 이 분들이 루푸스의 고통에서 벗어나 움츠렸던 가슴을 펴고 날개를 치면서 살아갈 수 있게 될 수 있을까? 이 날 알려드린 세 가지 운동, 아니 와불 하나만 열심히 해도 서너 달 내로 당장 그 심한 고통에서는 벗어날 수 있을 텐데……. 그런데 오늘은 이 분들이 운동을 하면서 고무되어 자발적으로 목베개를 구매해 가기까지 했지만, 이런 기분이 얼마나 지속될 수 있을까? 십중팔구는 며칠 안 돼서 ‘이런 운동 가지고는 안 돼!’ 생각하면서 포기할 것이다. 그리고 더 깊은 터널로 빠져들어 갈 것이다. 직접 눈으로 보지 않아도 충분히 예견할 수 있다. 짧은 만남이 아쉬웠다. 지속적으로 만나 서로 경과에 대해 대화를 나누면서 운동할 수 있게 된다면 얼마나 좋을까. 한번 그럴 수 있는 기회가 왔으면 좋겠다는 바람으로 생각을 마쳤다.

 

마지막으로 염증에 대해 정리를 해 보도록 하자. 현대 서양의학에서는 루푸스일 때 나타나는 염증을 자가면역 반응으로 보고 있는데, 이는 심각한 오류이다. 염증에 대해서는 <몸, 펴면 살고 굽으면 죽는다>(백산서당, 2009)라는 책에서 자세하게 설명해 놓았다. 염증에 대해 간단하게 설명하면 다음과 같다.

 

염증에는 감염성과 비감염성이 있는데, 외부에서 침입한 물질(세균이나 바이러스 등 생물까지 포함됨)에 의해 생겨나는 것이 감염성이고, 외부에서 침입한 물질과는 아무런 상관 없이 몸 자체의 원인에 의해 생겨나는 것이 비감염성이다. 그런데 현대 서양의학에서는 감염성 염증에 대해서는 그 원인을 잘 알고 있는데, 비감염성 염증에 대해서는 완전히 ‘무지’ 상태에 머물고 있다. 그래서 루푸스일 때 나타나는 관절염을 자가면역으로 보고 있는 것이다. 이때의 염증은 자가면역이 아니라 근육, 특히 관절염은 근육 중에서도 섬유근육이 아니라 힘줄이 굳어 있는 것으로 보면 된다. 루푸스일 때뿐만 아니라 모든 관절염은 힘줄이 굳어서 나타나는 것이라고 보면 된다. 이 간단한 사실을 모르고 있기 때문에 현대의학은 오리무중 속에서 헤매고 있는 것이다.

 

비감염성 염증이 근육이 굳어 있을 때 나타나는 것으로 보면, 그 해결책은 간단하게 나온다. 굳어 있던 근육이 풀려서 부드러워지면 염증 상태는 자연스럽게 사라지게 된다. 그리고 통증도 자연스럽게 사라지게 된다. 그런데 굳어 있던 근육이 풀리려면 구부러져 있던 몸이 펴져야 한다. <몸, 펴면 살고 굽으면 죽는다>라는 책을 내게 된 것은 바로 이런 원리를 알리기 위함이었다. 이번에 루푸스 환우들과의 만남에서 다시 한 번 몸을 펴면 죽어 가던 몸도 다시 살아날 수 있다는 것을 확인했다. 루푸스 역시 다른 질환과 마찬가지로 자가면역질환이 아니라 몸이 구부러져 생기는 일반 질환인 것이다.


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우주의 파동함수Wave Function


 

 

 

 

스티븐 호킹Stephen William Hawking(1942~)은 양자역학을 우주전체에 적용하는 문제를 우주의 파동함수wave function(양자역학에서 입자의 파동성을 수학적으로 기술하는 함수로 주어진 시간과 공간에서 어느 입자의 파동함수의 값은 그 시간에 입자가 그곳에 존재할 hkr률과 관계가 있다)라는 새로운 관점에서 해결하려고 노력했다. 이 우주가 거대한 파동함수의 일부라면 관측자(우주의 바깥에 존재하는)를 고려할 필요조차 없어진다. 양자역학에 따르면 모든 입자는 파동적 특성을 갖고 있다. 그리고 이 파동은 특정 장소에서 입자가 발견될 확률을 말해준다. 그런데 우리의 우주는 아득한 과거에 원자보다 작은 존재였으므로 우주 자체도 파동함수를 갖고 있었을 것이다. 전자는 동시에 여러 상태에서 존재할 수 있으며 과거의 우주는 전자보다 작았으므로 초창기의 우주는 전자처럼 여러 상태에서 동시에 존재했을 것이다. 초창기의 우주를 서술하는 파동함수를 초파동함수super wave function라 한다.



이런 다중세계이론many-worlds theory에서 우주전체를 한눈에 바라보는 관측자를 도입할 필요가 없다. 그러나 호킹이 말하는 파동함수는 슈뢰딩거의 파동함수와는 사뭇 다른 특성을 갖고 있다. 슈뢰딩거의 파동함수는 모든 시간, 모든 지점마다 존재하는 함수인 반면 호킹의 파동함수는 각 우주마다 하나씩 할당되는 파동함수이다. 즉 호킹의 파동함수는 전자의 모든 가능한 상태를 나타내는 분자궤도함수(Ψ)가 아니라 우주의 모든 가능한 상태를 나타내는 분자궤도함수(Ψ)이다. 기존의 양자역학에서 전자는 일상적인 공간에 존재하지만 우주의 파동함수는 모든 가능한 우주들로 이루어진 초공간 속에 존재한다.



이 마스터 파동함수master wave function(모든 파동함수의 어머니)는 하나의 전자가 만족하는 슈뢰딩거 방정식을 따르지 않고, 모든 가능한 우주들에 적용되는 휠러-드위트 방정식Wheeler-DeWitt equation을 따른다. 호킹은 1990년대 초에 한 편의 논문을 통해 자신이 우주적 파동함수의 부분적인 이해를 구했으며, 가장 가능성이 높은 우주는 우주상수가 0인 우주라고 주장했다. 그런데 이 결과는 모든 가능한 우주의 경로합을 계산하는 방법에 따라 달라질 수 있었으므로 큰 호응을 얻지 못했다. 호킹은 모든 가능한 우주들을 연결하는 웜홀까지도 경로합에 포함시켰던 것이다. 호킹의 논문은 많은 의문점을 남겼다. 특히 “우리의 길을 안내할 ‘만물의 이론’이 발견되지 않는 한 다중우주의 경로합은 수학적으로 신뢰할 수 없다”는 것이 학계의 중론이었다. 만물의 이론이 등장할 때까지 비평가들은 타임머신이나 웜홀, 빅뱅 그리고 우주적 파동함수 등과 관련된 모든 계산을 부정적 시각으로 바라볼 것이다.



그러나 다수의 물리학자들은 만물의 이론이 이미 발견되었다고 믿고 있다. 아직 완전한 형태를 갖추지는 못했으나 초끈이론과 M-이론이 그 강력한 후보이다. 과연 이 이론은 아인슈타인이 하늘 같이 믿었던 신의 마음을 읽을 수 있을까?


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