세 번째 강의 시간과 공간에 관하여 05 시공은 양자다 06 공간의 양자 07 시간은 존재하지 않는다
네 번째 강의 우리가 보는 세계 너머 08 빅뱅을 넘어서 09 확증 가능한 것 10 블랙홀의 열 11 무한의 끝 12 정보, 정의되지 않은 생각 13 신비
보이는 세상 그 너머의 세계를 알기 위해 떠나는 경이로운 물리학의 모험
20세기 이래로 인류 최고의 물리학의 거성으로 손꼽히는 아인슈타인과 스티븐 호킹, 이 두 사람의 공통점은 무엇이었을까? 타고난 두뇌였을까 아니면 반박 불가능한 방정식을 만들어낸 빼어난 수학 능력이었을까? 이에 대해 카를로 로벨리는 주저하지 않고 답한다. 바로 무한한 ‘상상력’이다. 그들은 우리가 가진 편견의 한계를 넘어, 과학의 열린 정신을 진정한 의미로 누렸던 사람들이다. 카를로 로벨리의 신간 ≪보이는 세상은 실재가 아니다≫는 어쩌면 고대부터 오늘날까지 위대한 인류가 걸어온 미지의 영역에 대한 호기심과 상상력의 여정을 기록한 책이다. ‘해와 달은 왜 매일 뜨고 지는 걸까?’, ‘하늘 너머 세계에는 무엇이 존재하는 걸까?’, ‘더 이상 쪼갤 수 없는 입자는 무엇일까?’, ‘우리는 어떻게 생각하고 움직이는 걸까?’… 오늘날 인류의 삶을 지탱하는 물리학의 거대한 두 기둥 일반상대성이론과 양자역학 또한 인간의 아주 작은 호기심에서 비롯된 것이다. 순수한 호기심과 편견을 거둬내고 실재를 탐색하는 것, 그리고 기꺼이 상상의 오류를 범하고 논파되며 새로운 사고로 나아가는 것이야말로 과학의 맑은 정신이 아닐까. 이 책은 분명히 물리학 이론이 담긴 책이다. 그것도 거시계와 미시계를 둘러싼 일반상대성이론과 양자역학이라는 설명하기도, 알아채기도 까다로운 이론을 다룬다. 그러나 수학과 공식으로 가득한 딱딱한 과학책으로 여겨지지 않는 이유는 과학은 물론 문학과 철학을 넘나드는 호기심에 관한 서사가 매력적으로 펼쳐져 있기 때문이다. 현존 인류를 지탱하는 최첨단 과학 이론은 하늘에서 뚝 떨어진 것도 땅에서 우연히 솟아오른 것도 아니다. 저자도 서문에서 고백하고 있듯이, 2,600여 년의 기나긴 ‘미지의 우주를 향해 나가는 모험’의 과정 속에서 얻어낸 것이자, ‘실재’에 대한 제한되고 편협한 사고에 속박되었던 우리의 호기심이 해방 되어온 매혹적인 투쟁사였던 것이다.
우리가 보고, 느끼고, 숨 쉬는 이 세계는 무엇으로 존재하는가
그 호기심의 여정이 시작된 곳은 2,600년 전 고대 그리스다. 저자는 양자 중력과 현대 물리학의 아이디어들이 잉태하게 된 사고의 뿌리를 찾는 데서 시작한다. ‘이 세계’를 이해하는 데 효과적인 상당수의 아이디어들은 모두 2,000년 전부터 이미 존재해왔다. 카를로 로벨리는 우리가 지금 딛고 서 있는 물리학적 사고의 근원과 탄생을 살펴보면서 그 아이디어들이 과학이 되어가는 과정을 더 명확하게 이해시킨다.
고대에 처음으로 제기된 어떤 문제들은 우리가 세계를 이해하는 데 지금도 결정적으로 중요하게 작용합니다. 공간 구조에 관한 가장 최신 아이디어는 그때 도입된 개념과 논점을 이용합니다. 저는 이런 먼 과거의 아이디어에 관해 이야기하면서 양자중력에 핵심이 될 물음들을 꺼내놓겠습니다. 이렇게 하면 양자중력을 다룰 때에, 과학적 사고의 기원에까지 거슬러 올라가는 아이디어와 철저히 새로운 아이디어들 사이를 구별할 수 있을 겁니다. 앞으로 보게 되겠지만, 고대의 과학자들이 제기한 문제들과 아인슈타인과 양자중력이 찾아낸 해답들 사이에는 놀랍도록 가까운 연결 관계가 있습니다. -본문 중에서
이 장대한 물리학의 여정은 신이 지배한 중세의 암흑을 거쳐 곧 현대 물리학과의 만남으로 이어진다. 뉴턴과 맥스웰이 고전 물리학을 고안하고, 여기에서 아이디어를 얻은 아인슈타인은 상대성이론을, 보어는 양자이론을 발표한다. 이러한 무수히 반복되는 변증법적 과정에서 우리는 저 멀리 우주를 구체적으로 상상해냈고, 아주 작아 보이지 않던 미시계의 사물들의 구조에 눈을 뜨게 된 것. 여기에는 절대적이라고 믿었던 시공간이 실은 절대적이 않다는 깨달음이 있었고, 더 나아가 무한했다고 믿었던 인류의 사고 역시도 보이지 않는 물리학의 한계 내에 존재할 수밖에 없다는 사실도 깨닫게 되었다. 이 과정이야말로 우리 눈에 보이지 않는 세계에 대한 실재에 한층 더 깊이 있게 다가서는 계기가 된다.
일반상대성이론과 양자역학이라는 두 이론을 통해 세계에 관해 알게 된 것들과 양립할 수 있는 개념적 구조를 어떻게 만들어낼 수 있을까요? 양자 공간과 양자 시간이 무엇인지 이해하기 위해서는 사물에 대해 생각하는 방식을 근본적으로 바꾸어야 합니다. 지구가 공간 속에서 떠다니고 우주에는 ‘위’와 ‘아래’가 없다는 것을 이해했던 아낙시만드로스처럼, 시공이 연체동물처럼 찌그러지고 시간은 다른 장소에서는 다르게 흐른다는 것을 이해했던 아인슈타인처럼, 다시 한 번 우리는 지금까지 세계에 대해 알게 된 것들과 정합적인 세계상을 찾기 위해서 실재에 대한 우리의 생각을 바꾸어야 합니다. -본문 중에서
일상과 예술, 과학과 인간 정신을 모두 담은 세상에서 가장 아름다운 과학책
무엇보다 카를로 로벨리가 전 세계 독자들에게 사랑을 받았던 이유는 루프양자중력 개념을 최초로 제안한 학자라는 점뿐만이 아니다. 이 책의 가장 큰 특징이기도 하지만, 그의 과학적 사색은 독자들에게 아름다운 체험을 안겨준다. 가장 난해하고 복잡하다는 최근의 물리학 이론들을 설명하고, 더 나아가 양자 우주를 탐색하는 데 필요한 것이라면 문학과 건축, 철학 등의 경계에 안주하지 않는다. 2,600년 전 고대 그리스인들이 궁금해하고 생각했던 것, 갈릴레이가 지구라는 행성에 고집할 수밖에 없었던 확신에 찬 믿음, 보이지 않는 세계에 대한 단테의 헌사, 피렌체 성당의 범우주적 공간 구성, 아인슈타인의 인간적 고뇌까지도 과학을 설명하는 훌륭한 재료가 된다.
단테는 아리스토텔레스의 세계를 차용해 중세의 세계에 대한 자신의 위대한 비전을 제시합니다. 중심에 있는 둥근 지구를 천구들이 둘러싸고 있는 모습입니다. 단테는 베아트리체와 환상적인 여행을 하면서 천구들을 하나하나 거쳐 가장 바깥에 있는 천구에 다다릅니다. 그곳에 도착한 그는 아래를 내려다보며, 지구를 멀리 중심에 두고 천구들이 회전하고 있는 우주를 관상합니다. 그러나 그가 더 높은 곳을 바라볼 때, 무엇이 보였을까요? -본문 중에서
그는 맑게 정화된 인간적인 시선을 통해 물리학을 바라보고, 그 안에 의미를 불어 넣고 있다. ‘나는 물리학과 상관없다’고 생각하며 살아가고 있는 우리 모두에게, 가장 최첨단의 물리 이론을 이해시키고 세상을 보는 새로운 관점을 제시하기 위한 카를로 로벨리만의 뜨거운 열정이다. 비록 물리학을 잘 알지 못하더라도, 우리가 보고 느끼고 숨 쉬는 이 세계는 무엇으로 존재하는지, 보이는 것 너머의 ‘진짜 세계’란 어떤 모습인지 궁금한 독자라면 이 책이 큰 기쁨이 될 것이다. 현대 물리학의 지평과 깊이를 담아낸 이 책과 함께 여전히 모르는 것투성이의 우주를 알아가는 매력적인 모험을 떠나기를 권유해본다.
총 
바보 빅터
