UNSTRUNG(7)
Jim Holt
* 밝힘: '더 뉴요커(The New Yorker)', 2006년 10월 2일자에 게제되었던 글 입니다[바로가기]. 단행본 'When Einstein Walked with Goedel'의 18장에 'The String Theory Wars: Is Beauty Truth?'로 실려 있습니다. 이 책은 '아인슈타인이 괴델과 함께 걸을 때'로 한글번역 출간되어 있습니다. 아래 글은 원문을 임의로 해석한 것이므로 내용에 주의하시고 원문과 번역본을 함께 읽어 주세요. 특히 []안의 부분은 저의 생각입니다. 저는 이분야 전문가가 아닌 그저 평생 학습자 입니다.
한번은 위튼이 말하길, "내인생에서 가장 극적인 흥분"은 끈이론이 중력론과 양자 역학을 아우를 수 있을지 모른다고 알게 되었을 때라는 것이다. 그가 끈 이론에 투신하자 순전히 수학적인 면에서, 특히 매듭[끈이론의 난제]을 푸는데 있어서 큰 진전이 있었다. 1990년에 수학의 노벨상이라는 필즈상을 받은 첫번째 물리학자가 되었다.
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위튼은 [끈 이론에서 주장하는] 추가된 차원으로 인해 부분적으로 제기된 수수께끼를 앞세워(usher) 두 번째 혁명을 이끌었다. 여분의 차원들이 꼬여 있어서 보이지 않을 만큼 작지만 꼬이는 데는 여러 방법이 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 물리학자들은 지속적으로 새로운 꼬임을 찾았다[1]. 끈 이론의 종류(version)가 여럿이라면 그중 어느 것이 옳단 말인가? 그들이 생각하는 에너지의 규모가 [현재] 입자가속기가 달성할 수 있는 것을 훨씬 넘어서기에 실험으로 이 문제를 다룰 수 없다[2]. 1990년 대 초에 이미 다섯 가지 이상의 끈이론이 나왔다. 불신(discouragement)이 팽배했다. 하지만 1995년에 로스 엔젤리스에서 열린 끈이론 학회에서 위튼이 청중들에게 한 발언을 기화로 분위기는 반전됐다. 서로 다른 다섯 가지 이론이 언뜻 보기에 달라 보이지만 깊이 들여다 보면 서로 닿는면(facet)이 있다고 발표했다. 그는 이 이론을 "M-이론"이라고 불렀다. M 이론에서는 진동하는 끈(string)에 덧붙여 진동하는 [두께가 없는] 박막(membrane)과 방울(blob)을 덧붙였다[3]. 새 이론의 이름에 관해서 위튼은 애매한(noncommittal) 입장을 취했다. 그에 따르면 "M은 마술(magic), 미지(mystery), 박막(membrane) 중 상황에 따라 뭐든지" 된단다. 후에, 확률로서 "흐릿함(murky)" 이라고도 했는데 "이 이론에 대한 이해가 초보단계인 것은 사실"이라고 했다. 다른 물리학자들은 "메트릭스(matrix)", 모든 이론의 어머니라는 의미로 "어머니(mother)", 심지어 "자위(masturbation)" 이라고 했다. 끈이론에 비판적인 쉘던 글래셔는 M은 위튼의 W를 뒤집어 놓은게 아닐지 의심했다.
[1. 공간의 3차원 외에 6개의 차원이 저마다 방식으로 꼬일 수 있다고 주장함. 이로인해 모형화한 우주의 모형의 가짓수가 무려 1 뒤에 0이 오백개!]
[2. 어느 끈이론 버젼을 채택할 수 없으니 수학만 맞다면 다 받아들이기로 한다. 이쁘면 다냐?]
[3. 끈이 1차원이라면, 박막은 2차원과 방울은 3차원. 복잡도를 늘리는 방식으로 서로 달라보이는 이론들을 끼워 맞추는 중이다.]
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두번째 혁명이 있은지 20여년이 흐른 지금 이전에 끈이라고 알려진 이론은 실질적인 방정식 보다는 그럴듯한 해석만 남았고 불명확한 문제(nonuniqueness problem)[1]들이 무지막지하게 늘어났다. 최근에 헤아려본 바로는 끈이론의 수가 1뒤에 0이 오백 개는 될 지경이다. "어째서 이 상황을 '터무니 없음을 보여 줄이지'[2] 않을까?" 라며 스몰린이 묻는다. 하지만 끈이론 가들은 꿋꿋했다(unabashed). 이렇게 엄청나게 다양한 조합의 각이론은, 그들의 표현을 빌면, 서로 다른 있음직한 우주들 중 하나의 지역적 특성(local weather)과 역사를 기술한다는 것이다.
[1. 수학적으로 그럴싸한, 혹은 아름다운 여러개의 수식들]
[2. reductio ad absurdum: 1. (reduction to the absurd) a disproof by showing that the consequences of the proposition are absurd 2. or a proof of a proposition by showing that its negation leads to a contradiction]
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