천체 물리학 : 융합과 발전

스티븐 호킹의 우주
데이비드 필킨 지음, 동아사이언스 옮김, 스티븐 호킹 감수 / 도서출판성우 / 2001년 2월

<스티븐 호킹의 우주>는 천체 물리학의 역사를 정리한 개론서다.

스티븐 호킹의 우주론(무경계 우주론)을 설명하기 위해 고대 그리스부터 책이 쓰여진 1997년까지의 이론을 사진과 그림으로 쉽게 정리했다. 

스티븐 호킹은 수식을 제외한 대중친화적인 저술로 유명하다. 이 책의 저자 데이비드 필킨 역시  스티븐 호킹의 뜻을 충분히 살려 아인슈타인의 유명한 공식 E = mc2 을 제외하고는 수식을 사용하지 않는다. 그리고, 친절한 그림과 중간의 아름다운 밤하늘의 별 사진을 통해 중도에 포기하려는 독자들을 완독(完讀)의 길로 이끈다.

물리학에 대해서는 잘 알지 못하기 때문에 여러 입문서를 읽었는데, 이 책의 두드러진 특징은 '물리학에 끼친 여러 학문'들의 영향이 잘 나타난다는 점이라 생각된다. 비교적 최근까지 강조되어온 '융합(融合)'이 우주의 기원과 형성을 연구하는 천체 물리학에 어떤 영향을 미쳤는지 잘 정리되어 있다.

1. 신학(神學) : 기독교

중세 기독교 교회는 창조론에 맞는 우주관의 정립이 필요했다. 그래서, 지구를 중심으로 한 프톨레마이오스의 우주관을 받아들이되, 천동설을 부정한 갈릴레오의 이론은 단죄받게 되었다. 역설적이게도, 갈릴레오에게 영향을 주었던 과학자 코페르니쿠스는 폴란드의 신부였다. 비록 갈릴레오는 자신의 주장(지동설)을 철회했지만, 그가 제기한 '행성 궤도의 문제'는 교회의 숙제로 남겨지게 되고, 이 문제는 '뉴턴의 운동 법칙'을 통해 일시적으로 해결된다. 약 200년 동안 받아들여지던 뉴턴의 우주론은 '프라운 호퍼 선'등의 발견으로 인해 붕괴되고, 이후 신학은  물리학과 큰 관계를 맺지 못했다. 20세기에 들어 르메트르 신부가 주장한 '빅뱅(Big Bang)'이론을 통해 우주의 기원 설명하는 이론과 창조론을 결합시키게 된다.

2. 화학

드미트리 멘델레예프는 원소를 주기율표에 배열하는 방법을 발견하여, 물질의 본질과 원소들의 연관 관계를 밝혔다. 이를 통해 초기 우주에 생성된 두 원소 수소와 헬륨이 어떻게 발전되었는가에 대한 실마리를 풀어갈 수 있었다. 퀴리 부부가 발견한 방사능 원소(폴로늄, 라듐)으로부터 러더퍼드는 화학 원소간 변성이 일어날 수 있음을 발견했고, 원소에서 에너지로 변환될 수 있음을 발견한다. 이러한 화학 부분에서의 성과를 통해 우주의 진화에 대해 설명할 수 있게 되었다.

3. 생물학

생물학의 진화론이 주요 개념 중 하나가 '적자생존'이다. 리 스몰린은 적자생존의 개념을 통해 린데의 '다중우주'문제에 접근하는 해결책을 제시하고자 했다. 

4. 기타 : 수학, 전기학, 컴퓨터공학 등

이외에도 뉴턴은 수학을 통해 '중력의 법칙'을 증명했으며, J.J 톰슨의 전기학 연구를 통해 전자의 흐름을 입증했다. 그리고, 전자의 흐름을 발전시켜 현대의 입자 가속기를 만들 수 있게 되었다. 광학을 통해 성능 좋은 망원경을 만들어 더 많은 별과 성운들을 발견할 수 있었고, 컴퓨터의 발전을 통해 'M이론'의 11차원에 이르는 수만개의 방정식을 풀어갈 수 있게 되었다.

위와 같은 내용이 <스티븐 호킹의 우주>에 시기별로 정리되어 제시되기 때문에, 이 책을 통해 많은 학문분야가 서로 융합되어 발전되어 왔음을 파악할 수 있었다. 또한, 이 책에서는 이러한 학문 간 연관관계를 파악하는 이외에도  고대 그리스의 에라토스테네스의 지구 크기 측정 부터 최근의 초끈이론, M이론까지를 폭 넓게 다루고 있다. 마치 예전 고등학교 때의 <사회과부도>처럼 많은 그림과 사진으로 쉽게 구성되어 있다.  <스티븐 호킹의 우주>는 현대 과학간 연관관계와 천체물리학의 직관적인 이해를 도와준다는 점에서 초보자들에게 매력적인 입문서라 생각된다. 

현대 천체 물리학 입문

세이건 & 호킹 : 우주의 대변인 ㅣ 지식인마을 8
강태길 지음 / 김영사 / 2006년 11월

이 책에서는 두 과학자의 공통 관심사인 '우주'의 기원과 구조, 시간과 공간과의 관계 등에 대해 다루고 있다.

본문에서는 대폭발이론을 윗받침하는 증거로 적색 편이(red shift), 우주배경복사(cosmic microwave background radiation)등을 제시하며, 대폭발이론의 한계점을 보완하기 위해 등장한 팽창이론(inflation theory) 등을 소개한다. 또, 팽창이론을 통해 '여러 개의 우주'가 존재할 수있다는 이론과 함께 우주의 시공간 문제, 우주 대폭발의 원인 등에 대해 개략적으로 살펴보고 있다.

이러한 우주 기원과 형성에 관한 공통된 배경지식 하에 두 과학자의 주요 저서에 대한 배경 설명이 이루어 진다.

또한, 별들이 '성운상태'에서 '별'로, 다시 '적생거성'에서 '백생외성'으로 최종적으로 초신성 폭발로 인해 블랙홀로의 변환하는 별의 일생과 우리 은하, 성단과 성운에 대한 이야기를 통해 우리 우주가 얼마나 거대한 것인지를 그리고 있다. 이 장은 세이건의 <코스모스>를 읽기 전 배경지식으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

그리고, 우주의 생명체를 찾기 위한 과학자들의 노력으로 전파망원경의 사용, 외계생명체가 존재할 수 있는 확률과 조건등을 설명하고 있으며, 마지막으로 '시간'과 관련하여 호킹의 무경계가설을 소개한다. 독자에게 호킹의 이론을 보다 잘 설명해 주기 위해 엔트로피 법칙과 특수상대성이론에 대한 기본설명, 민코프스키의 4차원 시공간 등에 대한 추가 설명도 같이 이루어 진다. 이 장은 호킹의 <시간의 역사>의 입문 내용으로 생각된다.

이 책은 대중들에게 과학을 보다 잘 알려주기 위해 노력한 두 과학자 세이건과 호킹의 이론을 이해하기 위한 입문서다. 많은 생소한 이론과 개념이 소개되고 있어 한편으로는 어렵게 보이기도 한다. 그렇지만, 이 책과 또다른 입문서인 <아인슈타인 & 보어>등을 통해 현대 물리학 용어와 이론에 친숙해 지는 것에 목표를 둔다면 이미 이 책의 목적은 달성한 것이라 생각된다. 천체 물리학과의 깊이 있는 만남은 세이건의 <코스모스>와 호킹의 <시간의 역사>, <호두껍질 속의 우주> 등을 통해 가져보도록 하자.

강신주가 생각하는 장자와 노자 철학

장자 & 노자 : 道에 딴지걸기 ㅣ 지식인마을 6
강신주 지음 / 김영사 / 2013년 4월

장자 철학과 노자 철학 입문서

이제는 일반 대중에게도 널리 알려진 철학자  강신주 박사가 쓴 장자와 노자 입문서다.

저자가 생각하는 장자 철학의 핵심은 '소통'이다.

우리는 고정된 자의식이 아닌 유연한 자의식을 가져서 타인의 의견을 수용하면서 우리 자신을 바꿀 수 있다.  이러한 소통을 통해 타인(또는 타자)와의 차이를 인정하고 받아들일 때 우리 자신을 바꿀 수 있고, 바뀐 자신을 통해 자신의 길을 만들어 가는 것이 장자 철학이라는 저자의 주장이다. 그리고, 본문에서 '조삼모사'이야기와 '송나라 상인'처럼 간단한 예화를 통해 그러한 저자의 주장을 다시 살펴본다.

또한, 저자는 노자의 철학을 통치 철학으로 규정한다.

우리가 흔히 알고 있는 노자의 사상은 '무위자연'으로 알고 있지만, 실상은 강력한 부(富)의 재분배를 주장한 강력한 사회민주주의 통치 철학이라고 정의한다. 또한, 이러한 주장의 근거로  <한서(漢書) 예문지(藝文志)>편을 구체적인 문헌으로  제시하고 있다. 이와 같은 전제 위에 주로 국가 경제 구조를 바탕으로 노자의 도덕경이 어떻게 해석되는가를 논의하고 있는 것이 본문 내용이다.

'노자'의 <도덕경>은 함축적인 내용으로 구성되어 있어 다양한 해석이 가능하다. 내가 알고 있는 몇 가지를 정리해 보면 <도덕경>의 해석은 크게 두 줄기로 나눌 수 있을 것 같다.

먼저 최진석 교수, 강신주 박사 등은 <도덕경>의 '통치 철학적인 면'을 강조하는데 반해, 오쇼 라즈니쉬, 유영모 등 종교 관련 연구자들은 '자연의 일반 질서'로 <도덕경>을 해석하고 있어 해석에 있어 입장 차이를 보이는 듯 하다. 이외에도 <도덕경>을 처세술로 정의하거나, 신과학으로 정의하는 등 <도덕경>과 관련해서는 많은 이들이 다양한 해석을 하고 있다.

'지식인 마을' 시리즈 중에서 서양 사상들을 다룬 편들은 대체로 핵심 사상과 논점이 잘 정리되어 있어 이를 바탕으로 지식을 심화시키면 좋겠다는 생각이 든다. 이에 반해, 동양 사상과 관련해서는 학자들간 이견(異見)이 많아서인지 논점보다는 저자의 주관(主觀)이 많이 나타나는 느낌이다. 그래서, 동양 사상과 관련해서는 '깊이 읽기'에 나오는 책 이외에도 다양한 책을 접해서 다양한 관점을 검토하고 자신의 견해를 수립하는 편이 더 좋겠다는 생각이 든다.

비록, 이 책을 통해 장자와 노자 철학의 출발을 전반적으로 바라볼 수는 없을지라도, 하나의 관점을 이해할 수 있는 기반을 잡을 수는 있을 것이라 생각된다. 이후 공부를 통해 깊이와 넓이를 확장시키는 것은 독자들의 과제겠지만,  이처럼 타인의 견해를 수용하면서 자신을 세우는 자세가  바로 강신주 박사가 말하고자 하는 장자의 '소통'의 출발이 아닐까.

아우구스티누스 & 아퀴나스 : 신앙과 이성의 방향점 차이

아우구스티누스 & 아퀴나스 : 신앙과 이성사이에서 ㅣ 지식인마을 26
신재식 지음 / 김영사 / 2008년 2월

초대 그리스도교 교리를 정립한 아우구스티누스와 중세 스콜라 철학을 대표하는 토마스 아퀴나스의 사상을 살펴보는 입문서.

이 책에서 강조하는 것은 신앙과 이성과의 관계다.

 아우구스티누스의 신앙은 '이해하기 위해 믿는다'로, 토마스 아퀴나스의 신앙은 '믿기 위해 이해한다.' 로 요약된다. 이러한 관계의 연장 선상에서 아우구스티누스는 플라톤 사상의 영향을 많이 받은 반면, 토마스 아퀴나스는 아우구스티누스와 아리스토텔레스의 영향을 받아 그 사상 체계를 정립하는 것으로 정리된다.

이 책에서는 이러한 기초 위에 두 사상가의 신앙을 정리한다. 이 책에서 다루는 주요 내용은 다음과 같다. 아우구스티누스 편에는  플라톤 사상의 영향, 아우구스티누스의 조명론, 삼위일체론, 마니교와 펠라기우스주의와의 대립 등과 관련한 내용이 잘 정리되어 있다.

토마스 아퀴나스 편에서는  아퀴나스와 아우구스티누스 철학의 차이, 아리스토텔레스 철학의 수용, 안셀무스와 아퀴나스의 하느님 존재 증명(하느님 존재 증명의 다섯 가지 길) 등이 소개되어 있다.

두 사상가의 주요 핵심이 잘 소개되어 있어, 이를 바탕으로 이해를 심화시키면 좋을 것이라 생각된다. 다만, 내가 가진 책의 출판년도가 2008년으로 되어 있어, 이후 출판된 좋은 저서에 대한 소개가 빠진 점은 다소 아쉽게 생각된다. 그렇지만, 이 부분은 '깊이 읽기'에 소개된 서적의 참고 문헌과 서평을 참고해서 읽는 것을 통해 그리스도교에 대한 이해를 심화할 수 있으리라 생각된다.

이 책을 읽으면서 생각하게 되는 점이 하나 있었다.

토마스 아퀴나스의 사상은 당대에 충격을 주었지만 바로 수용되지 못했다. 오히려, 그는 죽은 지 1년이 지난 1275년 부관참시(剖棺斬屍)를 당하게 되는 등 이단시 되었다. 그러다가, 1375년 복권되고 현재는 가톨릭 신학의 주류로 인정받게 된다. 결국, 신학 교리도 끊임없이 변화되어 온 것이다.

신앙은 개인의 믿음의 문제지만 이처럼 사회의 발전에 따라 변화되고(비록, 수용속도가 느릴지라도) 있다는 것을 볼 때, 새로운 문제제기에 대해 신앙인들의 열린 자세가 필요한 것은 아닌지 다시 생각하게 된다.

평소 말하지 못한 부모의 이야기를 대신 해주는 그림책

고릴라 ㅣ 비룡소의 그림동화 50
앤서니 브라운 글 그림, 장은수 옮김 / 비룡소 / 1998년 10월

아빠와 딸이 같이 읽으면 좋을 책.

바쁜 일에 쫓겨 아이와 함께 하지 못하는 아빠들에게 더 의미있게 다가오는 책이다.

아빠와 놀고 싶지만 바쁜 아빠와 놀지 못하는 아이들의 마음이 보여진다. 반대로, 아이에게는 일상에 바쁜 아빠의 속마음을 보여준다.

개인적으로 아이와 함께 놀아주는 고릴라에 내 자신의 감정이 이입됨을 느꼈다.

평소 내 자신의 마음을 표현하지 못했어도 책을 통해 잔잔하게 내 마음을 딸에게 전달하는 느낌이 들었던 그림책이다. 내게 전해진 딸의 마음도 나와 같은 것이었을까?

ps. 반드시 아빠와 딸이 아니더라도 직장을 다녀 자녀와 함께 하지 못하는 부모와 자녀가 함께 읽으면 좋겠다.