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과학의 경계까지 경이로운 지적 여행 | 책을 읽다 2020-02-17 14:11
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[도서]우리가 절대 알 수 없는 것들에 대해

마커스 드 사토이 저/박병철 역
반니 | 2019년 12월

내용     편집/구성     구매하기

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우리가 절대 알 수 없는 것들이라는 제목만 보면 종교의 냄새가 물씬 풍긴다. 그렇게들 얘기하지 않나? 과학이 알 수 없는 것들이 있고, 그 알 수 없는 것들은 종교에 기대야 한다고. 그런데 이 책의 저자는 리처드 도킨스의 후임으로 옥스퍼드대학교 과학대중화사업의 석좌교수로 있는 마커스 드 사토이다. 리처드 도킨스는 《만들어진 신》에서 볼 수 있듯이 아주 철저한 무신론자이다. 그런데 그 후임이 종교에 관한 책을? 그럴 수는 없을 것이다. (진화)생물학 전공인 리처드 도킨스와는 달리 마커스 드 사이토는 수학이 전공이지만, 수학이라면 더더욱 종교와는 다른 쪽이 아닌가?

 

알 수 없는 것들에 대해 얘기하면서 종교를 언급하지 않을 순 없지만, 이 책은 분명 과학에 관한 책이다. 그리고 알 수 없는 것들에 대해 얘기를 하고 있지만, 그 바탕은 분명 우리가 지금까지 알고 있는 것들에 대한 것이기도 하다. 우리가 얼마만큼 알고 있으며, 그래서 우리가 알지 못하는 것은 어떤 것이고, 앞으로도 어떤 것들은 알 수 없는 것인가를 다루고 있다. , 현재 과학의 성취와 함께 현대 과학의 한계, 나아가 과학이 가질 수 밖에 없는 최종적인 한계를 얘기하고 있는 것이다.

 

참 껄끄럽기는 하지만, 이런 류를 다룰 때 대부분 인용하는 게 있다. 럼스펠드 전 미국 전 국방장관이 한 얘기로, ‘알려진 지식(known knowns)’, ‘알려진 미지(known unknowns)’, ‘알려지지 않은 미지(unknown unknown)’을 언급한 것이다. 럼스펠드가 이라크가 대량살상무기를 보유하고 있다는 데 대한 얘기를 하면서 언급한 것으로 따지자면 교언영색(巧言令色)에 해당되는 말이다. 그러나 지식의 형태를 분류하는 데 있어서는(물론 알려지지 않은 지식(unknown known)’을 빠뜨리긴 했지만) 꽤나 유용하고 의미심장한 말이었다. 이 책에서 최종적으로 다루는 것은 바로 알려지지 않은 미지라고 한다. 그러나 정작은 과학자들이 그알지 못하는 것을 대체로 알지 못한다는 것을 인정하고 있기 때문에 알려진 미지라고 해도 상관은 없다고 본다. 접근 방식도 그렇다. 알지 못하는 것을 알지 못한다는 사실을 알아내기까지의 과학자들의 여정이 주를 이루고 있으며, 알지 못하는 것을 앞으로 알아낼 가능성에 대해서 얘기하고 있다. , 책에서 알지 못하는 것이 어떤 것이라는 것을 언급한 이상, 그것은 알려진 미지에 가깝다.


 

그렇다면 저자가 우리가 절대 알 수 없는 것들이라고 꼽은 것은 어떤 것일까? 첫번째는 미래 예측에 관한 것이다. 아주 간단히 말해 주사위를 던졌을 때 어떤 눈금이 나올른지 알 수 없다는 것이다(이것은 6의 면이 나올 확률을 얘기하는 것이 아니라, 6이 나올른지 1이 나올른지 정확하게 계산해서 알아낼 수 있는가의 문제다). 여기에는 프랙탈과 같은 카오스 이론도 등장하고, 아인슈타인의 브라운 운동에 대한 논문도 등장한다. 다음 과학의 경계는 우주의 기본 물질에 관한 것이다. 원자를 최소 단위로 알았던 시절은 이미 지나가도 한참 되었다. 원자 내의 양성자, 중성자, 전자를 이야기하는 것도 중학교 쯤의 지식이다. 이제는 이른바 입장 동물원이라고 할 만큼 수많은 기본 입자들이 제안되어 있고, 쿼크의 존재도 입증되었다. 저자는 정말 더 이상은 없는지 의심하고, 그게 최종인지 알 수 없다고 한다.

 

다음은 하이젠베르크의 불확정성의 원리에 관한 것이다. 빛이 파동이냐, 입자냐의 논쟁에서 시작되어, 이도 저도 아닌, 아니 이것도 저것도 되는 식의 설명으로 끝난 양자물리학의 세계다. 운동량과 위치를 정확히 알 수 없는 것은 우리 현재 식의 문제라든가, 혹은 어떤 측정의 한계가 아니라 입자의 기본 속성이라는 게 저자의 설명이다(근데 그렇다는 것을 알고 있는 것도 대단한 것 아닌가?). 그리고 우주의 한계도 우리는 모른다. 우리의 우주는 확장을 거듭했고, 그 우주가 팽창한다는 것, 그 팽창의 속도가 점점 빨라지고 있다는 것도 알아냈다. 하지만, 그 우주의 끝이 어디인지는 알 수 없다. 역시 앞으로 알 수 있다는 보장도 없다. 시간의 본성도 마찬가지다. 주로 아인슈타인의 상대성이론에 기대고 설명하는 이 부분은, 아인슈타인이 밝혀낸 게 있지 않냐고 반문하는 순간 지평선을 넘어 미지의 세계로넘어가는 기분이 든다. 블랙홀의 정체가 그렇다. 블랙홀에 대해서 정보가 사라지는 것인지, 그래도 약간의 정보가 남는 것인지 등에 대해서도 아직도 논쟁 중이라고 한다. 그리고 시간이라는 것 자체도 마찬가지다. 빅뱅 이전에 과연 시간이라는 게 존재했었는지, 그리고 우주가 끝나면 시간이 존재하는 것인지인식론의 문제 같지만, 수학의 문제이기도 하고, 결국은 과학의 문제다.

 

당연히 의식에 관한 것을 빼놓을 수는 없다. 의식이 어디에 존재하는지, 나아가 과연 의식이 어떤 것인지 우리는 알 수 있을까. 뇌과학은 무시무시한 속도로 발전하고 있는 것 같지만, 이 근본적인 질문에 답할 수 있을까? 크릭과 함께 연구했던 크리스토퍼 코흐 같은 과학자는 답할 수 없는 질문에 굴복하지 말라며 긍정적인 언급을 하지만, 저자는 아무래도 부정적이다. 끝으로는 자신의 전공인 수학 쪽으로 넘어간다(비로소 수학 얘기를 하는 것 같이 썼지만, 모든 장에 걸쳐 그 자신이 수학자인 것을 드러내고 있으며, 수학적 설명을 시도하고 있고, 수학의 장점에 대해서 자부심을 나타내고 있다). 바로 괴델의 불완전성의 정리가 주()가 된다. 이해가 될 듯 하면서도 결국은 잘 이해가 되지 않는 게 바로 괴델의 불완전성의 정리인데, 수학이란 가장 엄정하면서도 확실한 지식(, 새로운 발견에 의해 붕괴되지 않는 지식 체계)라는 자부심을 일거에 무너뜨린 게 바로 이 불완전성의 정리라고 한다.

 

저자는 과학이 완벽한 것은 아니라고 한다(이렇게 절대 알 수 없는 것에 대해 쓰면서 완벽한 것이라고는 할 수 없을 것이다). 그러나 이 알 수 없는 것에 대해서 알기까지의 지난한 과정을 보면 과학이 얼마나 대단한가를 알 수 있다. 과학은 매우 그럴듯한 지식을 쌓아왔으며, ‘절대로 알 수 없는 것들이 있다고 하더라도 상당히 진실에 가까운 이론을 만들어 왔다. 그 정도로도 우리의 현대 과학은 매우 칭찬 받아 마땅하며, 앞으로도 그 지식의 경계, 한계를 넘기 위해 애를 쓸 것이다.

결국 이 책은 우리가 알지 못하는 것에 대한 반성이라기보다는 겸손에 가까운 것이고, 오히려 자부심에 관한 것이다. 특히 수학에 관해서.

 

* 이 수학자의 수학에 관한 자부심은 다음과 같은 그림을 책에 넣은 것에서 단적으로 드러난다(심지어 수학은 신이다라고까지 하니). 이 부분에서 만큼은 좀 기분이 별로다.



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