UNSTRUNG(9)

UNSTRUNG(9)

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.

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그렇다면 물리학이 포스트모던(postmodern)[1]으로 가는가? (스몰린이 언급한 바로는 하버드에서 한동안 for a time 열렸던 끈이론 세미나를 "포스트모던 물리학"이라고 불렸다고 한다.) 오늘날의 입자물리학은 실증에 기반한다. [입자가 속기와 충돌실험 덕에] 이론은 실험과 조화를 이뤄 발전했다. 표준모형이 엉성(ugly)[2] 할지 몰라도 적어도 사실에 근사해 있다고 본다. 포스트모던 시대에는 실험이 떠난 자리에 미학이 차지했다는 얘기를 들어왔다. 끈 이론이 실험에 곧바로 이어질 만한 것(방정식)을 제시하지 않았기에 그 아름다움을 가지지고 진실을 정당화 해야 했다[3].

[1. 포스트모던: 탈근대주의 혹은 후기근대주의. 위키 사전에 따르면 근대주의의 이성중심주의에 대해 근본적인 회의를 내포하고 있는 사상적 경향의 총칭으로 학자, 지식인, 역사가 사이에서 그 정의를 두고 극한 논쟁이 일고 있는 개념이기도 하다.]

[2. 현대 입자 물리학은 아름다운 수식으로 표현되지 못하고 소숫점 아래로 매우 긴 숫자로 표현된다. 이런 근사값들은 어쩌면 지저분해 보일지도 모르지만 모두 실험에 기반한다.]  

[3. 기존의 근대화 질서에 대한 한계에 부디친 반항의 느낌이다. 끈이론은 현대 물리학의 반항아 인가? 실험으로 뒷바침이 않되니 이에 대한 반동으로 아름다운 수식으로 정당화 하고 있다.]

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지난 세기 실험치 없이 자신들의 미학적 감각을 따랐던 물리학자들은 아주 잘 해낸 것 같다[1]. 폴 디랙이 말했듯이 "자연의 운영(Nature runs) 방식과 기초수학의 원리를 연관시킨 기본 조화를 받아 들이는 사람이라면 누구든 아인슈타인 이론의 아름다움과 우아함을 갖춘 이론이 충분히 옳다고 느낄 수 밖에 없다."

[1. 실험기술이 빈약했던 19세기의 과학자들은 아름다운 방정식을 만들어 냈다. 그들은 물리학자 이자 수학자였다. 이들의 방정식들은 모두 실험으로 확실하게 증명됐다.]

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"아름다움은 진리다. 진실의 미" 사상은 아름다운(옳은) 것일 수 있다지만 그것[1]이 진실이라고 생각하는 근거라도 있는가? 무엇보다도 진실은 이론과 실제 사이의 관계다. 반면 아름다움은 이론과 생각의 관계다[2]. 아마도 누군가 우리들 (마음)속에 더 진실 일 것 같은 이론에 심미적 즐거움을 느끼도록 문화적 다윈주의(Darwinism)의 한 줄기가 훈련시켜놓았을 것이라고 추측해 왔다[3]. 아니면 어쩌면 물리학자들이 애매한 것보다 아름다운 해가 있는 문제를 고르는 경향이 있는지도 모른다[4]. 아니면 자연이 원래 가장 근본적인 수준에서 진실된 이론이 드러나는 추상미를 가지고 있는지도 모른다[5]. 이 모든 설명에 의혹을 갖게하는 것[6]은 이론적 아름다운 표준은 과학혁명에 던져져 으례(routinely) 굴복되어(getting over) 오래 못가는(ephemeral) 경향이 있다. "어느 시대에 미학적으로 유혹적인 것처럼 보였던 특질이 다른 시대에는 불편하고 혹은 미학적으로 보통이 된다."고 철학자 제임스 맥칼리스터가 간파했다(observe).

[1. 이론이 아름답다고 해서 진실하다고 할 수 있을까?]

[2. 진실은 객관적이나 아름답다고 생각하는 것은 마음먹기 나름이다. 즉 실제로 증명 되지 않은 이론을 아름답게 보는 것은 주관적이다.]

[3. 추측컨데 우리는 멋있어 보이는, 그럴 듣한 이론에 끌리는 것은 다원주의의 한 영향일지도 모른다.]

[4. 예를 들어 자연을 표현하기에 더 없이 유용한 미분방정식. 하지만 깔끔한 해를 보여주는 경우는 '만들어 졌을 때' 다. 실제 미분방정식은 근사화, 수치해석적 방법으로 푼다.]

[5. 여러 작용이 복합되어 하나의 현상으로 드러나는(a true theory is bounded to mirror) 자연은 추상적일 수 밖에 없다.]

[6. 앞서 어쩌면... 을 반복했다.]

[7. 과학혁명을 거치면서 이전의 아름다운 표준(가설, 미신일 수도 있다)들이 보완 혹은 타파되었다.]

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지속되는 아름다움의 가장 근접한 요인은 단순함이다. 피타고라스와 유클리드도 그 단순성을 소중히 여겼다. 우리시대 물리학자들도 단순성을 말로는 계속 추구한단다[1]. (주변 요소들은) 모두 등치시키고 방정식의 갯수를 줄여 더 우아함을 극대화 하려한다. 이런 측면에서 보면 끈이론은 어떻게 되가고 있나? 그 끈이론 지지자가 익살맞게 꼬집은 바로는 끈이론이 이제껏 생산한 방정식의 갯수가 엄밀히 말하면 하나도 없기에[2] 아주 꼴좋게 되었단다.

[1. 고대 기하학, 철학자들의 정리와 공식들은 오늘날의 초등 교과서에도 그대로 실려 있다. 현대과학자들이 말하는 단순성에는 추상성이 너무 높아서 가까이 가기에 너무 멀다. '수포자' 양산중]

[2. 끈이론을 대표할 방정식 없이 여러 이론을 한데 엮기 위한 수학적 기교만 난무한다.]

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