21세기 과학의 쟁점
이 책은 제목에서 알 수 있듯이 주로 19∼21세기의 자연과학, 그 중에서도 특히 물리학이 발전해 온 과정이 나타나있다. 그래서 내가 미처 몰랐던 훌륭한 과학자나 여러 가지 과학계의 사건 등을 알게 해주었다.
2장에 '괴팅겐 수학 전통'이 있었는데 정말 재미있었다. 읽어보니 내가 알고있던 유명한 수학자와 물리학자가 많았다. 수학자 중에서 '가우스'에 대해 나와있었다. 난 수학의 왕자라고 하는 가우스가 그저 정수론 분야에만 관계되어있는 사람인줄만 알았는데, 읽어보니 가우스는 수학뿐만 아니라 물리학, 천문학, 굴절광학, 전기공학 등에도 많은 관심을 가지고 수준 높은 연구를 했다는 것을 알았다. 그래서 내가 전에 배웠던 '전기장에서의 가우스의 법칙'이 생각났다.
그리고 괴팅겐 대학에서 푸앵카레, 로렌츠, 아인슈타인 등 당대의 최고급 학자들이 초청되어 자연과학의 문제에 대해서 괴팅겐 수학자들을 상대로 강연했다는 내용도 있었는데, 그 내용을 읽고 괴팅겐 대학은 정말 대단한 대학이었다는 생각이 들었다. 하지만 그토록 찬란했던 대학도 나치에 의해 비극적 최후를 맞이했다고 하니 안타까운 마음도 들었다.
3장에는 아인슈타인에 대해 나와있었다. 아인슈타인은 역학적 세계관, 괴팅겐의 수학적 전통, 로렌츠의 전자론적 전통, 상대주의적인 수리철학 전통 등 어디에도 분명하게 소속되지 않았다고 나와 있었다. 이런 고립되고 독립된 상황이 그로 하여금 이런 모든 이론을 종합하는 새로운 시공개념을 발전시킬 수 있도록 해 주었을지도 모른다는 생각이 들었다. 실지로 생각이 한쪽으로 치우치면 새롭고 독창적인 생각을 해내기 어려운 것은 사실이다.
그리고 아인슈타인이 대학 시절에 물리학에서의 수학의 역할을 낮게 평가했으며, 수학적 형식주의에 대해 의심의 눈으로 바라봤다고 나와있었다. 내 생각에도 물리에서의 수리적인 내용은 수학에 가까우나 점점 본질적인 것으로 들어갈수록 수학의 역할은 줄어들고 철학과 직관이 더 작용한다. 시중에는 '수학없는 물리'라는 수학적 해석 없이 물리적 현상을 설명한 책도 있다. 즉, 수학은 물리학적 결과를 보다 깔끔하게 표현하기 위한 도구에 지나지 않는다고 생각한다.
그리고 4장에는 '양자역학'에 관한 내용이 있었는데 양자역학의 창시자들에 대한 내용이었다. 4장 끝 부분에 '보어-아인슈타인 논쟁'이 있었다. 거기에는 아인슈타인이 보어에게 보낸 편지가 소개되어 있었는데 그 중에서,
"나는 신은 주사위 놀이를 하지 않는다고 확신한다."
라는 대목이 퍽 인상적이었다. 아인슈타인과 보어의 논쟁은 양자역학의 인과성, 실재성에 관한 논쟁이었다. 양자역학이 탄생하기 전까지는 물리는 결정론적, 즉 미래의 사건은 그 이전의 사건에 의해 결정된다는 것이라고 믿어왔다. 그런데 양자역학은 관찰자의 측정행위가 대상에 영향을 미쳐서 결국 운동량을 정확하게 알 수 없다는, 즉 비결정론적 성격을 띄고 있기 때문이다. 양자역학에 관한 여러 실험이 행해졌고, 결국 실험결과는 보어의 승리로 나타나서 이 세상이 아인슈타인의 꿈과는 거리가 먼 것으로 판명되었다. 아인슈타인과 보어의 논쟁에 관한 것을 읽고 나도 나만의 올바른 철학을 확실하게 가지고 남의 의견에 흔들리지 않고 올바른 판단을 해야겠다는 생각을 했다.
그리고 8장에는 'MIT와 칼텍'에 관한 내용이 있었다. 'MIT'와 '칼텍'은 둘 다 내가 존경하는 물리학자인 파인먼과 관련된 대학교일 뿐만 아니라 현재의 자연과학을 이끌어나가는 대학들이기 때문에 매우 흥미로웠다. 초기에 MIT는 기초과학 분야를 경시하고 지나치게 기술과학 쪽에만 편중해서 많은 부작용이 생긴데 비해 칼텍에서는 기초과학과 공학 분야가 처음부터 탄탄한 연결을 가지고 있어서 1930대 초에는 칼텍이 모델로 했던 MIT가 오히려 칼텍을 본받으려고 노력하게 되는 역전현상이 벌어졌다는 내용이 있었다. 그 내용을 보고 대학의 과학의 수준은 기초과학과 공학의 연관관계에 달려있다는 것을 알았다. 그리고 기초과학의 발전에 의해 공학이 발전하기 때문에 당연히 자연과학이 공학 못지 않게 존중되어야 된다는 생각이 들었다. 그런데 우리 나라의 현실은 그렇지 못한 것 같아서 아쉽기도 했다.
이 책을 읽고 물리학의 역사와 자연과학에 관련된 여러 가지 사실들을 알 수 있었다. 그리고 평소에 관심이 있었던 아인슈타인에 관한 내용이 가장 흥미로웠다. 그리고 단순히 물리 공식을 외우기보다는 그 공식이 탄생되고 의심받지 않게 되기까지의 과정이 더 중요하다는 생각도 가지게 되었다. 앞으로 이런 자연과학의 이해의 폭을 넓히는 책을 더 많이 읽어야겠다.