1. 공간이란 무엇인가 

뉴턴은 이 세상에 존재하는 모든 물체들 사이에는 서로 당기는 힘, 즉, 중력이 있고, 물체들은 그 중력의 힘에 의해 우주라는 공간이 텅 빈 거대한 상자 속에서 직선 운동을 한다고 생각했다. 아인슈타인은, 전기의 주위에 전자기장(eletro- magnetic field)이 생기는 것처럼 중력이 있는 곳에는 중력장이 있다고 가정했다. 그의 천재적인 발상은, 중력장이 전자장처럼 공간에서 물결처럼 확산되는 것이 아니라 중력장 자체가 공간이라는 것이었다. 물체가 위에서 아래로 낙하하는 것은 중력장이 위에서 아래로 작용하기 때문이고 만일 옆에 다른 강력한 중력장이 있다면 물체는 옆으로 이동할 것이다, 물체의 이동 경로는 곧 공간이 된다. 태양은 주위 공간을 굴절시키고 지구는 기울어진 공간을 직선으로 주행하기 때문에 태양의 주위를 돈다. 이는 마치 깔대기 속에서 작은 구슬이 구르는 것과 같다. 물체가 낙하하는 것도 공간이 휘어 있기 때문인 것이다. 

중력에 의해, 태양 옆을 지나가는 빛은 굴절 된다. 시간 역시 마찬가지로 중력장 안에서 굴절된다. 중력이 강한 지구의 표면보다 중력이 약한 대기권 밖의 시간은 빨리 흐르게 되는 것이다. 아인슈타인의 직관이 낳은 위대한 발견은 한 줄의 간결하고도 아름다운 ' 리만 방정식'으로 표현될 수 있다고 한다. 과연, 과연 진리는 아름답다.

2. 인간이라는 존재는무엇인가 

세상이 순간적으로 명멸하는 공간 양자(멀리 보이는 호수가 공간이라면 호수를 이루는 물방울들은 공간 양자라 할 수 있다. 그리고 이들 물방울들이 서로 작용할 때만 출령거리는 호수를 볼 수 있을 것이다)와 물질 양자의 집합체이고 이들이 벌이는 퍼즐 게임이라면 인간 역시 호수위의 출렁거리는 물결 무늬의 하나일 뿐이다. 

상대성 이론에 의해 시간은 주관적인 것인 것이 밝혀졌다. 나의 현재와 너의 현재는 다르다. 즉, 객관적인 여기와,현재는 존재하지 않는다. 우리에게 현실 파악은 불가능하다. 시간의 흐름은 열의 흐름과 관계가 있다. 그리고 열은 물리학적인 확률과 관계 된다. 즉 시간의 흐름은 통계학과 열역학으로만 표현이 가능하다. 우리의 기억과 의식(시간의 역사)은 통계적인 현상에 의해서 만들어 진 것이다. 

공간은 하나하나 서로 분리되어 있고, 절대적인 시간은 존재하지 않으며, 사물이 어떤 공간에 있지 않을 수도 있는 (양자론에 의거함, 필자 주)이 세상은 결코, 우리와 멀리 떨어져 있는 세상이 아니다.

우리는 은하의 별이나 소나무처럼 원자와 광신호로 이루어져 있다. 그럼에도, 인간은 자연의 최고봉의 자리에 있다. 세상을 바라보는 우리가 만든 우주의 이미지들은 우리의 사고의 공간 안에 있지만 우리의 현실세계를 어느정도 설명해 주기 때문이다. 세상의 사물들은 끊임없이 서로 상호작용을 하고 그 과정에서 다른 사물의 상태를 알고 흔적을 얻는다. 모든 존재는 상호작용의 결과로서 드러난다. 

물리학은 한가지의 상태와 서로 다른 무엇인가의 상태를 규정하는 것이다. 모든 존재는 자신의 정보를 담고 있다. 한줄기 빛에는, 그 빛을 발하는 물체의 색상에 관한 정보, 빗 방울에는 구름의 정보, 시계는 시간의 정보, 바람은 근처 지역의 날씨 정보, 우리 DNA 에는 우리가 아버지를 닮게 만든 유전자 코드의 정보가 들어 있다. 모든 존재는 그들 상호 간의 정보 교환과 상호 작용, 관계 속에서 드러난다.

우리의 뇌 속에는 은하계 하나를 채울 수 있을만큼의 숫자인 천억 개의 신경 세포가 들어 있다. 인간의 자율적 행동과 자유는 이들 세포들이 복합적이고, 총체적으로 엄격하게 통합된 하나의 프로세스의 결과다. 우리의 윤리적 가치와 열정, 사랑, 눈물과 웃음, 감사와 이타주의, 믿음과 배신 등은 복합적인 현실은 인류가 구축하는 공통의 지식이 교차하는 연결망을 통해 만들어진다. 

그러나, 이 모든 것들은 자연 자체의 일부이고 진화는 자연 법칙을 따른다. 우리는 헤아릴 수 없이 다양한 자연의 표현 방식 중 한가지로 살아가는 자연의 일부일 뿐이다. 지구에서의 삶은 그저 우주에서 일어날 수 있는 수많은 것 중에서 한가지를 맛보는 일에 지나지 않다.

       (하이네, m choi)

 * <모든 순간의 물리학, 카를로 로벨리 지음> 약간의 주관적 해석으로 읽은 위 도서의 내용입니다.