[황제내경과 양자역학] 『보이는 세상은 실재가 아니다』두번째 시간 후기

둥글레
2022-04-19 22:54
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양자역학은 작년에 본 ‘의식의 물리학’이라는 다큐로부터 시작해서 꼴랑 책 한권과 올초 강의를 들었을 뿐이다. 올초 강의에서 양자역학이 해결 못한 문제 중 하나가 ‘중력’이라는 말을 들었다. 이런 상태에서 양자중력이론에 대한 책을 읽었으니 정신이 없다. 하지만 자세한 내용에 대한 불이해를 차치하고 느낌적 느낌은 있다. 양자중력 얘기가 불교나 동양의 음양오행론과 통한다는 느낌 말이다. 또 관계론적 철학과도 연결된다. 카를로 로벨리는 과학은 세계를 이해하기 위해서 존재한다고 얘기한다. 불교나 음양오행론, 기일원론, 철학은 세상을 이해하기 위한 것들이다. 암튼 지금 우리에겐 가장 앞서나간 물리학 이론으로 일반상대성이론과 양자역학이 있다. 

 

일반상대성이론에 의하면 시공은 물질이 있는 곳에서 더 많이 휜다. <인터스텔라>에 나온 것처럼 질량이 큰 행성 가까이에 가면 시공이 비틀려 그 주의에서 시간이 느려진다. 규모가 큰 별이 붕괴되면 그 강한 무게로 물질이 으스러지고 공간이 심하게 휘어 구멍 속으로 꺼져 들어가 블랙홀이 생긴다. 이 물리적 세상은 중력장이 작동한다.

 

양자역학은 물질이 입자이면서 파동이라는 사실을 입증하고 있다. 이 물리적 세상을 양자장이 작동하고 있는데 이 양자장을 이루고 있는 입자는 다른 어떤 것과 상호작용할 때에만 나타난다. 따로 있을 때에는 ‘확률 구름’ 속으로 퍼져 있다.

 

이 두 이론은 각각 잘 작동하지만 둘 다 다른 쪽 이론을 증명할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위한 시도가 양자중력이론이다. 양자중력이론에는 크게 ‘초끈이론’과 ‘루프이론’이 있는데, 『보이는 세상은 실재가 아니다』의 카를로 로벨리는 루프이론가이다.

 

지금부터는 후기라기 보다는 루프이론을 이해하기 위한 정리이다. 

 

양자역학과 일반상대성이론을 함께 취하면 공간이 무한히 나눌 수 있는 연속체라는 통상적인 생각이 맞지 않게 된다. 즉 공간의 최소 영역이 있다는 것이다. 그 크기는 입자가 블랙홀 속으로 빠져들어 가기 전에 입자의 최소 크기를 계산하면 나온다. 존재하는 최소의 길이를 플랑크 길이(Lp)라고 부른다. 이런 작은 규모라야 양자중력이 나타난다. 

 

루프이론공간이 연속적이지 않고 원자적이며 입자적인 구조로 되어 있다고 한다. 공간의 입자 또는 공간의 양자는 공간 속에 존재하는 것이 아니라 공간 그 자체이다. 한 입자에서 다른 입자 사이의 연결된 링크로 계속 이동해서 출발점으로 돌아와 닫힌 회로가 되면 ‘루프(고리)’가 만들어 지고 이때 시공의 곡률을 계산하면 중력장의 힘을 계산할 수 있다. 이렇게 양자중력이 성립된다. 이렇게 서로 연결된 입자들의 그래프를 ‘스핀 네트워크’라고 하는데 이를 실체로 생각하면 안 된다. 공간은 특정한 하나의 스핀 네트워크가 아니라 모든 가능한 스핀 네트워크들의 전 영역에 걸쳐있는 확률들의 구름이다. 

 

따라서 공간은 개개 중력 양자들 간의 상호작용에 의해 만들어진다. 사물들을 담고 있는 연속적 공간이 아닌 것이다. 공간은 사물들이 근접하는 관계의 조직이다. 시간 또한 양자들의 상호작용의 결과로서 생겨난다. 즉 시간은 공간과 같이 양자중력장으로부터 발생한다. 시간의 흐름은 세계에 내재되어 있고, 세계이면서 그 자체로 자신의 시간을 만들어내는 양자 사건들 사이의 관계로부터 세계 속에 태어난다. 즉 현상들이 발생하는 흐르고 있는 연속적인 시간은 없는 것이다. 우리를 둘러싼 연속적인 공간과 시간이라는 가상은 공간의 양자들과 물질들이 서로 끊임없이 상호작용하는 기본적인 과정들이 무리지어 있는 것을 멀리서 흐릿하게 보고 있는 결과이다. 즉 우리의 무지이다. 양자 시공은 거품과 같은 구조를 가지고 있다. 이를 ‘스핀 거품’이라고 한다. 

 

작가는 ‘실재’는 대상들로 이루어져 있지 않고 변화무쌍한 흐름(연기! 무상!)이라고 말한다. 우리는 이러한 가변성에 경계(불교에서는 방편이라고 하죠 ^^)를 지음으로써 실재에 대해서 이야기 할 수 있다. 우리가 이야기를 더 쉽게 할 수 있도록 우리가 세상을 나누는 방식들일뿐. 

 

작가는 과학에 대한 이야기를 끝을 맺는다. 과학은 확실한 해답이 아니라 가장 신뢰할 수 있는 답을 찾는 일이라고. 이는 우리의 무지를, 삶의 신비를 받아들이고 더불어 살아가는 일이고 오히려 이것이 미신과 편견에 빠지지 않는 길이라고 말한다. 

댓글 2
  • 2022-04-21 06:38

    과학적 실재론은 참된 우주 질서, 연구 대상을 나와 관계없는 객관적 대상으로서 탐구하는데 카를로 로벨리는 시공을 포함한 모든 것을 스핀네트워크로 연결된 관계안에 연결되어 있으니 실재는 독립적이지 않다라고 일관되게 주장하고 있는 것 같습니다. 양자론에 중력을 포함한다는 것은 중력가속도계에서 문제를 기술하는 것이니 중력계 내에서 살면서도 중력을 느끼지 못하는 우리가 실감할 수 없는 문제들이겠죠…

  • 2022-04-21 15:29

    책을 읽을 때는 빠져들고.. 느낌적인 느낌으로 이해한다고 생각했는데~ 다시 읽어보니 벌써 기억이 흐려집니다..ㅠ 둥쌤의 정리 덕분에 다시 되새김질이 되네요!! 

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