파인만의 여섯가지 물리이야기 - 물리학을 향한 헬게이트

파인만의 여섯가지 물리 이야기

 

파인만의 여섯가지 물리 이야기

물리학을 향한 헬게이트

 물리학을 공부한 것은 아마 대학교 1학년 교양 수업이 마지막이 었을 겁니다. 그 이후로 관련 서적을 잠깐 읽은 적은 있지만 교양 수준에서 읽은 게 전부였고 이해하기 쉬운 비유로 짧게 짚고 넘어간 것들이 대부분이었습니다. 그리고 본격적으로 독서를 시작하고 물리학과 가장 관계가 있는 책은  코스모스였습니다. 하지만 이것도 대중서로서 방대한 우주를 설명하면서 짧게 접했을 뿐 본격적으로 물리학만 다룬 책을 읽은 것은 거의 이십 년 만이었습니다. 

 리처드 파인만은 ‘파인만 씨 농담도 참 잘하시네요’라는 책으로 만난 적이 있는 물리학자입니다. 아인슈타인 이후 미국의 천재 물리학자로 학문의 발전에 많은 공헌을 하신 분입니다. 그리고 제가 생각하는 천재라는 상상의 동물에 가장 비슷한 사람이기도 합니다. 괴짜 같아 보이는 그의 행동들과 저 같은 사람은 감히 이해도 하기도 힘든 여러 문제들을 척척 해결해 내는 모습이 재미있기도 하고 부럽기도 했습니다. 하지만 거기 까지였습니다. 

 대학시절 물리학을 공부할 때에도 이 공식들이 왜 이런 모양인지 왜 이것을 공부해야 하는지 알지 못하고 교수님이 내어주는 문제를 풀기에 급급 했습니다. 이 것들이 어떤 의미가 있는지 알지 못하고 그냥 외우듯이 공부했기 때문에 지금 기억에 남는 것은 중력의 법칙 정도 일뿐 그 정도는 고등학교 때도 배우는 것이어서 별다를 것도 없었습니다. 이제 교육과정을 다 마무리한 성인의 입장에서 다시 물리학 책을 읽으니 감회가 새롭습니다. 물리학은 아마도 이 세상을 설명하기 위한 학문이 아닐까 하는 생각이 듭니다. 

 많은 학자들이 세상의 원칙을 알기 위해 평생을 바쳐 연구하고 공부하고 있습니다. 문자가 발명된 이후 여러 지식들이 누적되어 왔기 때문에 새로운 학자들은 이전의 지식들을 모두 흡수한 이후에 그 보다 한걸음 나아간 원칙을 찾기 위해 지금도 어느 골방에서 고군분투하고 있을 것입니다. 그런 노력의 결실로 우리는 알게 모르게 그 혜택을 받으며 살아가고 있습니다. 

 지금 우리가 경험하고 있는 많은 편리한 물건들이 이런 학자들의 연구 논문에 기반하고 있습니다.  매년 발전된 형태로 출시되는 자동차와 스마트폰과 세계 어디든지 돈과 시간만 있다면 여행할 수 있는 비행 시스템의 발전은 순수과학의 기반이 없었다면 불가능한 일이었을 겁니다. 그들은 이런 현실의 발전뿐만 아니라 지구를 넘어서 우주로 그 지식의 영역을 확장시켜 나가고 있습니다. 

 우주로 나아가기 위해서는 우선 지구의 지식을 먼저 배워야 합니다. 이 책은 1961년부터 1962년까지 리처드 파인만 교수님이 칼텍(캘리포니아 공과대학)에서 강의한 내용을 책으로 펴낸 ‘파인만 교수의 물리학 강의’에서 여섯 가지 주제를 발췌하여 책으로 펴낸 것입니다. 책에서 설명하고 있는 것은 1960년까지의 과학적 성취와 인류가 아직 도달하지 못한 원칙에 대한 설명과 함께 그 당대까지의 물리학적 성취를 설명하는 데 있습니다. 어떤 부분은 이미 알고 있는 내용들이라 쉽게 이해하고 넘어갈 수 있었지만 양자역학을 설명하는 부분은 눈으로 볼 수 없는 그리고 상식의 수준을 넘어서는 분야라서 이해하기 힘들었습니다. 

따라서 헤모글로빈이 ‘왜’ 그런 구조를 가져야만 했는지 알 도리가 없다는 것이다. 물론 이것은 학자들이 앞으로 밝혀 내야 할 과제 중에 하나이다. 
파인만의 여섯 가지 물리 이야기 p118 2번째 줄부터 

 

 이 책에는 유독 이렇게 ‘모른다’라는 문장이 자주 등장합니다. 그 당대에는 아직 밝혀지지 않았던 많은 원칙들에 대해 파인만 교수는 모른다. 앞으로 더 연구해야 한다는 말을 합니다. 아마도 당시 그 강의를 듣고 있던 학생들에게 앞으로 학자의 삶을 살아간다면 이런 연구 과제들을 해결해주기 바란다는 선배 학자의 안내 같은 것이 아닐까 합니다. 이미 노벨 물리학상을 받을 정도로 대단한 업적을 이룬 학자였지만 그런 업적들은 우주의 원리를 이해하는 하나의 단서일 뿐임을 알고 앞으로 후세들이 지금의 발전을 토대로 해서 더 나은 길을 가기 바랐기 때문이 아닐까 합니다. 

 이 책의 부제를 ‘물리학을 향한 헬게이트’라고 붙인 이유는 내용이 아주 간략해서 그 맥락을 파악하기 힘들었기 때문입니다. 많은 강의의 일부분만 발췌하여 편집한 책인 만큼 핵심 개념에 대한 개론적인 설명만 있을 뿐 이 원칙에 대한 실험 근거라 든가 양자역학에 대한 더 자세한 설명은 빠져 있습니다. 결국 저 같은 사람은 전체 맥락을 파악하기 위해 결국 전체 버전을 구해 보지 않을까 합니다. 어려운 물리학 책을 다시 구해 읽을 생각을 하니 힘들 것 같다는 생각이 먼저 듭니다. 그리고 그 책을 또 어떻게 읽고 글을 써야 할지 걱정이 앞섭니다.

 숙제는 또 숙제를 낳고 배움의 길은 끝이 없습니다. 

 물리학에 대한 새로운 기회를 열어준 ‘파인만의 여섯 가지 물리 야이기’였습니다. 

 

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