자신을 인식하는 물질, 존재와 의식... 자연철학적 접근

얼마 전 작은 형에게 전화가 왔다. 조카가 대입 시험을 다시 보고 학교를 가려고 하는데 어떻게 결정하면 좋겠냐는 것이었다. 의사인 아버지에는 미치지 못한 조카가 원한 과는 수의대였지만, 점수가 그다지 높지 못한 모양이다. 1지망 H대 전자과, 2지망 S대 전자과, 3지망 제주대 수의대를 내는데, 3지망은 가망이 없다는 얘기였다. H대 전자과가 전국 모든 수의대보다 점수가 낮다.. 사실 이미 알고 있는 사실이었지만 다시 한번 한국의 현실을 자각한다. 애들에게 가능하면 미국으로 가는 것을 고려해 보라고 자주 얘기한다. 물론, 애들은 내가 젊었을 때처럼 강한 집념이 없고, 전혀 외국에 살 생각은 없다. 그러나, 출산율 0.8명으로, 2050년이면 나이지리아보다 GDP가 못한 나라, 인구 소멸과 노인들이 넘쳐나..

운동은 상대적이다. 내가 정지해 있는지, 일정한 속도로 이동하고 있는지 나는 알 수 없다. 다른 사물과의 상대적인 관계에서 운동은 드러난다. 우주에 단 1개의 입자만 있다면, 그에게 등속운동과 정지는 동일한 의미를 가진다. 우주에 2개의 입자가 존재하면 서로에게 운동은 의미로 다가온다. 광속에 가깝게 등속운동을 하고 있더라도, 나와 나란히 달리는 이에게 그는 전혀 충돌이 두렵지 않다. 그러나, 그가 정지해 있더라면 그는 나와의 충돌을 피할 것이다. 나는 그냥 그대로 있을 뿐인데, 누군가에게는 아무런 해가 없는, 운동 에너지 0의 존재이고, 누군가에게는 종족을 멸종시킬 소행성의 존재로 다가온다. 정지해 있는 나의 세상, 평범한 나의 일상은 광속의 1/4로 달리는 이와, 광속의 1/2로 달리는 이에게 다르게..

인간들은 아주 거대한 것에 대해서, 그리고 아주 미세한 것들에 대해서 많은 부분들을 구체적으로 얘기한다. 그 양 극단의 얘기는 직관의 범위를 벗어나는 사실 상당히 기괴하고 오묘한 얘기를 하고 있다. 아주 큰 것들에 대해서는 중력 이론, 즉 상대성 이론 이 무대의 주인공이고, 아주 작은 것들에서는 양자역학이 무대의 주인공이다. 우리가 아주 큰 눈으로 이 세상을 바라보면, 시간과 공간은 여리 저기로 복잡하게 휘어져 있다. 우리는 큰 굴곡의 아주 좁은 접면에서만 모든 것을 경험하기에 시간과 공간이 휘어진 것을 직접적으로 느끼지 못하지만, 항상 물건들은 높은 곳에서 낮은 곳으로 떨어짐을 우리는 안다. 그 방향으로 공간이 휘어져 있기 때문이다. 아주 작은 공간에서 우리는 확률적으로 존재한다고 얘기한다. 슈뢰딩거의..

슈뢰딩거 방정식의 유도는 간단하다. 이것은 전자기학에서 말하는 파동 방정식과 그 해의 형태를 알고 있고, 입자가 빛과 같은 파동성을 가진다는 것을 이해하고 고전적인 에너지 관계식을 알면 초등학생도 유도할 수 있을 만큼 간단한 방정식이다. 그러나, 그러한 단순함은 또한 여러가지 단점이 있으니, 결정적인 것은 슈뢰딩거 방정식은 로렌츠 변환에 대해서 불변인 형태가 아니라는 것이다. 즉, 상대성이론과 슈뢰딩거 방정식은 서로 친하지 않다. 슈뢰딩거 방정식을 한마디로 적으면 E Y= H Y 이다. E는 에너지이고 H는 해밀토니안이라고 부르는 값이며 T+V, 즉 운동과 위치 에너지를 합한, 계의 총 에너지를 의미한다. H=P^2/2m+ V로 주어지고, 이제 E와 P에 에너지, 운동량 연산자를 대입하면 유명한 슈뢰딩거..

동양에서 세상은 음과 양으로 이루어져 있다고 믿었다. 도나 리의 공식에 따라 기가 운행하여 음과 양을 만들고 그 들이 무리를 지으며 많은 세상 만물을 만든다고 말이다. 암컷과 수컷, 하늘과 땅, 물과 불... 이렇게 강한 대조를 보이는 많은 것들이 쉽게 우리 눈에 뛰기 때문이다. 세상은 과연 음과 양으로 이루어져 있는가? 입자가 있으면 반입자가 있고, 왼손잡이 입자가 있으면 오른손 잡이 입자가 있고, spin up이 있으면 spin down이 있고, +전하가 있으면 -전하가 있고, N극이 있으면 S극이 있고... 실제로 자연과학에서 바라보는 많은 모습들에서 이러한 이분법적인 구도가 보인다. 그러나 그것이 전부는 아니다. 우리가 +라고 생각한 것, 양성자가 그 내부에 다시 고도한 수학적 실체, 즉 3개의 ..

새로운 정권이 들어서면서 새로운 화두들이 연일 등장한다. 최근 과학 기술 계통의 화두는 "반도체" 이다. 우리나라는 반도체 강국으로 알려져 있지만, 실제로 반도체 제조를 위한 핵심 장비들, 원천 기술들은 여전히 미국/유럽/일본에 크게 의존하고 있다. 비교적 구조가 간단한 메모리 분야, 메모리 제조 분야의 경쟁력은 뛰어나지만 그 분야는 디스플레이 분야와 마찬가지로 기술 진입 장벽이 그렇게 높지는 않다. 특히 Nand 메모리 분야는 이미 Micron이 삼성과 대등한 기술력을 확보하기 시작했고, 중국도 초 고집적도가 아니면 이미, 어느 정도 수준의 제품 개발을 시작하였다. 인생이든 기업이든 항상 잘 나갈 때 조심해야 하며, 미래를 준비해야 한다. 현재 삼성전자의 비메모리 반도체 분야 경쟁력은 높지 않다. 메모..

빛 알갱이는 보존 입자이다. 보존은 spin 이 정수로 주어지는데, 보통은 spin 이 1인 입자들이다. 보존 중 질량이 0인 것은 글루온과 빛 알갱이, 광자이다. 글루온은 강력을 매개하며, 광자는 전자기력을 매개한다. 약력을 매개하는 입자들은 무겁다. 전자기력은 +와 - , 2개의 극성을 가지는 electric charge에 의해서 photon field를 만들며, 강력은 r/g/b 3개의 극성을 가지는 color charge에 의해서 gluon field를 만든다. 광자는 전하가 없기에 광자들 사이에 서로 상호 작용이 없지만, gluon은 2개의 color를 가지기에 그들 사이에 상호 작용하여 베타함수값을 음수로 만들고, 결과적으로 거리가 멀어질수록 점점 강력이 강해지기에 인간들이 쿼크를 절대 볼 수..

眞空 ... vacuum은 vacuus (공허함)에서 나온 파생어이다. 보통은 어떤 공간에서 기체를 모두 제거한 그래서 입자가 존재하지 않는 공간을 의미한다. 입자들이 모두 비어 있다고 해서 무의 상태는 아니다. 에너지가 존재할 수 있기 때문이다. 그러나, 에너지란 실재인가 아니면 입자들 혹은 물질들 사이의 상태를 의미하는 것인지 모호하다. 공을 높은 곳에 가지고 올라가면, potential energy가 증가한다. 그렇다고 potential energy란 것이 그 공간에 존재하는 것은 아니다. 그냥 지구와 공 사이의 관계가 그렇다는 것이며, 그 관계에 따라 공을 떨어뜨리면, 위치에너지가 낮아지고 운동에너지가 커지는 방향으로 운동을 한다. 즉, 그 공간에 에너지가 존재하는 것은 아니다. 그렇다면 이제 스..