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불 확실성 | 기본 카테고리 2020-08-20 16:57
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[도서]신도 주사위 놀이를 한다

이언 스튜어트 저/장영재 역
북라이프 | 2020년 08월

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? 인간은 언제부터 어떻게 불확실성을 통제하려 했는가.

눈에 보이지 않는 미시세계의 물리적 현상을 다루는 양자역학이 20세기 초 개화를 시작했을 대 일군의 코펜하겐 젊은 물리학자들은 원자핵을 둘러싼 전자의 속도와 위치에 대해 확률성으로 접근했다.

‘전자는 움직이는 속도를 알면 위치를 모르고 위치를 알면 그 속도를 모른다는 이른바 불확정성의 원리에 대해 당대의 대가였던 아인슈타인은 '신은 주사위 놀이를 하지 않는다'면서 이들의 이론을 마뜩찮게 여겼다.

아인슈타인에게 이 우주의 법칙은 그깟 우연성에 의해 결정되어진다는 건 그의 자존심이 허락하지 않았을 터이다. 하지만 오늘날 양자역학에서 확률성은 미시세계를 설명하는 중요한 도구로 이용되고 있다.

아인슈타인이 정말 불편해했던 양자역학적 원리는 관찰 대상이 관찰자의 결정에 의해 존재하게 된다는 원리이다.

아인슈타인은 이렇게 말한다. "내가 달을 보고 있지 않더라도 나는 달이 거기 있다고 생각하고 싶다." 양자역학적 원리에 따르면 관찰자가 달을 보고 있지 않으면 달은 거기에 존재하지 않는다. 아인슈타인은 이런 원리를 받아들일 수 없다고 생각했다.
?

고전역학의 측면에서는 인간의 자유도 존재하지 않는다. 왜냐하면 자유라는 것은 조건이나 기존의 상황과 상관없이 주체가 자신이 원하는 것을 선택할 수 있는 능력을 포함하는데 고전역학에서는 이런 개념이 들어갈 틈이 없다.

아인슈타인도 인간의 자유를 인정하지 않는다. 그는 청소년 시기에 쇼펜하우어의 말에 감명을 받았다고 언급한다.

쇼펜하우어는 이렇게 말했다. "사람은 그가 원하는 것을 할 수 있다. 하지만 사람은 자신이 원하는 것을 원하지 않는다."
?
아인슈타인과 달리 양자역학 물리학자들은 신은 주사위 놀이를 한다고 주장했다고 할 수 있다. '신이 주사위 놀이를 한다'는 말의 의미는 '미래는 예측 불가능하다' 혹은 '앞으로 무슨 일이 일어날지 신도 알 수 없다' 정도로 이해하면 된다.

신이 전지전능해서 미래에 일어날 일을 알 수 있다는 종교적인 믿음과는 상반되는 입장이다. 양자역학에 따르면 신은 미래를 알 수 없다고 한다.

이 책은 책의 제목처럼 아이슈타인의 결정론적인 말을 거꾸로 뒤집어 놓고 있다. 신마저도 주사위 놀이를 한다는 말이다.

그럼 신도 앞으로 우주의 진행과정을 이미 정해 놓은 것이 아니라 과거 또는 현재의 그 어떤 변수에 의해 얼마든지 달라질 수 있도록 해놓았다는 말인가?

일례로 코로나19는 백신 개발에 의해 지구상에서 사라질까, 아니면 변이를 통해 2차, 3차 대유행을 통해 인류의 삶을 위협할 것인가? 아무도 정확하게 알 수 없다.

세상은 이처럼 불확실성으로 가득하다. 이에 대해 지적 존재인 인간이 만들어 낸 도구가 확률이다.

수학자이면서 대중과학 해설가인 저자 #이언스튜어트 는 이에 대해 확률이 어떤 분야에서 어떻게 응용되고 있는 지 그 의미와 중요성에 대해 답을 건넨다.

하지만 불확실성이 꼭 나쁜 것만은 아니다. 예기치 못한 즐거운 일에 놀라거나, 기대 없이 산 로또에 대한 당첨 기원은 모두가 불확실성을 전제하고 있다.

만일 어떤 팀이 이길지 미리 안다면 스포츠나 게임이 존재할 이유가 없다.

샤머니즘 시대부터 인공지능의 시대인 21세기에도 우리는 불확실성을 정복하지 못했다. 그렇다면 이 불확실성을 오히려 즐길 수 있다면 어떨까.

마지막으로 필자처럼 수학이나 물리학을 좋아하는 사람은 무척 흥미롭게 읽을 수 있는 책이다. 이런 책을 읽어야 사고력이 좋아진다. 누구에게나 한 번은 읽어보라고 추천하고 싶은 책이다.


<북라이프 출판사로부터 해당 도서 지원을 받아 작성한 서평입니다>

?? 책속으로:


실용적이고 윤리적인 문제 외에도 임상 시험을 설정하는 방식에는 두 가지 난점이 있다. 하나는 시험에서 생성된 데이터의 통계 분석이다. 다른 하나는 실험 설계의 문제다.

가능한 한 유용하고 많은 정보를 주고 신뢰할 수 있는 데이터를 얻으려면 어떻게 시험을 구성할 것인가. 데이터 분석을 위하여 선택된 기법은 무슨 데이터를 어떻게 수집할 것인지에 영향을 미친다. 실험 설계는 수집할 수 있는 데이터의 범위와 숫자의 신뢰도에 영향을 준다.

#수학 #확률 #통계 #양자역학 #신도주사위놀이를한다 #북라이프 #추천책
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