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우리는 왜 과학을 공부하는가. 과학 자체에 대한 호기심 때문이기도 하지만 삶의 의미 같은 철학적 문제의 해명에도 도움이 될 것으로 기대하는 경우가 적지 않다. 이전에는 이런 근본적 문제들에 대해 종교나 철학이 전담해 왔지만 종교는 비합리적이고 철학은 공허할 때가 많았다. 반면 과학은 그 엄밀한 방법론으로 자연의 본질에 대한 깊은 사실적 이해에 이르렀는데 이것은 철학적 문제 규명에도 매우 중요한 기반이 된다.

이 책의 표지 문구나 추천사, 서문 등은 바로 이런 기대를 하게 한다. 그래서 같은 시각에서 우주과학에 기반한 철학책(1)을 펴낸 서평자로서는 큰 관심을 갖고 이 책을 살펴 보았다. 그 결과, 이 책의 전체 인상을 말한다면 한마디로 ‘왕후의 밥, 걸인의 찬’(2)이라는 것이다.

원자와 분자, 힘, 물리법칙, 질량 등에 대한 필자의 양자역학에 입각한 설명은 매우 풍부하고 전문적이고 명료하다. 따라서 이런 물리현상들에 대한 과학적 이해를 구하는 사람에게 이 책은 큰 도움이 될 것이다. 하지만 철학적 문제에 대한 논의는 빈약하고 엉성해 보인다.

먼저 철학적 문제들에 대한 필자의 주장과 논의 자체가 별로 없다.(3) 또한 필자의 주장이 제시된 경우에도 그 주장들은 모호할 때가 많고 때론 모순적이다.(4) 주장에 대한 근거로는 양자역학이나 과학이론이 아니라 영화나 개인적 삶을 드는 경우가 많다.(5) 과학이론을 근거로 들 때에도 그 근거가 어떻게 주장을 논리적으로 뒷받침하는지도 설득력있게 보이지 못하고 있다. (6) 이렇게 이 책은 기대와는 달리 철학적 문제에 대해서는 충실한 논의를 펼치고 있지 못하다.

여기서 아인슈타인이 ‘인생의 의미를 밝혀 달라’는 질문을 수없이 받았음에도 단 한마디도 하지 않았던(7) 이유를 생각해 보게 된다. 이것은 ‘과학자는 과학에 대해서만 말해야 한다’는 말이 아니다. 어떤 분야의 전문가라도 다른 분야에 대해서 말할 수 있다. 더군다나 필자가 서문에서 쓴 것처럼 ‘어떻게’를 계속 묻다보면 점점 ‘왜’에 가까워질 수 있으므로(8) 과학자는 철학에 대해서 더욱 그럴만하다. 다만 과학자가 철학적 문제에 대해서도 어떤 주장을 하려면 철학 논의에 필요한 기본 지식과 논변 능력을 갖추고 있어야 한다. 가령 도킨스는 진화생물학자로서 과학의 영역을 넘어서 무신론을 주장할 때 상당히 그러하였다. 이 책에서 다루고 있는 결정론과 자유의지 문제 같은 경우도 철학사에서 수천년간 논쟁이 이어진 것으로, 이에 대한 기본이해가 선행되었어야 한다.

이것은 과학자가 철학 등 다른 분야에 대해 상당한 공부가 되기 전에는 입을 닫아야 한다는 말이 아니다. 과학자가 과학적 설명을 하면서 개인적 일화나 인생에 대한 자기 생각을 들려주고 다른 여러 분야들에 대한 개인적 의견을 곁들이는 것은 책을 읽는 재미를 더해 줄 것이다. 다만 이렇게 ‘가볍게’ 이야기할 때에는 그렇게 이야기하는 것으로 독자가 알 수 있어야 한다.

이 책의 표지나 추천사, 서문 등을 보면 철학적 문제들에 대해서도 과학에 기반해서 본격적인 논의를 펼치고 있는 듯한 인상을 받는다. 실제 출판사나 필자의 의도는 그러했을 것이고 이런 시도는 앞으로도 계속할 가치가 있다. 하지만 결과물로서의 책만 놓고 볼 때 이 책은 겉과 속이 잘 일치하는 책이라고 말하기 힘들다.

(1)＜철학자의 우주산책＞(필로소픽, 2021년)

(2)김소운의 수필 ‘가난한 날의 행복’에 나오는 표현이다.

(3)가령 필자는 “이 책을 통해 현실이...우리 모두에게 자신만의 어떤 특별한 의미가 있는지 알아볼 것이다.”(62쪽)고 약속하지만 책을 다 읽어도 필자의 답이 무엇인지 알기 힘들다. “과학적 결정론이 자유의지와 서로 모순되지 않는다는 것을 보이고자 했다.”(324쪽)고 말하지만 이 둘이 어떻게 양립가능한지 논의를 펼치는 부분은 찾아보기 힘들다.

(4)“운명이란 모든 것이 미리 결정되어 있다는 것이다.”(168쪽)라고 운명을 결정론과 부합하는 것으로 말하는가 하면 “운명이란 단순히 결정론이나 자유의지가 아니라 우연과 필연의 절묘한 교차점에 존재하는 그 무엇” (324쪽)이라며 결정론과 차별화시키고 있다. 결정론에 대해서도 “우주에서 일어나는 모든 일은 초기 조건에 따라 미리 결정되어 있다.”(323쪽)고 긍정하는가 하면 “우주의 운명이 인과관계에 의해 완벽하게 결정되지 않았다.”(238쪽)며 부정하는 듯이 보이는 곳도 있다.

(5)가령 “운명이란...우연과 필연의 절묘한 교차점에 존재하는 그 무엇”(324쪽)이라는 주장을 뒷받침하기 위해 자신의 개인사를 제시하고 있다.(324-329쪽)

(6)예를 들어 “우주의 운명이 인과관계에 의해 완벽하게 결정되지 않았다”(238쪽)면서 그 근거로 ‘엔트로피의 증가로 우주에서 벌어지는 일들을 알려면 점점 더 많은 정보가 필요하다’는 점을 든다.(238쪽) 하지만 이에 대해서는 예측에 필요한 정보량이 더 많아진다는 것은 인과관계의 복잡함을 의미할 뿐 그 부재를 증명하지는 않는다는 반론이 가능하다. 가령 모두 1의 눈이 나와 있는 주사위 10개를 다시 던졌을 때 새로 나온 눈이 무엇인지 알려면 훨씬 많은 정보량이 필요하지만 나중의 눈들이 인과관계 없이 나왔다고 볼 수는 없다.

(7)＜철학자의 우주산책＞ 8쪽

(8)13쪽

교양에 정해진 구체적인 혹은 권장되는 내용이 있을까. 나는 ‘교양이란 생각하는 방식’이라고 믿는다. 과학에서 대해서도 과학과 과학서의 대중적 필요와 역할은 ‘과학적으로 생각하는 방식’이라고 믿는다. 필요한 사안에는 사실적 근거를 가지고 주장하는 태도가 상식이 되면 해결할 수 있는 문제는 얼마나 될까.

 

대중적 호감을 얻지 못한 대표적인 학문들 중 하나가 물리학임에도 불구하고 관련 대중과학서들은 적지 않게 출간되고 심지어 스타물리학자저자나 강사들도 많다. 부분적으로는 SF 장르로 구분되는 문학과 영화에 힘입은 바도 있을 것이다 - 엄청 좋아하는 ＜블레이드 러너＞의 가장 좋아하는 장면이 언급되어 행복!

 

아주 재밌고 기발한 과학적 사실들에 방점을 둔 책들도 있고, 교재에 가까운 학구적이고 충실한 내용들로 채워진, 이 책에서처럼 수식을 사용하는 것도 주저하지 않은 부류도 있다. 더구나 아무도 전부 이해하지 못했다는 양자역학을 다루는 책들도 다수 출간된다.

 

재미와 흥미를 느낄 수도 있고 도대체 무슨 의도냐고 화를 낼 수도 있을 것이다. 1980년대에 이미 양자역학서로 인기를 얻은 리처드 파인만의 저서들에 대해서도 대체로 이 이런 반응들을 보여 왔다. 저자 자신도 이렇게 말했다.

 

“여러분은 결코 이해하지 못할 것이다. 왜냐하면 나 자신도 이해하지 못하기 때문이다. 이해하는 사람은 아무도 없다!”

 

여기까지 읽으면 자신도 모른다면서 아무도 모르는 이야기를 연구하고 강의하는 것으로도 모자라 책으로 쓰는 이유는 도대체 무엇이며 왜 이런 이상한 짓을 하는지 더 혼란스러울 지도 모른다. 저자가 밝히는 이유는 다음과 같다.

 

“그러니까 여러분도 자연 자체가 터무니없는 존재라는 사실을 받아들이는 게 좋을 것이다.”

 

자연을 대상으로 연구하는 자연과학, 여기서는 양자역학이 기괴하고 이해하기 어려운 것은 그 대상인 자연이 ‘그렇기 때문이다.’ 가장 널리 알려진 내용 두 가지만 봐도 얼마나 혼란스러운 사실인지 대략 느낌이 온다.

 

- 관측에 따라 결과가 바뀐다.

 

: 관측할 때마다 바뀐다. 관측자가 개입하지 않은 독립된 실재란 존재하지 않는다(논쟁 중).

 

- 위치와 운동량을 어느 정도 이상으로 정확하게 측정할 수 없다.

 

: 이 대목에서 물리학을 배우던 나는 이런 것도 과학이야, 하고 혼란에 빠졌고, 더 이전 아인슈타인은 일갈을 던졌다. “자연은(신은) 주사위놀이를 하지 않는다.”

 

이 책의 구성은 파동, 원자, 빛, 힘, 물질, 시간, 존재의 7개로 나뉘어 있고, 각각을 설명하기 위해서 필수적인 물리법칙들과 수식들이 포함되어 있다. 물리학적인 비유 역시 주저함이 없이 사용된다. 슈뢰딩거의 파동방정식, 열역학제2법칙 등을 수식으로 보는 것이 고통스러운 분들은 미리 마음을 다잡으시기 바란다.

 

읽으면서 이해는 하지만 심정적으로 불편한 제목은 정확히 어떤 함의로 사용되었는지 궁금했고, 그 이유를 찾고 싶었다. 지식과 문해력이 약한 탓이 크지만, 자연 상태나 양자역학처럼 익숙하고도 새로운, 당연하고도 뜻밖인, 사실과 논의들이 복기되기도 하고 새롭게 의문스럽기도 하다. 무척 재밌었다.

 

관찰자의 개입 여부와 관계없이 실재하는 외부의 객관세계는 존재하는가,

우리가 모를 뿐 세상 만물의 만사는 이미 결정된 것인가,

인간이 가졌다고 믿는 혹은 믿고 싶은 자유의지는 존재할 시공간이 여지가 있는 것인가.

가능성이 있다면 우연의 개입 여지가 있다면...

인간으로서 나는 결정적인 순간에 기꺼이 개입할 것인가,

할 수 있을 것인가.

 

 

 

조금 거칠게 말해서
지금까지 나온 교양 물리학책중 가장 인상깊은 책이다.
작가의 서술방식과 접근법 또한 내용의 구성 및 치밀성 뿐만 아니라
독자의 이해력과 상상력을 키울 수 있다고 생각한다.
양자역학의 조각조각들이 완성도 높은 영화의 대본으로 잘 맞추어지고 큰 흐름을따라 서사하는 모습이 곳곳에서 감동을 다가온다.
단연코 양자역학의 이해에 도움을 주고 상상력과 호기심을 유발하는
최고의 책이 나왔다.
김민형 장하석교수의 극찬이 왜 나왔는지 한장한장 읽으며 끄덕이게된다.
우리나라 물리학 양자역학의 일반인의 이해에 10년을 앞당기는
역작중에 역작이 나왔다.
어려운 물리학 양자역학을 배우고싶고 다가가고 싶은 일반인에게
더할 나위없는 친철하고도 감동적인 물리학의 시네마천국을 본것같다.

양자세계를 이해한다는 것은 지금까지의 상식을 버리는것이다
양자역학은 믿기 힘들만큼 이상하다 우주의 모든것은 입자이면서 파동이다 입자는 그 자체로 점과 같지만 그것의 위치는 파동처럼 공간에 퍼져 있다 파동함수는 입자가 주어진 위치에 존재할 확률을 알려준다 이 불확실성이 바로 양자역학의 근간이라는 바로 이 한계 덕분에 양자역학이 기술 하는 우리 우주가 아름디워진다는 주장에 적극 동감한다

양자역학이란 무엇일까?

만물의 근원인 원자.

입자이면서 동시에 파동인 전자.

과학적, 수학적 원리와 함께 삶에 대한 박권 교수의 생각이 담겨있다.

 

p.12 우리는 그저 존재하기 위해 존재할 뿐이다. 그렇다면 단지 존재하는 것만으로도 이미 주어진 소임을 다한 것이다.

p.13 우리는 어떻게 존재하는가?

p. 260 인간으로 존재한다는 것은 무엇인가?

p.261 베르그송에 따르면, 존재한다는 것은 변화하는 것이고, 변화하는 것은 성숙하는 것이고, 성숙하는 것은 끊임없이 자기 자신을 창조해 나가는 것이다. 즉, 존재는 창조적 진화다.

 

평범한 일상에서 날마다 새로워질 수 있을까?

이어령 선생님께서는 ＜이어령의 마지막 수업＞에서 다음과 같이 말씀하셨다.

'너 존재했어?'

'너답게 세상에 존재했어?'

'너만의 이야기로 존재했어?'

아, 억지로 새로움을 꾀하는 것이 아니라, 이 세상에서 유일무이한 나의 이야기를 써내려 간다면

나는 나로 존재할 수 있구나.