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우리 안의 우주 - 인간 삶의 깊은 곳에 관여하는 물리학의 모든 것
닐 투록 지음, 이강환 옮김 / 시공사 / 2013년 5월
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품절
우주천체라는 말이 너무도 익숙해서 친근감있게 다가오지만 실제 무엇에 대해 말해 보라고 하면 제대로 된 답변을 할 수 없다.평소 우주,지구,행성,달,별,은하,은하계 등이 어떻게 형성되어 현재에까지 이르게 되었는가의 과정에 대해서도 구체적이지 않다.그만큼 우주천체에 관한 지식이 얇지만 살아 오면서 우주와 인간과의 함수관계가 어떻게 되고 인간은 우주에 대한 관심과 애정이 얼마큼이나 있는가에 대해 관심과 흥미는 마음 속에 늘 자리잡고 있었다.
우주의 빅뱅이론과 인류의 탄생,나아가 물리학자들의 과학적 발견과 이론 등을 염두에 두면서 읽어 내려 갔다.숫자와 공식에 얽힌 난해하기만 한 물리학의 법칙들이 현대사회 기술,IT산업 등에 직접 영향을 끼치고 사유하고 글을 쓰는 철학가 및 작가들에게 예리한 통찰력과 삶의 방식을 바꿔 놓는 역할마저 하게 되었다는 위대한 지침이 되었던 것이다.피타고라스,갈릴레오,코페르니쿠스,뉴턴,아인슈타인,뇌터 등의 수학,물리학의 위대한 발견이 오늘날 양자 컴퓨터의 시대를 열게 된 동력이 되었으며 이러한 첨단산업의 밑바당이 되어온 수학과 물리법칙이 향후 인간과 우주의 관계는 어떠한 방향으로 흐를 것인가에 대한 기대와 예측은 크기만 하다.
현재 페리미터이론물리연구소 소장으로 재직중인 닐 투록저자는 남아프리카공화국 출신으로 인종차별로 부모님이 박해를 받으면서 모국을 떠나 현재는 미국에서 아프리카 수리과학연구소(AIMS)를 운영하면서 아프리카인들이 가장 필요로 하는 것이 수리개념이 약하기에 수리개념을 심어 주는 것이 절실하고 가장 효율적인 학습이라고 판단하여 아프리카 젊은이들에게 미래의 꿈과 희망을 심어 주고 있다.또한 저자는 물리학자로 재직하면서 그가 경험했던 것들,특별히 만났던 인물들과의 나누었던 대화 등을 묶어 에세이 형식으로 담고 있다.특별한 것은 모국을 비롯하여 아프리카인들에게 대한 관심과 애정을 교육으로 승화시키려는 그의 단단한 의지가 깊다는 것이다.또한 과학은 순전히 사람에 대한 것으로 자연에 대한 호기심이 원동력으로 작용하고 있다.
닐 투록저자는 역사적으로 다양한 분야의 인물들 이를테면 철학자,화가,수학자,물리학자 등이 상상 속으로만 여겨지는 것들을 호기심과 탐구정신으로 매진하여 놀라운 원리,법칙들을 세상에 내놓았는데,이러한 것들이 당시에는 환영을 받지 못하다 후대에 들어오면서 후학자들에 의해 재발견하여 다양한 분야로 확대발전시켰던 것이다.특히 고대 그리스 문명이 진전되면서 수학,철학,예술,문학이 병행하고 이것은 민주주의의 번성으로 연결되어 갔다는 점에서 학문이라는 것이 서로 연결되어 상호보완작용을 한다는 것을 새삼 느끼게 되었다.글 속에는 다양한 이론이 나열되지만 딱딱하지 않고 난해하지 않아 일반인들도 우주과학에 대한 교양서로도 매우 유익하리라는 생각이 든다.
나에겐 처음 들어 보는 이론이 있었는데 그것은 인플레이션 이론이다.그 의미는 우주가 매우 평탄한 이유를 초기 우주의 기하급수적인 팽창으로 설명하는 이론이다.앨런 구스에 의해 발명된 이 이론은 초기의 우주가 무작위적이고 혼돈스러웠다 하더라도 이것을 매끈하게 만들어주고 거대한 양의 복사로 채울 수 있는 메커니즘이 존재한다고 주장했다.그는 그런 메커니즘을 자연에 존재하는 모든 입자와,중력을 제외한 모든 힘을 서로 연결시키는 대통일이론들 속에서 발견했다고 하는데,대통일이론에서는 여러 종류의 입자들과 힘들을 서로 구별하기 위해 '힉스 장(Higgs Fields)'이라고 불리는 스칼라 장들이 도입되고 있다.
저자는 20세기의 우주론은 빅뱅 특이점을 무시하는 데 기반을 두고 있다고 지적한다.이것은 이론에 심각한 오류가 있음을 나타내지만,최종적으론 근거 없는 인위적 가정을 만듦으로써만 무시할 수 있다는 것이다.이렇게 계속 특이점을 무시하게 되면 모래성을 쌓고 있는 위험에 직면하게 되고,특이점은 우주가 실제로 어디에서 왔는지 알려줄 가장 훌륭한 단서가 될 수도 있다는 것이다.또한 순환하는 우주 모형에 대한 작업은 인플레이션 모형의 성공이 인플레이션을 겪지 않고 특이점을 통과하는 우주에서 모두 재현될 수 있음을 보여 주고 있다.
오늘날 건강,교육,산업,교통,자연 자원 등에 대한 좋은 정보에 근거한 결정을 내리는 것이 기술자,컴퓨터 과학자,통계학자들이 하고 있으며 이것들을 포괄하는 분야가 디지털의 혁명이라고 볼 수가 있다.아인슈타인이 발견한 일반,특수상대성 이론부터 양자이론이 결합하여 전자,통신,디지털 문화의 전성기를 만끽하고 있는데 미래가 어떻게 흘러갈지를 아무도 예단할 수 없을 정도이다.아인슈타인도 이렇게 빠르게 변화하는 시대에 대해 다음과 같이 말했다."나는 한 번도 미래를 생각해본 적이 없다.미래는 너무나 빨리 다가오기 때문이다."이것을 높은 벼랑 끝에 서서 안개 덮인 낭떠러지를 내려다보고 있는 다이버 같은 느낌이 든다고도 했던 것이다.
끝으로 저자는 과학이 분화되면서 과학은 과학자들이나 일반 대중들 모두에게 접근하기 어렵게 만들고 있다고 지적하고 있다.서로를 풍부하게 만들 수 있는 기회가 사라지고,과학자들은 더 큰 목적에 대한 감을 잃어버리고,과학이 자족적인 학술 연구나 순수한 기술적인 작업으로 격하되면서 사회는 과학의 위대한 약속과 중요성을 인식하지 못하는 상태로 남게 되었다는 것이다.나아가 디지털 혁명의 시대에 살고 있는 현대인들 앞에 저항할 수 없는 도전들에 직면하고 있는데,그것은 경제 불안,과소비,환경오염,에너지와 자원 부족,기후 변화,그리고 늘어만 가는 불평등과 같은 것들이다.우주를 비롯하여 지구,행성,은하계 등의 천체현상과 연관된 수학 공식,방정식과 물리 법칙이 인간의 문명 발전에 커다란 기여를 하고 있는 것은 사실이지만 문명 발전의 뒤안길에는 인간 스스로의 업보를 치뤄야만 하는 당면성이 내재한다는 것을 각인시켜 주고 있다.