독후감 거울 속 물리학

제목 : 거울속의 물리학

저자 : 로렌스 M. 크라우스

“인간에게 알려진 세상 너머에는 또 하나의 차원이 존재한다. 그 것은 우주공간만큼 넓고 큰 차원이고 시간을 잴 수없을 정도로 영원한 차원이다. 그 것은 빛과 어둠의 중간에 위치해있으며 과학과 미신의 경계에 있다. 그리고 그 것은 인간의 두려움과 인간이 알아낸 최고의 지식사이에 존재한다. 그 것은 바로 상상이라는 차원이다.”  <로드설리, 환상특급>

물리학에 관한 책을 읽을 때마다 내 상상의 차원은 높아간다. 그렇다고 내가 물리학의 천재들이 하는 일들을 모두 이해하는 것은 아니다. 이 책 ‘거울속의 물리학’도 사실은 전체 내용의 30%나 이해했을까? 예를 들면 “1859년 프랑스의 천문학자 르베리에는 수성의 궤도가 변칙적이라는 사실을 발견했다. 수성은 궤도를 한번 돌때마다 처음 시작점으로 돌아오지 않고 조금씩 전진하여, 완전한 타원이 아닌 소용돌이 모양의 궤도를 그린다는 것이다.” 사실 어려운 말도 아니지만, 그렇다고 딱히나 이해할 수 있는 말도 아니다. 그렇지만 ‘아하 수성이 우리가 생각하는 것처럼 시계바늘만큼 정확하게 움직이지는 않네!’하는 정도의 감을 잡을 수있다.

이처럼 물리학자들이나 수학자들은 우리가 상상할 수 있는 그 이상의 세계속에서 살아간다. 사실 4차원의 세계도 우리가 상상하기 어려운 세상이다. 미드 ‘x-파일’이나 일요일 아침 프로그램인 ‘서프라이즈’에서나 접하면서도 이해하기 어렵다. 오래전 영화 ‘백투더퓨처’를 보면서 ‘어떻게 시간을 거꾸로 흘러갔다가, 돌아오면서 시간과 공간의 변화를 다시 원래대로 할 수있을까?’ 하는 상상을 할 수 있는 그 영화 제작작들의 상상력에 놀랐던 적이 있다. 그런데 이미 과학자들은 ‘3차원 세계는 거대한 우주 빙산의 일각에 지나지 않을지 모른다는 수학적이고 과학적인 이유’를 많이 알고 있다. ‘그러나 그 것이 사실이라는 확실한 실험적 근거는 아직 하나도 없다’.

그렇다면 4차원이상의 세계는 어디에 있을까? “물리학자들은 여분의 차원에 대한 시적이고 철학적인 의미는 다른 곳에서 찾을 수있다. 우리 우주로부터 손톱만큼 떨어져 있는 무한대로 큰 다른 우주의 가능성을 나타낼 수있다.”. 또한 “세상이 관심을 가지는 고차원은 거울 뒤에 숨어있거나 옷장의 반대편에 있는 것과 같이 구체적이고 접근 가능할 고차원”일 수도 있다.

4차원의 세계도 이해하기 어려운 데 5차원, 10차원 26차원을 이해하기는 더욱 어렵다. 일단 4차원의 세계를 넘어서 5차원으로 가는 시초는 전자기력과 중력의 힘을 통합하여 하나의 통일된 이론으로 설명하고자 하면서 등장한다. 그런데 이런 다차원의 세계를 수학 방정식으로 표현할려면 얼마나 복잡할까? 그럼에도 불구하고 누구도 아직 다차원의 세계를 확신할 수 없다고 한다.

이처럼 분명 우리가 살고 있는 세상이지만, 그 세상이 어떻게 이루어져 있는 지에 대한 설명은 무지하게 환상적이다. 과거 물리학은 철학의 한 분야였다가 분리되었다고 한다. 이제는 우주에 대한 연구가 진행되면 될수록 점점 더 철학과 가까워진다고 한다. 사실 물리학 책을 읽으면 철학에 대한 이해가 깊어진다는 느낌이다.