물리학 단상

현대 물리학, 상대성이론과 양자역학은 존재의 본질에 대해서 상당히 재미있는 얘기를 한다. 우리는 누구인가가 아니라 우리란 무엇인가에 대한 질문에 대해서 말이다.

물리학과 자연과학에 시간을 뺏기지 않을 때, 나는 현실과 가까워 진다. 재테크 방법, 친구들과의 관계, 여행은 어디로 갈까, 주말에는 어떤 카페에서, 어떤 여행지에서 재미있는 시간을 보낼까...

그러나, 실제로는 나는 실제와는 더 멀어져서, 현상계에 몰입하게 되는 것이다. 대부분의 범인들은, 자신이 무엇인지, 내가 여기 있게 된 역사적 경로는 무엇인지에 대해서 거의 관심이 없다. 심지어는, 자신이 죽음을 향해 가고 있는 존재인지도 망각하고 마치 영원히 존재할 수 있는 것처럼 행동한다. 여기에는 사실, 본질에서 방향을 돌리고 싶어하는 불순한 의도, 이데올로기도 개입되어 있을 것이다. 아무리 노력해도 현실이 개선되지 않는 것을 알지만, 그 불공평을 몸으로는 느끼지만, 오늘도 TV속 "우영우"에 몰입해 있는 것처럼 말이다.

본질로서의 나에 대해서 얘기하자면 사실, 조금 불편하다. 이것은 허무주의와도 연결되고, 모든 가치의 가치 없음과도 연결되기 때문이다. 오래전 주자는 불교와 도교의 과도한 관념성, 인간사에 대한 의미 축소, 가치 중립성과 이로 인한 도덕의 붕괴를 우려하였다. 실제로, 그는 불교와 도교의 많은 부분을 받아 들였지만, 그는 그것을 토대로 인륜과 도덕을 얘기하였다. 그에게 자연과 실제가 중요한 것이 아니라, 인간과 세상이 더 중요했던 것이다.

어쨌던, 오래전 우리의 조상들이 "도"와 "리/기"라는 형이상학적 실체에 빠져 쓸데없는 논쟁을 하고 있던 동안에도 서양에서는, 좀 더 본질에 가까이 가고자 노력하는 이들이 생겨났다. 물론, 동양에서도 그런 생각을 가진 많은 이들이 있었겠지만, 그들에게는 기회가 주어지지 않았다.

동양 철학에서도 일견 형식적으로는 현대 물리학과 비슷한 얘기를 한다. 모든 것이 존재하기 전의 바탕으로서의 본질, 태허를 얘기하고, 여기에서 +와 - 혹은 N과 S, 물질과 반물질이라는 이분법적인 존재 형식이 도출되었음을 얘기한다. 음양이라는 용어로 말이다. 세상이 binary 처럼 보이는 것은 사실, 주변을 둘러보면 쉽게 알 수 있다. 바로 암수가 존재하니 말이다. 그리고, 그 코드에 따라 우주가 운행하는 "기"가 존재한다. 형식상으로는 유사하지만, 그 둘을 연계하는 것은 무리이다.

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관찰자 효과, observer effect을 곡해하는 경우가 많다. 관찰자 효과는 본질적으로는 Hisenberg의 불확정성의 원리와, 파동 함수 붕괴라는 양자 역학적 가설에 관한 것을 얘기한다.

우리가 무엇인가를 측정할 때, 우리는 그 측정대상과 독립적으로 존재하는 것이 아니다. 우리가 입자의 경로를 관찰하려면 입자의 경로에 검출기를 두어야 하고, 검출기와 입자는 상호 작용을 하게 되어, 검출기가 존재할 때와는 다른 운동경로로 이동하게 된다.

양자역학적으로는 측정자도 하나의 거대한 quantum system이고, 측정대상도 quantum object이다. 측정의 과정에서 그 둘은 quantum entanglement하고, 경우에 따라서는, 파동 함수가 하나의 상태로 고정된다. 이 경우에 우리는 확률적 구속에서 벗어나서 하나의 물리 현상을 관측하게 된다.

이 모든 과정을 좀 더 깊이있게 이해하려면 파동 함수를 수학적으로 기술하고, 양자 역학적으로 분석하는 과정을 거쳐야 하는데 사실 쉽지 않은 과정이다. Young의 이중 슬릿 실험과, 관측자 효과에 대해서는 최근까지도 종종 논문들이 발표될 정도로, 여전히 ongoing 되고 있는 주제 중 하나이다.