“양자역학을이해하는사람은아무도없다.”
100년이넘도록풀리지않는수수께끼
물리학자머리겔만은“양자역학은우리가운데누구도제대로이해하지못하지만,사용할줄은아는무척신비롭고당혹스러운학문이다.”라고말했다.양자론에대한아이디어를선구적으로제시했던아인슈타인도,20세기위대한물리학자리처드파인만도“아무도양자를이해하지못한다.”고썼다.양자론을아무도이해하지못한다니.지금이순간에도쓰고있는컴퓨터부터원자력발전소에이르기까지최신기술의기초가되고,공학자,천체물리학자,우주학자,생물학자들은매일이이론을사용하고있는데말이다.심지어고등학교교과과정에도이이론의기초가포함되어있다.양자이론이탄생한지100년이지났지만,이는지금도풀리지않는수수께끼다.
신간≪나없이는존재하지않는세상≫에서세계적인이론물리학자카를로로벨리는이수수께끼같은양자이론이‘세계의실재’모습에대해무엇을말해주는지,양자이론이그려내는현실세계는어떠한모습인지를진지하게탐구한다.
로벨리의탐구는강한바람이부는척박한북해의섬,헬골란트에서양자이론을꽃피운젊은베르너하이젠베르크의아이디어에서출발한다.양자론의탄생과해석들,그로인한혼란그리고그가제시하는오직‘상호작용’으로만이루어진세계의실체,양자론의‘관계론적’해석에까지이른다.이여정의전과정은놀라울정도로광활하고방대하며,과학과철학의영역을경계없이넘나드는통섭적사고의끝을보여준다.
너에게는실재하지만
나에게는그렇지않은것이있을수있을까
카를로로벨리가이책에서설명하는‘관계론적’해석은무엇일까.이양자이론의핵심은,“양자론은양자적대상이우리(혹은’관찰‘이라는일을하는특정실체)에게어떻게나타나는지를기술하는것이아니다.”라는것이다.양자론은어떤물리적대상이다른임의의물리적대상에게어떻게나타나는지를기술한다.다시말해,물리적대상이다른물리적대상에게어떻게작용하는지를기술한다.
우리는이세상을대상과사물,실체(과학전문용어로‘물리계’라고부르는것)의측면에서생각합니다.광자,고양이,돌,시계,나무,소년,마을,무지개,행성,은하단등등…그러나이대상들은각자고고한고독속에서있는것이아닙니다.오히려,서로에게작용하고만있을뿐입니다.우리가자연을이해하려면고립된대상이아니라이러한상호작용에주목해야합니다.고양이가똑딱거리는시계소리에귀를기울입니다.소년이돌을던지고,돌은날아가공기를움직이고,다른돌에부딪혀그돌을움직이고,그돌은떨어져땅을누릅니다.한그루의나무가태양빛에서에너지를얻어산소를만들고,마을사람들은그산소를마시며별을관찰합니다.그리고별들은다른별들의중력에이끌려은하속을움직여갑니다.우리가관찰하고있는이세계는끊임없이상호작용하고있습니다.그것은상호작
용의촘촘한그물망입니다._본문중에서
대상은대상이상호작용하는방식그자체로존재한다.상호작용하지않는대상은존재하지않는것과마찬가지다.즉,우리가‘현실’혹은‘실재’라고부르는이세계는상호작용하는실체들의광대한네트워크다.대상들은상호작용을통해서로에게자신을드러내고우리또한마찬가지다.카를로로벨리의‘관계론적’해석을바탕으로한양자론은바로이‘네트워크’에대한이야기라고할수있다.
이세계는끊임없는상호작용의촘촘한그물망이다.대상은처음부터고유한속성을지닌자립적인실체가아니라,다른대상과의상호작용속에서관련속성이끊임없이발생하는관계적존재다.사물의속성은대상안에있는것이아니라다른사물과의상호작용속에서만존재하며,상호작용하는대상이달라지면속성도달라질수있는두대상사이의관계다.한마디로이세계는확정된속성을가진대상들의집합이아닌관계의그물망이다.
_본문중에서
이것이로벨리가말하는양자이론이밝혀준실재의모습이다.그렇게드러난세계는‘희박한세계’다.이세계속에있는것은확정된속성을가진서로독립된실체가아니라다른것과의관계속에서만,게다가상호작용할때만속성과특징을갖는존재들인것이다.
돌은그자체로는위치가없고,충돌하는다른돌에대해서만위치를갖는다.하늘은그자체로색이있는것이아니라,하늘을올려다보는나의눈에대해서만색깔을갖는다.하늘의별은독립적인존재로빛나는것이아니라,그별이속한은하계를이루는상호작용네트워크의한매듭일뿐인것이다.
따라서양자세계는기존물리학에서상상했던것보다더무르고,일시적이고불연속적인사건들과상호작용으로이루어져있다.로벨리의표현에따르면“베네치아레이스처럼정교하고복잡하면서연약하게짜인세계”다.모든상호작용은사건이다.세계를이루고있는것은이가볍고덧없는사건들이지,철학이상정한절대적인속성을지닌무거운물체같은것이아니다.
카를로로벨리는“이것이오늘날우리가가진,자연에대한최선의설명”이라고덧붙인다.
세계에대해다시생각하기를
두려워하지않는것,그것이과학의힘이다
사실낯설게느껴지는이러한로벨리의‘관계론적해석’의양자이론은우리를혼란스럽게한다.하지만우리가살고있는이세상을이해하는새로운관점,즉세계의실재에대한그림또는사물을생각하는개념적틀을새롭게열어준다.주체-객체,물질-정신,실재-사고같은이원론에서벗어날수도있다.이렇게과학은자신이내내가지고살던개념적토대를수정하고,지금부터바라보는세상을처음부터다시설계할수있는반항적이고비판적인사고의힘을준다.
때로그것은몇가지새로운사실을알게되는작은일일수도있습니다.때로는우리의예상에의문을제기하여,우리가세계를생각하는방식의개념적문법자체를건드리는일이되기도하죠.그럴때우리는우리의가장깊은곳에있는세계상을업데이트합니다.현실에대해생각하는새로운지도를,세계를조금더잘보여줄수있는지도를찾아냅니다.이것이바로양자론입니다._본문중에서
그는이책에서‘과학적사고가이미얻은확실한사실로이루어진것이아님’을여실히보여준다.양자론에있어더유효한설명을찾기위해세상의질서를뒤집는일을두려워하지않고,모든것에다시물음을던지며모든것을다시뒤집어엎는과정을이야기하면서말이다.
카를로로벨리는“세계에대해다시생각하기를두려워하지않는것,그것이과학의힘”이라고말한다.아낙시만드로스가지구를떠받치고있던받침을없애고,코페르니쿠스가지구를하늘로띄워회전시킨이래로,세상에대한그림이더효과적인형태로끊임없이다시그려져온것처럼.이책을통해우리는우리에게아주아주자연스러워보였던것들을버리고새롭게세상을바라보는진귀한경험을하게될것이다.
카를로로벨리와함께물리학이가진유의미한재미,무궁무진한양자세계의진가를제대로깨닫게되면서말이다.
카를로로벨리는물리학을대중화하는데가장위대한일을해냈다.
그덕분에우리는과학에더이상진절머리치지않아도되는,마법같은세상에살수있게됐다.
_〈파이낸셜타임스FinancialTimes〉
세계적인물리학자카를로로벨리의환상적이고살아숨쉬는듯한책!
이책은물리학에대한신비로움,그이상의다채로운느낌을강하게갖게한다.잊을수없는책이다.
_〈타임스TheTimes〉
카를로로벨리는시간과양자이론에관해우아하고경이로운책을또하나내놓았다.
이책을통해우리가세상과그안의모든것에대해얼마나모르고있는지를직면할수있다.
_〈가디언Guardian〉
깊이생각하고,끊임없이탐구하는정신.그리고그것을최대한쉽고아름답게풀어낸문장.
그는갈릴레오에서다윈에이르기까지지난세기의학문적전문분야에서사라진
대중적과학글쓰기의전통을이어나가는유일하고독보적인과학자이다.
_〈옵저버Observer〉
그를읽고나면,당신은발가락사이의모래알들까지도완전히새로운눈으로보게될것이다.
_〈아이리시인디펜던트IrishIndependent〉
