장회익의 자연철학 강의 (철학을 잊은 과학에게과학을 잊은 철학에게)

장회익

서울대학교문리과대학물리학과를졸업하고미국루이지애나주립대학교물리학과에서고체물리학연구(논문〈GsSb의에너지밴드구조〉)로박사학위를받았다.미국텍사스대학교연구원과루이지애나대학교방문교수를거쳐30여년간서울대학교물리학과교수로재직했으며,같은대학대학원의‘과학사및과학철학협동과정’에서겸임교수로참여했다.지금은서울대학교명예교수로있으면서,초빙교수로서경희대학교에서강의를진행하고있다.
지은책으로《생명을어떻게이해할까》,《물질,생명,인간:그통합적이해의가능성》,《온생명과환경,공동체적삶》,《공부이야기》(구판《공부도둑》),《이분법을넘어서:물리학자장회익과철학자최종덕의통합적사유를향한대화》,《삶과온생명》등이있다.

책머리에왜‘자연철학’인가?

여는글《성학십도》와〈심우십도〉
퇴계의《성학십도》｜퇴계의학문편력｜《성학십도》의성격｜곽암의〈심우십도〉

제1장소를찾아나서다:앎의바탕구도
[역사지평]근대학문의싹《우주요괄첩》｜여헌의생애｜《우주설》과〈답동문〉｜성역없는학문세계｜내안에있는이로천지만물의이를비추다｜대지는왜떨어지지않는가?[내용정리][해설및성찰]

제2장소의자취를보다:고전역학
[역사지평]데카르트의‘놀라운학문’｜나는생각한다,그러므로나는존재한다Cogitoergosum｜데카르트가토대를세운물리학｜거인의어깨위에올라선거인｜기적의해1666년｜사과는왜떨어지나?[내용정리][해설및성찰]

제3장소를보다:상대성이론
[역사지평]두번째기적의해｜아인슈타인의지성은어디서왔나?｜4차원세계의선포｜또한번의도약[내용정리]두사다리의상대적기울기｜상대속도로본4차원시공간의의미｜아인슈타인의두기본명제들｜시간간격의상대성과고유시간｜4차원속도와4차원운동량｜4차원상태와상태변화의원리｜일반상대성이론[해설및성찰]

제4장소를얻다:양자역학
[역사지평]취리히대학의한세미나실｜“그는거대한장막의한쪽귀퉁이를들어올렸습니다”｜파동함수가의미하는것은?[내용정리]‘상태’의함수적성격과맞-공간｜양자역학의기본공리｜상태변화의원리,슈뢰딩거방정식｜사건의유발및측정의문제[해설및성찰]이중슬릿실험｜‘상호작용-결여’측정

제5장소를길들이다:통계역학
[역사지평][내용정리]거시상태와미시상태｜엔트로피와열역학제2법칙｜온도의의미와그활용｜자유에너지와‘변화의원리’[해설및성찰]

제6장소를타고집으로돌아가다:우주와물질
[역사지평][내용정리]아인슈타인의우주방정식｜우주의물질생성과그변화｜은하와별의형성[해설및성찰]물고기우화｜우주를이해한다는것

제7장집에도착해소를잊다:생명이란무엇인가?
[역사지평]슈뢰딩거의《생명이란무엇인가》｜슈뢰딩거의책에담긴내용[내용정리][해설및성찰]생명의놀라움과‘온생명’의발견｜온생명의개념정립｜생명의자족적단위

제8장사람도소도모두잊다:주체와객체
[역사지평]스피노자를찾아서｜스피노자의출생과성장｜스피노자의파문｜가상의시나리오｜데카르트의《성찰》｜데카르트와엘리자베스공주의문답｜스치노자의대안[내용정리]객체적양상과주체적양상｜집합적주체의형성｜온생명도의식의주체인가?｜삶이란무엇인가?[해설및성찰]자유의지에대한크릭의견해｜슈뢰딩거의의식론｜의식은오직하나인가?

제9장본원으로돌아가다:앎이란무엇인가?
[역사지평]아인슈타인의권고｜세계의신비는이것이이해된다는것이다[내용정리]주체가지닌조직의구성과기능｜의식적앎과비의식적앎｜앎의대상과이에대한앎의서술｜예측적앎작동의단위과정｜지식과정보는어떻게얻어지는가?｜전형적앎의몇가지사례｜보편이론으로서의동역학동역학의구조에대한메타이론적성찰｜앎의집학적주체｜끊임없이네앎을죽여라.그렇지않으면네앎의너를죽일것이다[해설및성찰]

제10장저잣거리에들어가손을드리우다:온전한앎
[역사지평]주돈이의〈태극도설〉｜[내용정리]무극이면서태극이다｜태극이나뉘어음양이되고또변화를일으켜오행이된다｜사람의정신안에앎이생겨나고…｜성인이사람의바른자리를세운다｜군자는이를지켜길하고소인은이를어겨흉하다｜시초를찾아보고종말로돌아오니삶과죽음의이치를알게된다｜상세한앎과온전한앎｜온전한앎의뫼비우스의띠모형｜온전한앎의한모습｜온전한앎이보여주는것[해설및성찰]

부록제3장보충설명상대론적전자기이론
제4장보충설명δ?함수와푸리에변환
제5장보충설명햇빛이가져오는자유에너지
제6장보충설명일반상대성이론에서우주론으로

권말부록간결한수학해설｜수학기호와부호｜그리스문자와발음

참고문헌

고전역학에서마음에대한탐구까지…
인간이앎의지평을넓혀간과정을
열가지결정적장면으로엮어낸‘모든지혜의역사’

왜자연철학인가?
철학에서과학이나뉘기이전부터시작해다시철학과과학이만나기까지,
열가지전환점으로보는인간이사유한앎의여정

이책에서저자는근대이후오늘날에이르기까지스스로를스승으로삼아자신만의세계를완성시킨이들과그들의학문을《심학십도》의형식으로정리해지성사의흐름을조망한다.구체적으로《장회익의자연철학강의》는여헌장현광부터뉴턴,데카르트,스피노자,볼츠만,아인슈타인,슈뢰딩거등인물중심으로인간이학문을발전시켜간길과저자가평생을탐구해온연구주제들을포갬으로써인류가어떻게앎의지평을넓혀갔고,동시에그들의어깨에올라탄저자자신이어떻게공부를심화시켜갔으며지금에이르러어떤결론을내렸는지를아울러정리했다.
그과정은크게세가지방향으로진행된다.첫째,형식적으로는자연과학과철학이분리되기직전자연철학으로불리던시절부터거슬러올라간다음고전역학과양자역학을지나생명을다시정의하고스스로의마음을들여다볼수있게된오늘날에이르기까지인류지혜의역사를〈심우십도〉에빗댄다(*곽암의〈심우십도〉는한개인이진짜자신,또는진리를찾아나가는과정을소년이소를찾아집으로돌아가기까지의열가지장면으로그린우화다).
둘째,내용적으로는이론물리학에서시작해‘앎’과‘생명’이라는탐구주제를평생붙든끝에철학적성찰에도달하게된스스로의연구인생과그성과를앞서이야기한인류지성사에포갠다.즉근대이전자연철학에서시작해세분화된오늘날분과학문들의갈래를역사상인류가그랬듯이단계별로차근차근섭렵한다음앎의큰줄기를통합적으로바라보는지금에이르러다시분과학문으로갈라지기전인통합학문으로서의자연철학으로돌아간다.인류가나아가는지적여정은지향과지양이끊임없이교차되는과정이다.따라서책에서소개되는지성사의열가지전환점은독립적으로분절되는것이아니라인과관계가성립되는맥락을형성하며,저자또한공부의과정에서그맥락을차근차근좇아간끝에통합적앎이라는새로운틀을제시하며지금까지의흐름너머로나아간다.이책의제목이‘장회익의자연철학강의’인까닭이다.

여헌장현광의《우주설》에서슈뢰딩거의《생명이란무엇인가》까지
물리학자가철학적으로들려주는학문의결정적순간들이지닌의미

“사물은왜모두땅으로떨어질까요.그리고사물이땅으로떨어진다면정작땅은어디로떨어지는것일까요?이구각이라는것은도대체어떤모양으로만들어진것이며무엇과닮은것이기에이큰땅을품고있는것일까요?이큰땅을하늘의대기가버텨주고있다는데그렇다면대기는또어디에붙어있는것일까요?혹시이를떠받혀줄기氣라도있는지요?혹은땅을지탱할또다른땅이있는지요?_장현광의〈답동문〉중에서.

예를들어이책의첫번째챕터〈소를찾아나서다〉에서는여헌장현광의저서《우주설》과〈답동문〉을통해조선에서도근대학문이태동할뻔했던지점들을짚었다.퇴계이황의학통을이은장현광은1666년바닥을굴러다니는사과를관찰하던뉴턴과같은질문을훨씬먼저떠올렸다.즉‘모든사물은왜땅으로떨어지는가?나아가그렇다면땅은어디로떨어지는가?’라는물음을〈답동문〉에서제기한것이다.물론장현광은뉴턴과는다르게그질문에서더나아가지못하고‘모른다’라는답을솔직하게밝히는것으로책을끝맺는다.그러나이와같이모르는것과아는것을선명하게구분하는장현광의태도는포항구석의한선비가근대학문의태도를보이고있었음을보여준다.
이어서뉴턴과데카르트가연고전역학부터양자역학,통계역학그리고저자가탐구해온생명의구조등을거쳐마지막으로열번째챕터에서지금까지훑어내려간인류지성사를주돈이의〈태극도설〉의구도와비교해논의함으로써삶중심으로형성된동아시아의학문전통이어떻게이어질수있는지를살피고자했다.
나아가저자는이러한인류의지혜가도약한열번의결정적장면과자신이걸어간독보적인공부의경지를합쳐퇴계이황이작성한《성학십도》를변주한‘심학10도’라는표로간단하게도식화했다.
셋째,구조적으로는지성의변곡점열가지를담은각각의챕터들이모두세개의층위안에서전개되도록구성했다.즉첫번째는‘역사지평’으로,인류지성사의진행과정속에서어떤계기로어떤지적폭발이탄생했는지를에피소드중심으로풀어나간역사적층위다.두번째는‘내용정리’로,저자가이러한역사에서태어난새로운학문들의핵심을어떻게짚어내고또정리했는지를종종정교한수식을곁들여소개하는내용적층위다.세번째는‘해설및성찰’로지금까지의내용들을쉽게해설하는데그치지않고그흐름들이지닌의미를보다깊게고민하고자했다.

과학을모르는철학자와철학을모르는과학자들의세상에서
한노학자가스스로의삶으로이야기하는‘진짜공부’

《장회익의자연철학강의》가집필된목적은크게두가지다.하나는이른바‘전문가바보’가생겨난오늘날학문토양에대한반성이다.언젠가부터공부를하는데있어앎그자체를추구하는것이아니라본인이천착한아주좁은분야외에는모르는것이미덕인분위기가형성되었다.이를학자로서의겸양이나또는엄밀함을추구하는태도로볼수도있겠지만한편으로는철학자는자연과학을몰라도상관없고,과학자는철학을공부하지않아도전혀지장없게된것또한사실이다.철학에서자연과학이분리된이후본의아니게‘앎을사랑한다’는의미를가진철학이간직했던학문지향이왜곡되고있는것이다.
그러나이책은단순히기존분과학문들을연결짓는이른바통섭만을이야기하지않는다.그지점에서한발더나아가근대이전자연철학본류의지향은간직하되오늘날학문의대략적인전모를담아낼새로운틀을마련하고자했다.당연히쉽지않은작업이며한개인의성취로완성될수있는범위도아니다.다만이책이그러한새로운앎의틀에대한몸풀기,맛보기역할을할수있으리라기대한다.

‘앎’이무엇인지정의할수있는가?
새로운틀에담아통합적으로바라보는앎의지평

또하나는한국의당대지성이‘온전한앎이란무엇인가’라는거대한질문을붙들어온평생의연구과정을중간정리하고자했다는것이다.폴고갱의작품제목이기도한‘우리는어디서왔고,누구이며,어디로가는가?’라는질문은인간이스스로의존재를인식하기시작할때부터지금까지붙잡고있는대표적인철학적화두다.따라서무수한책에서다뤄오면서더러는조심스럽게결론을짓고더러는답을유보한채더큰질문으로나아갔다.물리학에바탕을둔이책또한이러한철학적질문으로회귀하지만그과정이지금까지시도되었던것들과는사뭇다르다.이론물리학의바탕에서복잡한수식과정교한사유의틀을활용해자연과학적으로풀어나가고자했기때문이다.예를들어일찍이인간의자아를양자역학적파동함수로규명하려는시도들이있었는데,저자는이러한가설을그저철학적흥밋거리로만보지않고진지하게그가능성을수학적으로검토한다.
《장회익의자연철학강의》는단순히한노학자가그간의업적을책한권으로그러모아서랍식으로정리하는데그친결과가아니다.저자는2003년서울대학교물리학과교수직에서정년퇴임한이후에도연구활동을꾸준하게지속해더욱깊은경지로사유와고민을진전시켜갔다.이책에서는그러한성과들을모두담았다.예를들어그간저자가꾸준하게이야기해온‘온생명’과‘낱생명’을대중적으로풀어다른연구들과연결짓는데에서그치지않고,생명의정의를내릴때자유에너지가태양으로부터지구로직접쏟아진다는과거의주장을입증해2018년《PhysicaA》에등재되기까지한최근논문의성과까지반영하고자했다.

따라서이책은철학에서분리된자연과학이다시철학을들여다보기까지의과정을담은지혜의역사책이자,온전한앎을추구하며철학적질문들을자연과학적으로규명하고자한과학저술이기도하며,무엇보다여든이넘도록평생공부를지향해온저자자신이오직공부로서스스로를이야기한‘개인’이드러나지않은공부자서전이다.