환상적인 이론 물리의 세계!

엘러건트 유니버스
브라이언 그린 지음, 박병철 옮김 / 승산 / 2002년 3월

이론물리학의 세계로 통하는 문은 너무도 좁다. 수학적 지식으로 무장된 과학자들에게만 통행증이 발급되기 때문이다. 그곳은 특권을 지닌 물리학자들만의 공간으로, 수학적 지식이 없는 일반인들은 감히 접근조차 불가능한 신성불가침의 영역으로 알려져 왔다.
일반상대성이론의 발표 당시 전세계에서 그것을 이해한 사람은 12명 남짓이며, 양자역학을 완전히 이해한 사람은 아무도 없음을 확신한다고 '리처드 파인만'은 언급한 바 있다. 파인만의 견해는 이론물리학의 세계가 내로라는 물리학자들에게도 만만치 않은 영역임을 단적으로 시사한다. 하물며 수학적 지식이 거의 없는 일반대중에 있어서랴!

하지만 구세주처럼 나타난 '어니스트 러더퍼드'는 일반대중들에게 희망찬 복음을 전한다. '무언가를 전문용어 없이 일상언어로 설명할 수 없다면, 그것을 제대로 이해하지 못했기 때문이다' 이것은 분명 '물리학에 대한 이해의 정도'를 가늠하는 척도가 이론물리의 수학적 공식을 일상언어로 전환하는 능력에 있음을 시사한다. 러더퍼드의 이 말은 일반대중들에게 암흑처럼 느껴지는 이론물리의 세계에 한 줄기 빛을 던진다.

하지만 그러한 깨달음만으로는 부족하다. 반드시 누군가에 의해 실천되어야만 한다. 바로 이 시점에서 초끈이론을 전공한 '브라이언 그린'이란 젊은 물리학자가 그 과업에 도전하였다. 그는 쉬운 언어로 '우아한 우주'를 설명하여, 물리학의 세계로 통하는 문호를 대중들에게 개방하고자 시도하였다.

브라이언 그린은 뉴튼의 고전물리학으로부터 최첨단 초끈이론에 이르는 환상적인 여정에, 수학의 문외한인 우리들을 초대한다. 그는 상대성이론과 양자역학 그리고 초끈이론의 세계에서 상식적 세계관은 허물어진다고 강조한다. 진리는 우리가 상상조차 할 수 없는 곳에 웅크리고 있다고 폭탄선언하며!

그 사례는 특수상대성이론을 통한 시간여행, 일반상대성이론의 세계에서 볼 수 있는 휘어진 공간, 양자역학의 세계에서 일어나는 불가사의, 초끈이론을 통해 증명된 숨겨진 차원 등 이루 열거하기 조차 힘들 정도다. 하지만 그것들은 우리가 사는 시공간에서 늘상 일어나는 사실 자체이며, 브라이언 그린의 아주 쉬운 언어를 통해 묘사된다.

이론물리의 세계에서 브라이언 그린이 우리를 안내한 종착지는 초끈이론의 세계이다. 그 곳은 그린의 전문영역으로서, 그에 의하면 초끈이론이야말로 통일장이론(우주에 존재하는 기본적 힘인 중력 전자기력 강력 약력을 아무런 모순 없이 하나의 체계아래 통합할 수 있는 근본이론)의 유력한 후보라는 것이다. 사실 통일장이론을 정립하기 위해 위대한 천재 아인슈타인이 매달렸지만, 실패로 끝난 바 있다. 하지만 브라이언 그린과 함께 우리는 일반상대성이론의 세계를 이미 관람한 터여서, 아인슈타인의 무등을 타고 초끈이론의 실체에 접근할 수 있다.

우리의 안내자 브라이언 그린은 이 환상적인 여정의 타이틀을 '엘러건트 유니버스' 즉 '우아한 우주'로 정했다. 그 발상은 양자적 미시세계로부터 거시 우주에 이르기까지, 다양하고 무한한 우주를 단순한 수학공식으로 설명할 수 있다는 그린의 확신을 반영하고 있다. 물론 이론물리세계의 언어인 수학을 이해하지 못하는 이상, 우리는 그 세계의 아름다움을 완벽히 체험할 수는 없다. 하지만 그린의 설명이 곁든 슬쩍 엿보기를 통해 필요한 만큼의 지적 호기심은 얼마든지 충족시킬 수 있다.

이 놀라운 환상체험을 통해, 우리는 이론물리학의 세계로 통하는 좁은 문이 브라이언 그린에 의해 확장되었음을 확인할 수 있다. 이제 우리는 어느 누구의 도움없이도 과거 신성불가침의 영역이었던 곳을 활보할 수 있게 되었다. '물리학의 대중화'에 기여한 브라이언 그린! 그는 '리처드 파인만'과 더불어 물리학의 전도사로 불릴 충분한 업적을 이룩한 것이다.