독특한 해석과 사색적인 질문들

쿼크로 이루어진 세상
한스 그라스만 지음, 염영록 옮김 / 생각의나무 / 2002년 10월

일반인을 위한 교양 수준의 물리학책은 많다. 어지간하지 않으면 진부하기 마련이다. 그런 면에서 이책은 참신하다. 판에 박힌 형식이나 내용은 아니지만 그렇다고 그 수준까지 만족스러운 것은 아니다. 우선 참신하다는 평가는, 물리학 전반에 대해 저자 나름의 독특한 해석을 보이면서 동시에 근본적이고 사색적인 질문을 독자들에게 남겨준다는 점에서 꼽았다.

몇 가지 예를 들어보자. 이 책에서 가장 많은 쪽수를 차지하고 있는 장이 ‘역학’, ‘양자론’, ‘열역학’인데, 우선 ‘역학’에서는 에너지 보존 법칙과 충격량 보존 법칙을 최정점에 두고 설명한다. 역학의 요점은 운동에너지와 여러 종류의 충격량이 속도에 의존하고 있다는 것. 그래서 에너지와 충격량이 시간과 공간에 대해 동등한 속성으로 환원된다 (1918 에미 뇌터). 즉, 특별한 공간이나 시간이란 없다는 것 – 이런 해석이 독특하다.

계속해서 ‘양자론’편을 보면, 세상 만사를 조화함수의 모임으로 기술할 수 있고, 조화함수는 사실 수나 다름없으니, 이 세계 전체는 결국 단순한 수로 환원된다 – 약간의 환원주의 냄새가 나지만, 원칙적으로만 그렇다고 슬쩍 비껴간다. 또, 파동방정식의 형식 δ²l/δx² 을 보면, ‘시간’의 경과에 따른 가속도로 표시되는 뉴튼 방정식 F=ma=m·δ²l/δt² 이 그저 ‘공간’에 대해 표시된 것일 뿐이다. 입자가 파동이라면, 이 파동은 입자와 마찬가지로 요소적이다. 이 요소파동이 양자론의 모든 것을 설명한다 (무한 파동의 에너지는 진동수의 제곱에 비례하지만, 유한 파동은 진동수에 비례; E=hν, p=h/λ).

게다가 일정 진동수의 요소 파동은 항상 동일한 에너지를 갖기에 원자가 안정을 유지한다 – 파동 에너지와 공간용적 에너지로 전자 여기 과정을 설명하고 있는 것이다. 불확정성은 순수한 파동 수학일 뿐이다. 진동수를 정확히 재려면, 그 횟수를 충분히 셀 수 있을 만큼의 오랜 시간이 필요한 게 당연한 것 아니냐면서 하이젠베르크가 무슨 대단한 발견을 한게 아니라고 시비를 건다 – 과감한 도전이다. 소립자로서 전자가 힘을 느끼는 것이 아니며, 하나의 입자는 시간과 공간의 속성만으로도 완전히 기술된다 – 솔직히 여기에 심오한 뭔가가 있는 듯 한데, 이해는 잘 안된다.

마지막 ‘열역학’편. 사실 열역학을 일반인에게 소개한다는 것 자체가 참신하다. 열역학은 물리학의 여왕이네, 통계와 우연의 법칙일 뿐이네, 제2법칙은 결국 ‘수’를 다루는 것일 뿐이네, 등등은 그리 참신할 것 없겠다. 뒷부분에서 맥스웰의 악령(우주 엔트로피가 낮아지는 역설)과 관련한 정보이론을 언급하고 계속해서, 혼돈이론, 인공지능까지 이야기를 풀어나가는 것은 인상적이었다.

독자에게 던지는 질문도 있다. ‘장’이란 비록 수학적인 상상이지만 어쨌든 실재하는 것이 아닌가? V=l/t 에서 무한 속도의 문제는 상대성 이론이 해결했지만, 중력 이론의 1/r² 에서 나오는 무한 힘의 문제는 어떻게 해결할까? 독자 스스로 고민해 보시라~~

결론은, 참신하지만 독자를 이해 시키거나 설득할 만큼 충분히 들어가지는 못한 느낌이다. 겨냥한 독자층이 독일 청소년이어서 그랬는지 모르겠지만, 처음 물리학을 접하는 청소년들에게 저자 나름의 독특한 해석과 사색이 오히려 방향을 잃게 하는 것은 아닌지 모르겠다. 아니면, 내가 너무 신세대 수준을 낮게 보거나 스스로 아집에 사로잡힌 구세대 흉내를 내는 것인가? 하긴 교과서가 아닌 다음에야 아무려면 어떨까 싶기도 하다. 괜히 이 부분에서 스스로 찔려 슬그머니 별점 하나를 더 한다.

우리 옛 것을 우리 글로 우리에게 읽히고자 + α

현산어보를 찾아서 1 - 200년 전의 박물학자 정약전
이태원 지음, 박선민 그림 / 청어람미디어 / 2002년 12월

그 동안 애매한 번역투의 책들에 짜증만 쌓여가던 차라, 반가운 마음에 이 책을 골랐다. 사실 이런 생물 분류학에는 별 관심이 없지만, 우리 옛 것을 우리 글로 우리에게 읽히고자 애쓴 책이기에 기꺼이 장바구니에 담았었다. 이 배경만으로도 별점은 하나 더 먹고 들어간다. 단, 시리즈물은 1권만 먼저 사본다는 나름의 원칙은 일단 지켰다.

우선, 읽기 시작한 소감부터 – 예전 국사책에서 잠간 본 이후론 까마득히 잊고 있었던 정약전의 <자산어보>를 다시금 널리 알려준 것이 반갑고 뿌듯하면서도 어쩐지 민망했다. 여태들 뭐했는지... 다음, 읽는 도중의 감탄 – 폐쇄적인 학계 내부에서만 그것도 어설픈 번역본으로 연구되고 있는 실정을 안타까워하면서 동시에 개인적인 호기심마저도 주체 못했던 현직 생물 선생님이 7년이 넘게 발 품을 팔아 이 책을 써내고 있다.

연로한 학자들의 코를 납작하게 누를 젊은 기세다. 무기는 ‘현학衒學적이지 않음’. 그러니까 마치 여행을 하듯, 정약용과 정약전의 자취를 따라가며 우리네 옛 어부들의 생활을 따라가며 온갖 바다 생물의 이름과 특성을 살펴보는 여정이 딱딱한 분류학에 비할 바가 아니다. 조금 더 보태자면, 책의 편집도 참신하다.

그래서 마지막으로, 다 읽고 난 뒤의 총평 – 아무리 저자도 소재도 우리 것이라는 것에 별점을 더 주고 싶더라도 내용이 뒷받침 안되면 도로 깎을 수밖에 없는 법이다. 내용까지 고려했을 때 이 책의 별점은 하나 더 또 추가다. 그래서 나머지 권도 당장 구입해야겠다...^^

ps) 책을 한참 읽고 있는 중이었는데, TV에서 흑산도 특집프로를 방영했다 (박도순씨도 인터뷰하더군), 이 책의 영향 아닐까 싶은데... 바람직한 현상이라고 본다.

복잡적응계의 방법론으로서 유전 알고리즘

숨겨진 질서 - 복잡계는 어떻게 진화하는가
존 홀런드 지음, 김희봉 옮김 / 사이언스북스 / 2001년 10월

세상은 복잡하다? 누구나 다 아는 뻔한 얘기이다. ‘세상사가 원래 그렇지 뭐’ 하고 지나쳐 버리면 그만인데, 그 안에 숨겨진 ‘일반 원리’를 찾아봐야 겠다고 작심하면 얘기가 만만치 않아진다. 그래서 이제까지의 환원주의 방식은 더 이상 먹혀 들지 않으니 새로운 접근방식이 필요하다는 주장을 뉴에이지 과학이나 복잡성 과학 분야가 목청껏 외쳐왔다. 한발 더 나아가서, 복잡 적응계의 통일이론이 물리/화학/생물/공학 뿐만 아니라 자연 현상과 사회 현상 등 모든 세상일에 대한 통찰과 해결책을 제시할 것이라는 순진한(?), 과감한 주장도 있어왔다. 이쯤 되면 신흥종교 교주쯤 되겠다.

저자의 입장과 이 책의 내용은 이런 주장과 궤를 달리한다. 신중하고 현실적이다. 그의 '유전 알고리즘'도 모형1의 단계밖에 검증하지 못했으며 아직 할 일은 많다고 인정한다. 그러나 이 노력은 실패할 리 없으며 최악의 경우에 조차 새로운 시각과 전망을 줄 것이며, 최선의 경우에는 드디어 일반 원리를 찾을 것이라고 조심스레 전망한다.

이 책은 그 수단으로서의 '유전 알고리즘'을 설명한다. 익히 아는 바대로, 이는 자연의 진화 과정을 수학화한 계산 모델로서 저자가 그 창시자이기도 하다. 그 내용을 단계별로 살펴보면, [제1장] 복잡 적응계의 7가지 기본요소(집단화, 꼬리표, 비선형성, 흐름, 다양성, 내부모형, 구성단위)부터 시작해서, [제2장] 복잡 적응계를 이루는 적응성 행위자agent가 스스로 진화하는 알고리즘을 살펴본다 (수행체계, 신뢰도평가, 규칙발견). 바로 이 적응성 행위자에 도시의 기업이나 개인, 배아의 세포 등을 대응시킴으로써 도시 운용과 배아 발생을 해석할 수 있다는 식이다.

물론 좀 더 나아가야 한다. [제3장] 각 개체들이 집단을 이루는 방식(다중 행위자, 복합집합체)과 그 행동 패턴을 추적한다 (에코 모형). [제4-5장] 에코 모형에서 복잡한 조직이 창발하는 것은 마치 생물학의 교차와 돌연변이 그리고 교환/교배 접촉과 같은 원리인데, 이를 실제로 컴퓨터에서 구현하는 방식을 설명한다. 더불어 숫자와 규칙으로 이루어지는 컴퓨터 모의실험의 본질과 역할에 대한 냉정한 시각도 보여준다.

복잡한 세상을 실험해볼 수는 없다. 이 상황에서 이론과 통제된 실험 사이의 전통적인 직접 연결은 불가능하다. 그러니 컴퓨터 모의실험이 이론과 실험의 <중간점>이 될 것이며 또 그럴 수 밖에 없다는 것이다. 단, 이 모의실험이 실제 복잡 적응계의 ‘올바른’ 측면을 반영해야 하고, 원하는 결과를 조작(?)해내는 것이 아닌 제대로 된 취향과 경험에 의한 선택이 이루어진다면!!!

깔끔한 설명과 적절한 비유 그리고 적재적소의 도해 등이 이해를 돕지만, 솔직히 이런 수학적 알고리즘을 이해하기란 전공자가 아닌 다음에야 쉽지 않겠다. 낯선 용어들이 수없이 튀어나오는 것도 부담스럽다. 원래 교주님의 뜬구름 잡는 듯한 말씀은 귀에 쏙쏙 들어오지만 그 꿈 같은 이야기의 현재 실정과 그 방법론을 구구 절절 설명하는 실무진의 말은 귀에 뻑뻑하다. 그래도 교주님 말씀에서 미덥지 않은 부분이 있으면 그 내막에도 귀를 기울이는 수고를 해야 하지 않을까?

많은 부분을 공감할 수 있었습니다

나는 이런 책을 읽어 왔다 - 다치바나 식 독서론, 독서술, 서재론
다치바나 다카시 지음, 이언숙 옮김 / 청어람미디어 / 2001년 9월

일부 굳이 읽을 필요조차 없는 부분도 있지만 (저자가 제안하는 독서술은 그런 부분을 기꺼이 건너 뛰는 것이다), 개인적으로는 많은 부분을 공감할 수 있었다; 최신의 첨단 정보는 이미 나와 있는 책 속에 있지 않다. 최신 연구 논문과 연구자의 머리 속에 있다. 과거 지知의 총체마저도 고전이 아니라 최신 보고서 속에서만 존재한다. 고전이란 시대를 초월하여 독자층을 계속 유지하는 것만이 진짜다. 이 부분이 특히 와 닿았던 이유는, 지금 내가 내 분야에서 조차 최신 정보를 따라가지 못하고 있다는 생각이 들었기 때문일 것이다.

그 밖에도 계속해서, 공부한 것과 책을 집필하는 것을 입력과 출력의 비율로 비교한 것이나, 지적 욕구를 실용적인 지적 욕구와 순수한 지적 욕구로 구분하는 것이나, 목적으로서의 독서와 수단으로서의 독서에 대한 구분, 제너럴리스트다운 스페셜리스트, 회화적 책 읽기와 음악적 책 읽기의 비교도 쉽게 저자와 공감할 수 있었다.

책 읽기에 대한 사견私見을 덧붙이자면, 나는 다치바나처럼 책을 읽진 않는다. 혹 놓치는 것이 있을까 한줄 한줄 꼼꼼히 읽는다. 저자가 말하는 ‘취미로서의 독서’이고 ‘음악적 책 읽기’라고 할 수 있겠다. 그렇게 읽다가 중간 중간 밑줄도 치고, 종이 구석을 접기도 한다. 다 읽고 나면 밑줄과 접힌 부분만 다시 훑으면서 정리를 해보고 서평도 써본다. 아, 서평에 대한 저자의 주장 중에도 공감되는 부분이 있다. 책에 대한 진정한 평가는 개인적일 수 밖에 없는 것이므로 당연히 읽는 사람 스스로에게 맡기는 것이 가장 나은 방법이다. 그러니 쓸데없는 신변잡기와 수사修辭는 자제하고 정보만을 압축하라는 것! 맞다. 그래서 내가 쓰는 서평은 나 스스로를 위한 서평이라고 할 수 있다. 내가 압축한 정보가 그 누군가에게 조금이라도 도움이 되면 다행이고...^^

마지막으로 공감한 것 하나 더, 앞으로 우리는 정보의 바다에서 정보 신진대사체로 살아야 한다. 그러기 위해서는 정보 이용 효율성을 높여야 한다. 근데, 어떻게? 답은 속독! (좀더 자세한 것은 직접 책에서 찾으시길...^^)

우리의 미래가 달린 방향타를 제대로 가누기 위해

기후의 반란
실베스트르 위에 지음, 이창희 옮김 / 궁리 / 2002년 10월

CO₂, CFC 등에 의한 온실효과와 오존 파괴 때문에 지구 온난화가 심각해져서 온갖 기후 재앙이 닥칠 것이다 - 가만히 들여 다 보면 이렇게 호들갑을 떠는 곳은 과학계가 아니라 언론계이다. 언론의 사명(?), ‘선정주의sensationalism’인 것이다. 저자 스스로가 기자이지만 이러한 언론을 비판하면서 객관적이고 정직한 진실을 전하겠노라고 운을 뗀다. 그래서 믿음이 간다.

이제부터, 기후의 속성과 기후에 영향을 주는 인자들을 하나씩 훑어나간다. 한번 태풍이 불었다고 극심한 가뭄이 닥쳤다고 당장 기후가 홀라당 모습을 바꾸는 것은 아니다. 원래 세부적으로 변하는 것이 기후의 속성이고 전체적인 변화의 단계는 1천년 이상이 기본이다. 그런데 북극 얼음을 천공해서 고기후를 분석했더니 믿을 수 없을 정도로 빠르고 큰 변화가 있었다.
아, 괜찮다. 바다가 완충 역할을 할 수 있다. 어, 근데 바다에 부표망을 띄워 놓고 추적해보니, 바다의 순환이 조금만 흐트러지면 오히려 기후의 안정을 깨뜨리는 역할도 한다 (열순환, 대류 통로, 엘리뇨). 물론 이것만 있는 것은 아니다. 명백히 온실가스에 의한 기온 상승 영향도 있고, 지구 공전의 영향도 있다 (1941 밀랑코비치).

이렇게 각 장의 앞뒤를 연결해가는 서술은 이해에도 도움이 되지만 읽기에도 재미를 더한다. 흥미 거리로 그치진 않는다. 기후 시뮬레이션의 원리와 한계에 대한 세세한 접근은, 저자 스스로 많은 발 품을 팔고 많은 공부와 취재를 했음을 알려준다. 가상 지구에 대한 결론은 ‘불확실성, 우연, 혼돈, 따라서 예측불허성’이다. 그럼 무슨 의미가 있냐고?
우리가 이런 식으로 행동하면 기후가 이런 식으로 반응할지도 모른다는 경고로서 의미가 있다. 해서 저자가 제안하는 대책은 탄소에 대한 과세, 교통과 발전의 개혁, 제3세계에 대한 지원 등이다. 1997년 쿄토 의정서의 탄소 배출 허가량 제도, 배출 허가량 매매 등의 방식은 웃기기는 하지만 안하는 것보다는 낫다 (이런 황당한 쿼터제의 배경에는 미국이 있다). 저자의 마지막 주장; 기술로 통제하기가 가장 어려운 자연 자원인 기후를 계기로 삼아, 문명의 변화를 시도하자!

우리가 알아야 할 점; 객관적이고 냉정한 과학적 시각이 필요하다. 언론이나 이익단체의 과장에 속지않고 우리의 미래가 달린 방향타를 정확히 가눌 수 있으려면...