평행우주 - 우리가 알고 싶은 우주에 대한 모든 것
미치오 가쿠 지음, 박병철 옮김 / 김영사 / 2006년 3월
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<평행우주 Parallel Worlds>는 미치오 카쿠(Michio Kaku)가 저술한 대중과학서적으로 천체 물리학, 특히 우주론 cosmology에 대한 책이다. 책에는 우주의 탄생, 다중우주(the mutiverse)에 대한 내용을 수학적인 내용을 최대한 배제하면서 간략하면서도 쉽게 설명하고 있다. 빅뱅(Big bang)으로 탄생한 우주가 급속도로 팽창을 하고, 이러한 팽창은 다중우주이론(하나의 우주에서 새로운 우주가 연속적으로 태어난다는 이론)으로 설명된다. 이 '다중우주이론'을 설명하기 위해 저자는 우주의 시원(始原), 우주의 팽창을 이야기한다. 다중우주이론에 의하면 한 번 태어난 우주는 봉오리로 자란 후에 아기우주를 탄생시킨다.(p39) 


[그림1] 다중우주이론(출처 : http://www.seehint.com/r.asp?no=13093)


<평행우주>에는  '일반상대성이론(general relativity)', '양자역학(quantum mechanics)', '통일장 이론(unified field theory)', '끈이론(string theory)', 'M-이론(M-thoety)' 등의 용어가 나온다. 이 용어들은 다음과 같은 구조를 통해 <평행우주>에서 소개되며, 책의 본문(本文)에서 우주의 팽창을 설명하는 '일반상대성이론'과 블랙홀과 우주탄생을 설명하는 '양자역학'을 통해 우주의 탄생과 팽창을 개략적으로 설명된다. 그리고, 우주 탄생 초기에 4가지 힘이 하나로 통합된다는 통일장 이론과 그 중에서도 가장 유력하게 받아들여지고 있는 '끈이론'과 'M-이론'이 소개된다. <평행우주>에 소개된 이들 이론 내용과 관계를 요약하면 다음과 같다.


1. 아인슈타인(Albert Einstein 1879 ~ 1955)의 일반상대성이론(general relativity)


'아인슈타인이 제창한 새로운 중력이론으로 중력을 기하학적인 부산물로 간주하였다. 즉, 질량이 있는 곳의 시공간이 휘어지면서 마치 그곳에 잡아당기는 힘이 작용하는 것 같은 환영을 만들어낸다는 것이다.'(p570) 


[그림2] 일반상대성이론 실험(p78) (출처 : http://sindok.tistory.com/110)


아인슈타인의 이론은 매우 복잡한 방정식으로 구성되기 때문에 일반인들이 이해하기 쉽지 않다. 이에 대해 알렉산드르 프리드만(Aleksandr Friedmann, 1888 ~ 1925)은 두 가지 가정을 도입해 이를 단순화시켰다. '우주가 역동적'이라는 가정과 '우주 공간은 등방적isotropic(한 지점에서 어떤 방향을 바라봐도 모두 똑같이 보인다는 뜻)이고 균질하다homogeneous(우주의 모든 지점에서 밀도가 균일하다는 뜻)'을 추가하면서 아인슈타인의 방정식을 간단한 형태로 변화시켰는데, 프리드만의 해를 좌우하는 세 가지 변수는 다음과 같은 내용으로 정리된다.


H : 우주의 팽창속도를 좌우하는 상수. 허블상수(Hubble's constant)

Ω(오메가) : 우주 공간의 평균밀도

Λ(람다) : 빈공간과 관련된 에너지. 암흑에너지


'만약, Ω<1 이면 (그리고 Λ=0 이면) 우주는 계속해서 팽창하다가 전체적으로 얼어붙게 되고, Ω>1이면 어느 날 팽창을 멈추고 수축되기 시작해 빅크런치(big crunch)로 끝난다. 그리고 Ω=1 이면 우주는 평탄한 상태를 유지하면서 영원히 팽창한다. WMAP 위성의 관측 결과에 따르면 Ω+Λ=1이다. 즉 우주는 평평하다는 것이다. 인플레이션 이론(inflation 우주가 탄생의 초기에 엄청난 규모로 팽창되었다고 주장하는 이론)도 이와 같은 주장을 펼친다.'(p83)


[그림3] 우주의 미래(p83) (출처 : http://kimssine.tistory.com/10)


그러나, 블랙홀의 내부와 우주탄생의 순간에 일반상대성이론을 적용하면 상식 밖의 결과가 얻어진다. 이 문제를 해결하기 위해서는 양자역학을 도입해야한다.'(p570)


2. 양자역학(quantum mechanics) / 양자이론(quantum theory)


'양자역학은 파동방정식과 불확정성 원리에 기초를 두고 있으며 고전역학과 전혀 다른 체계를 갖고 있다.... 원자 이하의 영역에 적용되는 물리학 이론으로 양자이론에 상대성 이론을 더하면 근본적인 단계에서 모든 물리학의 지식이 망라된다. 이러한 양자이론은 다음의 세 가지 원리에 기초를 두고 있다.


(1) 에너지는 양자(quanta)라고 불리는 불연속의 다발(packet)로 존재한다.

(2) 모든 물질은 점입자로 이루어져 있지만 이들이 특정시간, 특정장소에서 발견될 확률은 파동으로 서술되며, 이 파동은 슈뢰딩거의 파동방정식을 만족한다.

(3) 물체(입자)를 관측하면 파동함수가 붕괴되면서 하나의 상태가 정확하게 결정된다.


 일반상대성이론은 결정론적 논리와 매끄럽게 휘어져 있는 시공간에 기초를 두고 있는 반면, 양자이론은 이와 정반대의 가정을 내세우고 있다. 상대성이론과 양자이론을 조화롭게 하나로 합치는 것이 현대물리학의 가장 큰 숙제이다.'(p566)


3. 통일장 이론(unified field theory)


 '현대 과학자들은 자연에 존재하는 힘을 다음의 네 종류로 분류하고 있다. 중력(gravity), 전자기력(electromagnetic force), 약력(weak force 방사능 붕괴과정에서 작용하는 힘), 핵력(nuclear force, 강력/핵자들을 묶어두는 힘)으로 구분되는 네 종류의 힘은 1970년대 중반 중력을 제외한 세 개의 힘을 하나로 통일하는 이론으로 완성하게 된다.'(p143)


'정상적인 환경에서 약력과 강력, 그리고 전자기력은 모두 다른 세기로 작용한다. 그러나 빅뱅과 비슷한 고에너지 상태로 가면 이들의 세기는 거의 하나의 값으로 수렴한다. 이것은 초대칭이론을 도입했을 때 얻어지는 결과로서, 이로부터 우리는 초대칭이론(supersymmetry)이 통일장이론의 핵심적인 요소임을 짐작할 수 있다.'(p329)


초대칭이론은 우주에 존재하는 모든 입자들을 하나의 객체로 통일시켜주면서, 이를 통해 '끈이론'과 'M이론'의 타당성이 뒷받침된다. 또한, 우주 탄생 초기인 빅뱅 상태에서는 이들 힘이 하나에서 나왔음을 수치로 통해 밝혀주면서 빅뱅이론을 뒷받침하게 된다. 그렇다면, 현재까지 밝혀진 네 종류의 힘과 앞으로 밝혀질 힘을 통합할 이론이 존재할 수 있을까? 이러한 물음을 통해 다음과 같이 '끈이론'과 'M-이론'이 자연스럽게 소개된다.


'우주에 존재하는 모든 힘들을 하나로 통합하는 장(場)이론으로 오늘날 가장 각광받는 통일장 이론은 끈이론(또는 M이론)이다.' (p578)


4. 끈이론(string theory)


'모든 만물의 최소단위는 끈이며, 각각의 끈들이 다양한 모드로 진동하면서 온갖 종류의 입자로 나타난 이론. 끈이론은 물리학 역사상 최초로 중력과 양자역학을 조화롭게 결합함으로써, 만물의 이론을 구현할 수 있는 가장 강력한 후보로 떠오르고 있다. (초)끈이론이 성립하려면 시공간은 10차원이어야 한다.'(p554)


다른 통일장 이론에 비해 논리적이라고 인정받은 '끈이론'이지만 수학적으로 자체 모순이 없는 끈이론이 다섯개나 된다는 문제가 있어 이에 대한 대안으로 제시된 이론이 M-이론이다.


[그림4] 끈이론 다섯 가지 모형(p334) ( 출처 : http://m.blog.daum.net/hittite21/4071)


5. M-이론(M-thoety)


'M-이론은 11차원 초공간에서 성립하며, M-이론을 10차원으로 줄이는 방법은 다섯 가지이며 이들 다섯 가지 방법은 끈이론과 일치한다.(p551)... 2005년 현재 M-이론의 방정식은 도출되지 않았다.'(p340)


<평행우주>에서 '끈이론'과 'M-이론'의 내용은 개략적으로 다루어진다. 더 자세하게 다루어지지 않은 것은 자세한 내용을 설명하기 위해서는 보다 깊이있는 수학적 설명이 필요하기에, 저자가 수위를 이정도로 조절한 것으로 생각된다. <평행우주>에는 독자들이 물리학을 친밀하게 생각할 수 있도록 하는 저자의 배려가 담겨있다. 본문에서 수학적인 내용이 최대한 배제되었고, 그림과 예를 통해서 독자들이 천체물리학에 대한 큰 그림을 그릴 수 있도록 도와준다. 그런 면에서 <평행우주>는 비록 출간된지 10년이 지난 물리학 입문서임에도 불구하고, 지금도 읽을 가치가 있는 책이라 생각된다. 


PS. <평행우주>를 읽고 들었던 짧은 생각... 

현재까지 우리가 통합할 수 있는 힘(force)의 종류가 세 가지인것은 우리가 3차원의 세계에 살고 있기 때문이 아닐까? 우리가 3차원의 세계에 살고 있기 때문에 3가지 힘(전자기력, 핵력, 약력)을 통합하는 이론은 현재까지 증명할 수 있었지만, 여기에 추가되는 중력은 4차원의 힘이라는 생각을 해본다. 그래서, 3차원의 세계에서 4차원의 네 개 힘을 통합하는 이론을 만드는 것은 '차원을 넘는 문제'에 해당하기 때문에 증명하는 것이 어려운 문제가 된 것은 아닐까 하는 근거없는 상상을 해본다.(그렇다면, '중력'은 시공간 차원과 밀접한 관련을 가지게 되는 힘이 될 것이다..)


PS2. 인류 문명의 발달에 따라 원자력 발전 등으로 약력의 에너지가 전자기력 등으로 변화한다면, 중력에 해당하는 힘도 영향을 받을 것이다. 중력을 질량을 가지는 두 물체 사이에 작용하는 힘이라 정의할 때 우리는 '지구 온난화'에 대한 새로운 해석도 가능하다는 생각이 든다. 가령 다음과 같은 생각이다.


제3세계의 산업화로 전기공급을 위한 화력발전소, 원자력 발전소 등은 지구에 존재하는 에너지의 전자기력 변환을 유도할 것이고, 증가한 전자기력만큼 핵력, 약력, 중력 등의 약화되어야 한다.(에너지 제1법칙 : 에너지 보존의 법칙, 고립계에서 에너지의 총량은 일정하다.) 그렇다면, 약화된 중력의 영향으로 북극해의 얼음 분자간 결합이 약해져 북극해 얼음이 감소할 수 있지 않을까? 이런 관점에서 생각해본다면, 온난화의 원인을 반드시 이산화탄소(CO2)의 증가로만 돌릴 수 없을 것이라는 생각도 하게 된다..( 이 역시 아직까지 객관적인 근거없는 나의 공상이다..)


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북다이제스터 2017-03-02 22:44   좋아요 2 | 댓글달기 | URL
충분히 근거 있는 상상이세요. 현 미약한 중력은 현재의 차원으로 설명되지 않기 때문에 중력의 나머지 힘은 다차원 속에 포함되어 숨겨져 있다는 것이 현 우주론의 큰 주장이라고 저도 알고 있습니다.

겨울호랑이 2017-03-02 23:16   좋아요 2 | URL
^^: 북다이제스터님께서 그처럼 말씀해주시니 제 생각도 틀린 생각만은 아니라 여겨지네요. 감사합니다^^:

북다이제스터 2017-03-03 20:30   좋아요 1 | URL
제 얘기 아니구요. 전 잘 모릅니다. 요즘 가장 강력한 우주론 이론을 인용했을 뿐입니다. ^^ 단지 느낌만으로 추론하신 ‘동범‘ 님이 대단하세요. ^^

겨울호랑이 2017-03-03 21:00   좋아요 0 | URL
^^: 항상 좋은 말씀 감사합니다, 북다이제스터님 즐거운 금요일 밤 보내세요^^:

yureka01 2017-03-03 09:04   좋아요 3 | 댓글달기 | URL
네 일전에 유튜브 영상 봤는데..이젠 우주도 하나가 아니라 여러개 ..유니버스가 아니라 멀티버스라고 하던 생각이 나네요..우주는 파면 팔수록,,인간의 존재가 참 부질없단 생각이 들어요..ㄷㄷㄷ

겨울호랑이 2017-03-03 09:07   좋아요 2 | URL
네 우주의 공간과 시간의 개념은 우리의 인식너머에 있는 것 같습니다. 그렇게 생각하면 우리가 너무 작게 세상을 보고 있는 것은 아닌지 돌아보게 되네요.^^: 유레카님 감사합니다. 즐거운 금요일 보내세요.

samadhi(眞我) 2017-03-03 18:39   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
오래 전에 읽어야지 찍어놓고 미뤄두고 있는 책인데요. 워낙 과학 쪽엔 젬병이라 읽을 자신이 없어서요.

겨울호랑이 2017-03-03 18:44   좋아요 1 | URL
^^: 그냥 편하게 읽으시면 될것 같습니다, samadhi님. 책의 대부분이 일상 생활 예시로 되어있어 SF 소설처럼 부담없이 읽으실 수 있으리라 생각합니다.. 너무 걱정마시고 도서관 대출 서비스 추천드려요 ^^: 화이팅!
 
거인들의 어깨 위에 서서 - 물리학과 천문학의 위대한 업적들
스티븐 호킹 지음, 김동광 옮김 / 까치 / 2006년 10월
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<거인들의 어깨 위에 서서>는 스티븐 호킹(Stephen William Hawking)이 저술한 천문학의 5대 위인인 코페르니쿠스, 갈릴레오, 케플러, 뉴튼, 아인슈타인 등에 대한 요약서다. 책은 각각 위인의 삶을 각 장의 초반에 제시하고 후반부는 그들의 이론을 요약 제시한 형태로 구성되어 있다. 이같은 내용 구성은 입문자들에게 개념을 소개하는데 적합한 구성이라고 생각되지만, 그럼에도 불구하고 이 책은 여러 면에서 많이 아쉽다는 생각이 든다.

 

이 책은 전체 288페이지의 분량의 책이다. 책의 서문이라든지 뒷부분 등을 제외하면 본문은 대략 250페이지 남짓 본문에 할당되었다. 이 페이지를 각각 5명의 학자들에게 배분하면 1인당 50페이지 분량이 나온다. 그중 25페이지를 그들의 삶에, 나머지 25페이지를 그들의 연구 성과 요약에 g할당한 결과는 어떻게 되었을까?  그 결과 <거인들의 어깨 위에 서서>는 평전과 요약본 사이의 애매한 위치 선정이 되버리고 말았고, 독자들은 무엇인가 좋은 이야기를 하는데 그 좋은 내용을 이해하지 못하는 상황에 빠지게 되버렸다.

 

<거인들의 어깨 위에 서서>의 전반부에서는 평전이 주는 인간적인 삶에 대한 공감을 주지 못하며, 후반부에서는 그들의 연구성과에 대한 전달이 부족하다는 생각이 든다. 전반부에 대한 인상은 독자마다 다를 수 있지만, 개인적으로 특히 실망한 부분은 후반부라 생각된다. 그렇게 생각하는 이유는 이론의 내용을 설명하지만,  정작 그 설명에 해당하는 그림이 없기 때문이다. 결국, 어떤 그림인지 상상하면서 책의 설명을 읽어야 하지만, 이는 어느 정도 내용 이해가 가능한 사람에게나 가능하지 입문자에게는 어려운 요구라 생각된다.

 

예를 들면, 본문 설명 중, "선분 AB는 AC와 길이가 같으며,.... 이러한 이유로 지구에서 공전했을 때 화성의 위치가..." 등의 내용이 있는데, 해당 그림이 없다면 위와 같은 내용에 대해 이해가 갈 수 있을까? 책에는 수많은 우주에 대한 사진이 장식되어 있지만, 정작 독자가 필요로 하는 그림은 제시되어 있지 않는다. 설령 그림이 있다고 해도 뉴튼의 <프린키파아>를 입문자들에게 설명하기는 쉽지 않을텐데, 이와 같이 독자를 배려하지 않은 내용 설명은 책의 가치를 크게 떨어뜨린다고 생각된다.

 

그나마  이 책을 통해 얻은 것은 <거인들의 어깨 위에 서서>가 어떤 책을 요약했는지 목록을 제시한 것이라 생각된다. 현재 니콜라우스 코페르니쿠스의 <천체의 회전에 관하여>는 절판, 요하네스 케플러의 책은 소개되지 않은 것으로 알고 있다. 국내에서 접하기 어려운 두 저자들의 작품 <On the Revolutions of Heavenly Spheres>와 <Harmonies of the World>을 알게 된 것이 그나마 이 책을 통해 얻은 작은 성과라 생각된다.

 

ps. 아마 이와 같이 그림없이 이론만으로 책을 저술한 것은 루게릭 병을 앓고 있는 저자의 상황 때문이라 생각된다. 평소 스티븐 호킹과 대화하려면 적어도 물리학 박사 정도의 학력을 가진 사람이 그에게 해당 내용에 대해 설명을 하고, 호킹은 자판을 통해 'yes/no'를 알려준다고 한다. 그렇다 보니, 천체학 입문자들에 대한 배려가 부족했던 것은 아닐까 생각하게 된다.

 

 

 

 

 


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cyrus 2017-02-10 11:03   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
제가 이 책을 수능시험 다 치고 난 이후에 읽었습니다. 문과라서 이 책으로 과학의 기초를 익히기에 좋았다고 봤는데, 지금 생각해보면 평이한 과학사 책과 크게 차이점이 없었던 것 같습니다. 저자의 유명세를 믿고 이 책을 읽었다가 내용에 실망한 독자들이 꽤 있었을 겁니다. ^^;;

겨울호랑이 2017-02-10 17:46   좋아요 1 | URL
네 cyrus님 말씀처럼 ‘소문난 잔치에 먹을 거 없다‘는 말이 잘 맞는 책이라 생각됩니다.
^^:

yureka01 2017-02-10 11:15   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
그러니까 요점정리가 되겠네요...요점정리는 과학자가 하는 거보다는 수능강사가 더 잘할듯 한데요^^..

겨울호랑이 2017-02-10 17:48   좋아요 1 | URL
네 유레카님..핵심 요약 정리, 100일 완성 교재 같은 느낌이 들어 많이 아쉬웠습니다^^:

AgalmA 2017-02-10 15:18   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
그래서 호킹 <그림으로 보는 시간의 역사>를 냈다 봅니다ㅎ; 그림이 필요해! ˝시간˝ 개념 공부 때문에 호킹도 넘어야 될 산^^;

겨울호랑이 2017-02-10 17:52   좋아요 0 | URL
^^: 네 Agalma님「그림으로 보는 시간의 역사」, 「호두껍질속의 우주」의 몸풀기용으로 가볍게 생각해야할 것 같네요^^:

서니데이 2017-02-10 18:10   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
내일이 대보름이어서 집에 부럼 사가실 수도 있겠네요. 갑자기 위의 댓글에 호두껍질이 나와서 생각이 났습니다.
겨울호랑이님, 즐거운 금요일 보내세요.^^

겨울호랑이 2017-02-10 18:11   좋아요 1 | URL
서니데이님 감사합니다^^: 즐거운 주말 되세요
 
코스모스 - 보급판
칼 세이건 지음, 홍승수 옮김 / 사이언스북스 / 2006년 12월
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<코스모스>에서는 칼 세이건이 그려낸 '우주(宇宙)'이야기가 펼쳐진다.


책 제목 <우주(cosmos)> 는  그리스어 '코스모스(kosmos)'에서 유래하였으며, '질서'를 의미하며,  이에 반대되는 '혼돈(混沌)'을 의미하는 말은 '카오스(kaos)'라고 한다. 칼 세이건은 왜 책제목으로 cosmos를 선택했을까. 이 책의 우주는 물리학에서 말하는 Universe만 의미하는 것은 아니다. 물리학의 우주만이 아니라 작은 소우주(小宇宙)인 인간, 생물에 대한 이야기 또한 책에서 다루고 있다. <코스모스>에서 세이건은 물리학, 생물학, 사학, 민속학(신화), 사회학 등 학문의 여러 분야를 자유롭게 드나들면서 이야기를 풀어간다. 그리고, 이를 통해 독자들과 공감대를 넓히면서 흥미를 배가(倍加)시킨다. 세이건은 <코스모스>에서 다양한 분야에 걸쳐 지구에서 출발하는 우주여행을 하는 것처럼 우리를 새로운 세계로 안내한다.


<코스모스>에서의 여행은 지구의 탄생으로부터 시작한다. 약 40억년 전 DNA 결합을 통해 어떤 방식으로 생명이 진화해왔는지 살펴보면서 우리 지구가 얼마나 생명이 넘치는 곳인지를 살펴본다.(2장) 이어서, 지구 밖 태양계 탐험을 시작하기 전 천문학의 역사와 주요 천문학자의 이론에 대한 소개(3장)를 통해 세이건은 천문학에 대한 배경지식을 독자들에게 알려준다. 


4,5,6장에서 세이건의 전문분야인 태양계 탐험과 관련한 이야기가 이어진다. 금성 탐험을 한 파이오니아호와 <코스모스>가 씌여진 당시 목성과 토성을 탐험한 보이저 1,2호 이야기가 펼쳐진다. (현재 보이저 1,2호는 태양계밖으로 항해중이다.) 보이저 이야기가 나온 후 세인건의 시선은 우주로 향한다.

우주가 얼마나 광할한지, 넓은 우주에 수많은 별들의 일생은 어떻게 이루어지는지, 우주는 어떻게 생겼는지를  8,9,10장에서 다루며, 마지막으로 11,12,13장에서는 외계문명의 존재 가능성과 외계문명에 우리 지구 문명이 어떻게 보여질 것인가를 반추(反芻)하며 현대 문명의 문제점을 지적하면서 책을 마무리하고 있다. 지구에서 출발해서 태양계로, 광대한 우주로 여행을 한 후, 다시 지구에서 살아가는 우리 삶으로 돌아오는 여정을 통해 세이건은 자신이 하고 싶은 이야기를 마음껏 풀어간다. 


다양한 이야기를 한 권의 책에서 흥미롭게 풀어낼 수 있었던 것은 세이건의 역량 때문일 것이다. 시카고 대학에서 인문학 학사, 물리학 석사, 천문학 및 천체물리학 박사를 지낸 칼 세이건의 폭넓은 공부는 <코스모스>를 지금까지도 꾸준히 읽히는 과학서로 자리매김할 수 있게 만들었다는 생각이 든다.


독자들은 자신의 배경지식에 따라 다양한 지식을 <코스모스>에서 끌어낼 수 있다. 개인적으로 <코스모스>에서 가장 인상적이었던 것은 세이건의 우주관(宇宙觀)이었다.



<그림> 끝없이 연결되는 영원회귀의 코스모스

인형안에 다른 인형이 있는 러시아 인형같이, 우주들이 이루는 영원회귀의 계층 구조가 바로 코스모스의 본질일지도 모른다.(p557)


'충분한 질량의 물질이 있다면 우주는 닫힌 굽은 공간이다. 3차원으로 낮춰서 생각하면 통상의 구에 비유될 수 있다. 닫힌 우주에서는 빛이 갇혀 있다. 1920년대에 관측 천문학자들이 M31 반대쪽 먼 곳에서 나선 은하 한 쌍을 봤다. 이때 사람들은 '이 두 은하가 은하수 은하와 M31을 반대 방향에서 보고 있는 것은 아닌가?' 하고 의심한 적이 있다. 다시 말해서 자신의 뒤통수를 자기가 보고 있다는 이야기이다. 빛이 우주에 갇혀 있으면 내 뒤통수를 떠난 빛이 우주를 한 바퀴 돌아서 나의 정면에 다시 나타날 수 있다.'(p531)


세이건은 우주가 닫혀 있고, 우주들이 끊임없이 회귀되는 계층구조를 가지고 있다고 <코스모스>에서 말한다. 그의 말 속에서 거대한 우주를 이해한다는 것이 반드시 우주여행을 의미하는 것만은 아니라는 생각을 해본다. 내 자신과 주변의 소우주(小宇宙)를 이해하는 것이 머리 위 대우주(大宇宙)를 보는 것과 별반 다를 것이 없다는 사실을 세이건은 말하고 싶은 것은 아닐까.


'우주에서 벌어졌던 진화의 단계를 차근차근 이해하노라면, 거대한 [수소 산업]의 최종 산물로서 태어난 생물 하나하나가 모두 소중한 존재임을 확실히 알게 된다. 지구 이외의 다른 곳에서도 우리와 같이 놀랄 만한 돌연변이를 이룩한 존재들이 있을 것이다. 그렇기 때문에 우리는 하늘 먼 곳 어디에선가 우리에게 들려줄 그들의 흥얼거림에 귀를 기울이는 것이다.'(p674) 




<코스모스>에서는 냉철한 과학자의 모습만 아니라, 인간과 생명에 대한 친근하고 사랑넘치는 세이건의 목소리를 들을 수 있기에, 다른 과학서들과는 달리 <코스모스>에서는 따뜻함을 느낄 수 있는 것 같다. 가을날의 코스모스처럼.


(출처 : bing 이미지)



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五車書 2016-10-25 15:05   좋아요 3 | 댓글달기 | URL
이 책을 읽고 싶다고 하시더니 드뎌 읽으셨군요. 겨울호랑이 님의 실천력에 새삼 탄복합니다! ^^

겨울호랑이 2016-10-25 15:10   좋아요 4 | URL
오거서님, 사실은 그게 알라딘 중고서점에 `새책 같은 헌책`이 나와서요... 등 떠밀려 앞으로 나가게 되었습니다.ㅋㅋ

五車書 2016-10-25 15:15   좋아요 2 | URL
ㅎㅎ 등 떠밀린 거였군요. 그래도 꿩 먹고 알 먹고… 덕분에 저는 리뷰도 보게 되구요. ^^

겨울호랑이 2016-10-25 15:18   좋아요 2 | URL
^^: 감사합니다. 제가 표현력이 부족해서 리뷰에 많은 내용을 포함하지는 못했지만, 오거서님께서는 음악에 관심이 많으시니, <코스모스> 속에서 harmony를 발견하실 수 있으리라 생각해 봅니다.

yureka01 2016-10-25 16:04   좋아요 3 | 댓글달기 | URL
리뷰 잘 봤습니다^^..어찌나 광활한지..무가 유이고 유가 곧 무인 듯한 우주에서, 인간의 존재를 생각해 봅니다.

좀 더 겸손하고 겸허해야 하는데 말이죠.

겨울호랑이 2016-10-25 15:38   좋아요 3 | URL
감사합니다. 유레카님^^: 넓은 우주에 비하면 인간은 참 작은 존재이기에 그 속에서 겸손함을 배워야 할 것 같습니다. 한편으로는 인간 안에 또 다른 우주가 있기에 그만큼 자신의 소중함 역시 알아야 겠다는 생각을 <코스모스>를 읽으며 하게 되었습니다.
 
뉴턴 & 데카르트 : 거인의 어깨에 올라선 거인 지식인마을 10
박민아 지음 / 김영사 / 2006년 11월
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<뉴턴 & 데카르트>는 과학사적인 면에서 뉴턴과 데카르트의 업적과 생애를 돌아본 근대 과학사(科學史) 입문서다. 우리 일반인들에게 과학사는 익숙하지 않은 분야다. 일반인들이 알고 있는 과학사들은 대체로, 뉴턴, 퀴리부인 등 과학자들의 위인전기로 이를 통해 얻은 과학자의 삶에 대한 단편적인 지식이 대부분이라 생각된다. 그런 면에서 이 책 <뉴턴 & 데카르트>는 과학사라는 학문의 성격을 개략적 잘 보여준다는 인상을 받았다.


이 책에서는 과학자들의 삶과 업적 그리고 그 업적의 과학사적인 의미에 대해 요약한다. 책에서 묘사되고 있는 데카르트와 뉴턴은  'Cogito ergo sum 나는 생각한다, 그러므로 존재한다.', '만유 인력의 법칙' 으로 알려진 건조한 이론가들이 아니다. 책에서 그들의 삶은 생동감있게 묘사된다. 게으른 군인으로서의 데카르트, 학계에서 정치(政治)에 능했던 뉴턴 등. 그러한 이유로 어렵게 보이던 그들의 이론(理論)을 보다 편하게 생각하게 해주는 장점이 있다. 과학자들의 삶은 이 책에 생생하게 묘사되어 있기 때문에, 이 책에 나타난 그들의 과학관(科學觀)과 영향관계에 대해 살펴보자.


데카르트(Rene Descartes)는 지식인 마을에서 유일하게 2권에 걸쳐 소개되는 인물이다. <데카르트 & 버클리>에서는 데카르트의 인식론이 주된 논의 대상이었다면, 이 책에서는 그의 과학철학과 자연과학에 초점을 맞추고 있다. 일반인들에게는 과소평가되어 있는 데카르트가 근대세계 형성에 절대적인 영향을 미쳤음을 짐작케 한다.


 이 책에서 데카르트는 '체계적 의심(systematic doubt)'의 방법을 활용하여 모든 것을 의심하는 피론주의(Pyrrhonism 극단적 회의주의)를 극복하고자 노력한 과학철학자이다. 그 결과 그는 '감각'과 '감각을 일으키는 원인'을 분리하여 '이원론(dualism)'을 도출한다. 이원론으로 대변되는 데카르트의 세계에서 사물의 본질은 '외연(extension)'으로 정리된다. 데카르트에게 '공간=물질'이며, 공간(plenum)은 불(fire), 공기(air), 흙(earth)의 세 원소로 구성되어 있다. 그리고, 이러한 원소들의 충돌을 통해 자연의 변화가 일어난다고 생각했다. 이처럼 데카르트는 물질과 운동으로 세상을 설명하였고, 그의 세계관을 '기계적 철학(mechanical philosophy)'이라 부른다.


이제 근대과학의 시대가 시작되었다.


뉴턴(Sir Isaac Netwon)은 데카르트의 '기계적 철학'의 기초 위에 그의 업적을 쌓아간다. 데카르트의 기하학과 자연과학을 기초로 뉴턴은 데카르트를 넘어 자신만의 업적을 남긴다. '빛의 스펙트럼' 연구를 통해 뉴턴은 '백색광은 굴절률이 다른 단색광들의 혼합'이라는 새로운 빛 이론을 제시하여 광학(光學)에 이름을 남긴다. 이러한 뉴턴의 업적은 데카르트의 선행 연구가 바탕이 되었음을 책에서 보여준다.

 또, 뉴턴의 제1법칙 : 관성의 법칙'은 데카르트의 '모든 물체는 다른 물체가 충돌해서 상태를 변화시키지 않는 한, 똑같은 상태로 남아 있다.'는 직선 관성 개념에서 나온 것이라는 사실을 이 책에서는 알려준다. 이처럼, 뉴턴은 데카르트의 영향을 받았으나, 자신만의 방식으로 데카르트를 극복하고 있음을 책에서는 잘 설명하고 있다. 특히, 뉴턴의 세 가지 운동법칙이 이러한 '뉴턴에게 미친 데카르트의 영향과 뉴턴의 극복'을 잘 보여준다.(p114)


제1법칙 : 관성의 법칙

외부로부터 힘이 작용하지 않으면 물체의 운동상태는 변하지 않는다. 등속직선운동을 하던 물체는 계속 직선운동을 하고, 정지해 있는 물체는 계속 정지 상태를 유지한다. (데카르트 사상 수용)


제2법칙 : 운동의 법칙(F=ma)

물체의 운동에서 나타나는 시간적 변화(가속도)는 물체에 가해지는 힘의 방향으로 일어나고 힘의 크기에 비례하여 나타난다. (데카르트 사상 일부 수용 : 데카르트의 '충돌'은 물체 운동의 여러 원인 중 하나)


제3법칙 : 작용, 반작용의 법칙

두 물체가 서로 힘을 미칠 때, 한 물체가 다른 물체에 미치는 힘(작용)은 그 물체가 다른 물체에게서 받는 힘(반작용)과 크기는 같고 방향은 반대이다. (뉴턴의 독자적인 이론)


<뉴턴& 데카르트>에서는 이와 같이 과학자들의 사상과 그 영향을 잘 보여주기 때문에, 과학이론을 역사적으로 이해할 수 있게 도움을 준다. 또한, 이러한 과학이론만이 아닌 인간적으로 서술된 과학자들의 삶의 모습을 보는 것은 부가적으로 주어진 또다른 재미라 생각한다.


PS. 과학사지만, 책을 읽는 주된 대상이 학생들이어서인지 뉴턴이  'South Sea Bubble' 과 관련하여 주식투자를 한 후 막대한 투자 손실을 입었다는 이야기는 나오지 않는다. 뉴턴의 주식투자와 관련하여 궁금하신 분들은 <금융투기의 역사>와 같은 다른 책을 참고하시는 것이 좋을 듯하다.




(출처 : http://deathornot.tistory.com/archive/20131113)


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yureka01 2016-10-19 13:51   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
고등학교 물리시간이 생각나네요..ㅎㅎㅎㅎ

겨울호랑이 2016-10-19 14:25   좋아요 1 | URL
네, 유레카님 ^^: 뉴턴의 <프린키피아>의 결론은 고등학교 과정의 내용인데, 과정은 엄청난 수학식 때문에 만만하지가 않다네요. 이 책에서는 수식은 거의 배제되어 독자층을 늘리고 있습니다.ㅋ

서니데이 2016-10-19 14:43   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
전재산 투자후 빨리 선택을 했으면 좋았겠네요. 좋은 시간은 너무 짧아요.^^;

겨울호랑이 2016-10-19 14:47   좋아요 1 | URL
뉴턴이 투자하고 나서 바로 최고점을 찍은 것을 보니, 뉴턴이 조폐국장을 역임했다고 해도 주식투자에서는 개미 투자자였던 것 같아요 ^^: 즐거운 오후 보내세요 서니데이님

기억의집 2016-10-19 15:16   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
저는 뉴턴에 관련된 책을 읽다가 깜짝 놀란 게 더 시대에 상장기업이 있었다는 것에 진짜 놀랬어요. 아인슈타인도 노벨상 상금으로 아내에게 주고 남은 돈으로 주식했다가 망했다 하더군요~

겨울호랑이 2016-10-19 15:26   좋아요 0 | URL
그렇지요... 당시가 조선 영조때라고 하니 영국 금융제도가 우리보다 훨씬 앞선 것도 이해가 갑니다..아인슈타인도 주식하다가 망했군요. ㅋ 수학의 천재들도 주식투자에는 서툴렀던 것을 보면, <천재들의 실패>에 나오는 숄스의 실패는 당연한 것처럼도 보이네요.

cyrus 2016-10-19 17:48   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
그래프를 보니까 뉴턴이 경험한 손해의 정도가 얼마나 큰 지 알겠습니다. 뉴턴이 말년에 정신이 불안정했다는데 투자 실패 크리의 충격이 컸을 겁니다.. ^^;;

겨울호랑이 2016-10-19 18:13   좋아요 0 | URL
cyrus님 말씀에 일리가 있습니다^^:

후애(厚愛) 2016-10-20 17:57   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
겨울호랑이님 잘 지내시죠?^^
생각나서 서재 다녀갑니다.
맛있는 저녁 드시고 즐거운 오후 되세요.^^

겨울호랑이 2016-10-20 18:11   좋아요 0 | URL
안녕하세요? 후애님 잘 지내셨나요? 그간 어디 가셨나 했더니 오늘 보니 어느 사찰에서 용맹정진 하셨군요^^: 후애님 편한 저녁 되세요. 반갑습니다
 
아리스토텔레스 & 이븐 루시드 : 자연철학의 조각그림 맞추기 지식인마을 17
김태호 지음 / 김영사 / 2007년 2월
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<아리스토텔레스 & 이븐 루시드>는 고대 그리스 철학자였던 아리스토텔레스(Aristoteles)와 그의 철학을 정리한 이븐 루시드(Ibn Rushd)에 대한 내용을 담고 있다. 현재 우리에게 알려져 있는 아리스토텔레스와 중세 서양인들이 알고 있는 아리스토텔레스는 많이 다르다. 중세에 아리스토텔레스는 논리학자로 알려져 있을 뿐이었다. 그렇지만, 12세기 십자군 원정, 15세기 에스파냐에 의한 이베리아 반도 점령(1492년 그라나다 함락) 이후 그의 자연철학저서가 이슬람 철학자의 주석으로 새롭게 조명받게 되었다. 13세기 아베로에스(Averroes)주의자로 알려진 이들에 의해 '철학-신학'의 관계도 새롭게 정립이 되는데, 소설 <장미의 이름>이 당시의 학문적 분위기를 잘 묘사하고 있다. 아베로에스는 이븐 루시드의 라틴어식 이름이다. 


<아리스토텔레스 & 이븐 루시드>는 아리스토텔레스의 자연철학에 대한 입문서이면서 동시에 우리에게 생소한 이슬람 철학에 대한 안내를 하고 있다는 면에서 다른 지식인 마을 책과 마찬가지로 우리에게 충실한 길잡이 역할을 한다. 


1. 아리스토텔레스의 자연 철학


책에서 특히 인상적이었던 것은 아리스토텔레스의 <형이상학(Metaphyscica)>에 나오는 '4원인설'에 대한 설명과 '4원소설'에 대한 고대 그리스 철학자 주장 내용 정리였다. 단순한 소개에 그치지 않고 이러한 아리스토텔레스의 입장이 그의 저작에서 어떤 식으로 구현되며 연관있는지 잘 소개하고 있다.


가. 4원인설(p62)


공부하려는 학생이 목수에게 책상을 하나 주문하여, 책상이 만들어진 경우를 가정하자. 이 때, 책상의 원인은 다음과 같이 나누어 진다.


1) 질료인(質料因) : 나무가 책상의 원인이다.

2) 형상인(形象因) : 목수가 머리 속에 그리고 있는 책상의 모양이 책상의 원인이다.

3) 운동인(運動因) : 목수와 그의 연장이 책상의 원인이다.

4) 목적인(目的因) : 책상을 주문한 학생의 공부하려는 마음이 책상의 원인이다.


특히, 아리스로텔레스는 운동을 '목적인이 실현되는 과정'으로 해석하여, 이를 물리학 내용과 연결시킨다.


나. 4원소설


1) 엠페도클레스 : 물질들은 물, 불, 공기, 흙으로 구성되어 있다. (4원소설. 리조마타rhizomata) (p39)

2) 플라톤 : 4원소설에 기학학적 구조 추가 (물-정이십면체, 불-정사면체, 공기-정팔면체, 흙-정육면체, 우주-정이십면체)(p50)

3) 아리스토텔레스 : 4원소설에 냉(冷), 온(溫), 건(乾), 습(濕)의 4가지 속성 부여(p68)


또한, 아리스토텔레스는 세계를 '지상계'와 '천상계'로 구분한다. 그에 따르면 4원소는 지상의 세계를 구성하는 물질인 반면, 천상계를 구성하는 것은 제5원소(에테르 aether)라고 규정된다. 이 는 에테르의 운동(원운동)을 통해 우주의 운동을 설명하는 아리스토텔레스의 우주관과 연결된다. 이 책은 이러한 일련 학문적 관계에 대해 쉽고 간략하게 서술되어 있으며, 아리스토텔레스의 사상이 이처럼 철학, 물리학, 생물학 등으로 논리적으로 연결되어 있었다는 사실을 잘 보여준다.(논리의 허구성은 제외하고) 


2. 이슬람 자연철학 소개


우리에게 이슬람의 자연철학은 잘 알려져 있지 않다. 그나마 알려진 아랍 이름인 '이븐'은 이 책에 나오는 이븐 시나, 이븐 루시드 외에도 여행가인 이븐 바투타, <나는 천국을 보았다>의 저자 이븐 알렉산더와 더불어 우리에게 혼동만을 주기 쉽다. 이 책에서는 이처럼 생소한 이슬람 자연철학이 서양에 어떤 영향을 미쳤는가와 더불어 이슬람 철학자들(특히, 이븐 시나와 이븐 루시드)에 대한 내용을 소개하고 있다.


이븐 시나는 신플라톤주의 철학을 받아들인 반면, 이븐 루시드는 아리스토텔레스 철학을 받아들였다. 이러한 이유로, 이븐 시나는 유출설, 위계 질서 등을 강조한 반면, 이븐 루시드는 개별적 속성, 관찰 등을 더 중요시 했다는 내용등을 설명한다. 우리나라에 이슬람 철학에 대한 책이 거의 없기 때문에, 이처럼 간략한 수준이지만 그들의 학문적 입장이 조명된다는 것은 분명 의미있는 일이라 생각된다.


책을 읽고 나니, 책에는 나오지 않지만 이븐 루시드(1126~1198)가 아리스토텔레스 주해(註解)를 달던 그 시기에, 반대편 중국 송(宋)에서는 주희(周喜)(1130~1200)가 공자, 맹자의 사상에 주(註)를 달고 사서(四書)체계를 수립하고 있었다는 것을 깨닫게 된다. 동서양에서 거의 같은 시기에 학문적 결집이 이루어지고 있었다는 사실을 통해서도 후대에 '중세(中世)'라고 불리우는 시기가 세계사적으로 결코 암흑의 시대가 아닌 '준비의 시기'였음을 다시 생각하게 된다. 또한 다음의 내용을 생각해 본다.


이 '준비의 시기'에 서양에서 준비된 '과학'은 20세기 그들에게 제국주의 패권을 가져다 주었다면, 동양에서 준비된 '유교 사상'은 무엇을 가져다 주었으며, 21세기에 무엇을 가져다 줄 것인가?


쉽지 않은 위 내용은 이 책의 범위를 넘어서는 주제이기에 본문에는 제시되지 않았지만, 숨겨져 있는 또다른 '깊이 읽기'주제가 될 수 있겠다는 생각이 들었다. 


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yureka01 2016-10-12 13:57   좋아요 2 | 댓글달기 | URL
중세시기의 유럽이 암울했던 게 르네상스로 발돋움한 후퇴기였다고 생각하는데..의외로 이슬람의 중세는 아는 바가 거의 없어서요.....여튼 서양사가 많이 소개 되어도 이슬람은 아직도 모르는게 많았어요..

겨울호랑이 2016-10-12 14:08   좋아요 3 | URL
네, 유레카님 말씀대로 서양에 미친 이슬람의 영향은 축소되거나 거의 알려지지 않는 것 같습니다. 이슬람 연구가 부족한 이유도 있지만, 서양의 발전은 외부 영향없이 자신들의 독자 역량으로 이루어진 것처럼 생각하는 그들의 인식구조도 문제인 것 같습니다. 마치 고대 그리스 문명이 이집트 문명과는 별도의 문명인 것처럼요.