[스크랩] 역사가들은 이 날을 기억할 것입니다.

2010년 3월 30일

역사가들은 이 날을 기억할 것입니다.

 

 

 

神은 '하나의 큰 우주'를 창조했습니다. 

 

제로존은 '하나의 큰 우주'가 물리적으로 어떻게 설계되었는지, 그 의미가 무엇인지 설명하는 이론을 만들었습니다. 

 

2010년 3월 2일 오전 11시 41분 한통의 전화를 받았습니다.

 

그리하여 봄, 여름, 가을, 겨울, 19번의 계절이 순환되도록 기다려온 꿈의 설계도면을 전 세계를 향하여  2010년 3월 30일, 대국민공동기자회견 을 여는 날이 되었습니다.(장소는 추후 알려드리겠습니다.)

 

제로존이 개인적으로 장소를 빌려서 기자회견을 하는 것은 의미가 없다고 보았기 때문에 이 날을 참으로 얼마나 기다렸는지 모릅니다.

 

공적인 신뢰가 필요하기까지 피를 말리는 인내심이 필요했습니다.

 

결코, 오랜시간은 아니지만 제로존은 이 순간을 위하여 한 찰나라도 긴장을 풀지 않았습니다.

 

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1992년 4월 23일 미국의 워싱턴에서 물리학자 <조지 스무트>가 기자회견을 열었습니다.

 

그는 빅뱅의 이론적 근거에서 모든 사람들이 납득할 수 있는 하나의 실험자료를 발표하는 자리였습니다.

 

우주배경복사를 검출한 후, 50년이 지나서야 기다리던 변화를 찾아낸 것입니다.

 

그 당시 측정한 우주배경복사의 파장에 아무런 변화가 없는 것처럼 보였습니다.

 

이 말은 초기 우주의 밀도에 변화가 없었다는 것을 의미합니다.

 

이렇게 되면 오늘날 우리가 보는 은하를 설명할 방법이 막히는 것입니다.

 

NASA는 우주학적 중요성이 있는 실험을 지원하기 위해서 우주배경복사탐사 위성(Cosmic Background Explorer Satellite), 'COBE(코비)'를 우주 궤도 위에 올린 것입니다.

 

이 지도 작성을 위하여 7천만번의 측정을 수행했습니다.

 

우주배경복사의 최고점 파장은 코비가 어느 방향으로 보고 있느냐가 0.001% 곧, 10만분의 1의 차이를 보이고 있었던 것을 찾아낸 것입니다.

 

아주 적지만 우주배경복사의 변화가 존재한다는 점을 정밀한 관측을 통해서 알아낸 것입니다.

 

이 프로젝트의 책임을 <조지 스무트>가 맡았던 것입니다.

 

그는 과학의 역사에서 가장 민감한 측정에 관여하고 있었던 것입니다.

 

그는 우주창조의 결정적인 흔적, 우주배경복사의 변화를 찾아내면서 다음과 같이 이야기했습니다. 그것은

 

"라디오 소리가 들리고, 파도가 부서지고, 사람들이 소리지르며, 개가 짖고, 벌레가 울어대는 해변에서 속삭이는 소리를 들으려는 것 같았습니다."

 

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제로존은 神이 하나의 우주를 창조할 때, 어떤 설계도면을 가지고 있었는지 긴 세월동안 조사해 왔습니다.

 

다양한 분야의 독서를 토대로 이 우주가 하나의 아주 아름답고 간결한 수단을 취하고 있다는 것을 연구 초기 어느 시점에 알게 되었습니다.

 

그것이 '숫자'라는 것을 알아채고는 상상하지 못할 충격을 받았던 적이 있습니다.

 

이 우주를 오로지 숫자로만 설명할 때, '하나'의 의미가 무엇인지 명확하게 설명할 복안에 자신감을 가졌던 것입니다.   

 

그런데 문제는 이 우주가 하나의 숫자 '1'이라는 것을 증명하는 방법을 알아낼 구체적인 과정을 이론으로 보여주는 것이였습니다.

 

이 문제만 제대로 증명하여 보여주기만 하면 과연 어떤 일이 벌어질까에 대해서 생각해 보니 소름이 쫙~ 끼쳐왔습니다.

 

아인슈타인의 상대성 이론과 양자역학은 이 우주를 설명할 때, 보편적인 진리의 특수한 한가지에 지나지 않았다는 사실입니다.

 

제로존은 위대한 물리학자도 아니고 수학자도 아니었기 때문에 지금의 제반 현실을 잘 파악하여 어떻게 접근하는 것이 최적의 방법인가를 무척 오랫동안 생각해 왔습니다.

 

이런 저런 이유로 시간을 극대화 하여서 활용하는 방법부터 알아야 했습니다.

 

아파서도 안되고 돈이 없어서도 안되고 언제 발생할지 모르는 집안에 사고가 나는 것까지도 미연에 방지해야 했습니다.

 

체력을 소모시키는 화를 내어서도 안되고 쓸데없는 구설수에 올라서도 안된다는 것도 나름대로 생활의 단순한 규칙을 세워서 생활하기로 결심 했었습니다.

 

깨어나는 아침부터 잠자는 시간까지 세분화하여 어떻게 하루를 보낼지 사소한 것까지 챙겨야 했습니다.

 

여하튼 결론은 잘 구축되어 발전된 컴퓨터를 활용한다는 것을 깨닫기까지 정말 많은 시간이 흘렀습니다.

 

지금도 그렇지만 연구 초기 당시에도 피와 땀과 눈물로 얻은 방대한 데이터들을 과학자들이 의미를 밝히지 못하고 있으며 간과하고 있다는 점을 느꼈습니다.

 

그래서 첨단 실험데이터를 컴퓨터를 이용하여 분석하고 그 분석에는 그동안의 독서에서 얻은 직감과 논리적 해석을 부가하기로 했던 것입니다.

 

계산에 꼭 필요한 컴퓨터 프로그램을 어떻게 구성해야하는 작업도 만만치 않았습니다.

 

별을 보고 출근하는 프로그래머도 있었습니다.

 

수학과 물리학에 관련된 데이터는 어떤식으로든지 전부 활용하기 위해서 백과사전도 참조했습니다.

 

임의로 선택된 출발 공리(가설)를 이용하여 관측된 데이터 값과 정합하는지를 일일이 체크했습니다.

 

최초에는 공학계산기가 이용되었습니다.

 

결과를 보고 뒤돌아 보니 설사, 기적같이 제대로 된 출발 공리를 얻었다고 하여도 계산하는 순서가 맞지 않으면 처음부터 계산 작업을 다시 해야하는 일을 수천번 아니 수만번 시행해야 했습니다.

 

남들이 '숫자 장난'이라고 쉽게 이야기 하지만 제로존에게 있어서는 눈물이 나는 과정이 있었습니다.

 

예전부터 광속이나, 플랑크상수를 숫자 '1'로 두고 계산하는 이론이 있는데 이는 입자물리학분야에서 계산의 편의성을 위해서 지금도 이용하고 있습니다.

 

또 전자기학 이론에서 임의의 물리상수를 '1'로 두고 계산하는 경우도 있습니다.

 

마찬가지로 계산의 편의성을 위해서 이용하고 있습니다.

 

이런 이론들은 한결같이 미터법체계 전체에 두루맞는 이론도 아닐 뿐더러

또 숫자 '1'이 어떤 물리적 의미를 가졌는가?

 

논문에서 필요한 철학적 함축성(Implication of Philosophy)도 없습니다.

 

간단히 이야기하면 물리학의 한 분과에서 '계산을 용이하게 하기 위해서' 특정한 분야에서만 사용하고 있는 단위계입니다.

 

이는 특정 단위계로서 'Non-SI Units'라고 합니다. 

 

제로존 블로그 여러분, 어떤 공리를 써서 잘 구축된 실험데이터와 처음에는 잘 맞는 것 같아도 한달이 지나서 아니 일년이 지나서 틀린 데이터(불확정도)가 하나라도 나오면 처음부터 일을 다시해야 할 때, 당시 그 기분은 그야말로 죽고 싶은 심정이었습니다.

 

밤잠을 자지 못하고 가정생활에 어려운 환경이 닥쳐올 때 이 일을 반드시 내가 해야하는 가에 대한 회오도 물밀듯이 몰려왔습니다.

 

여러분, 만일 공직에서 이런 프로젝트를 시행하는 사람들은 얼마 있지 않아서 사표를 써야 했을 것입니다.

 

그래서 제로존은 이런 재미없는 일(내용을 파악하면 너무 재미있지만...)을 하는 사람은 세상에서 거의 아무도 없을 것이라고 생각하면서 다시 공학전자계산기를 두들기기 시작했습니다.

 

제로존이 왜 치과의사가 되었는가를 되돌아 보게 했습니다.

 

어느정도 시간과 경제적인 여유가 없으면 아무도 이런 일을 할 수 없다는 것을 이해해줄 날이 올 것입니다.

 

그래서 제로존에게 있어서 환자들은 '은인'이라고도 생각해 왔습니다.

 

지금으로부터 10년 전에는 공학계산기를 사용했는데 그 당시 사용하던 공학계산기 3대가 망가졌습니다.

 

잉크병?이 20병이상이나 날라갔습니다. 뚜껑을 열어놓으면 잉크가 금방 사라진 다는 것도 알게 된 것은 연구 초기였습니다.

 

만연필촉이 매끄러워야 한다는 것도 체험적으로 알게 되었습니다.

 

위에서 이야기한 물리학자 <조지 스무트>가 계산한 오차범위가 10만분의 1 곧, 5자리 입니다. 

 

제로존은 적어도 8자리에서 11자리 이상 실험데이터와 만족하는 공리와 계산과정을 명확히 보여주어야 했습니다.

 

과도하게 이야기하면 폐품이 된 보잉 747기를 손으로 다시 재조합하는 과정과 같았습니다.

 

그런데 수백만, 수천만개나 되는 부속품을 제대로 결합시키는 데는 유한한 시간이 걸린다고 하겠지만 제로존이 하는 일은 언제 어떻게 끝날지 알 수 없다는 것입니다.

 

이러한 생각이 제로존으로 하여금 피를 말리게 했습니다.

 

필요한 과학철학, 논리학, 수학, 물리학, 컴퓨터와 관련하여 관련 지식이나 복잡한 계산 과정을 모르면 이러한 경험의 의미를 모를 것입니다.

 

빅뱅이 일어나는 순간의 큰 폭발소리 속에서도 연인의 속삭이는 소리를 들으려는 것과 같은 아주 미세한 계산을 수행해야 하는 것입니다.

 

그러다보니 사람 키 높이의 철제 금고가 7개 이상이 필요했습니다.

 

계산 과정이 잘못된 것을 발견하면 어디서부터 잘못되었는지 철제 금고에 넣어둔 연산자료를 끄집어 다시보면서 계산과정을 처음부터 다시 시행해야 했습니다.

 

오랜 세월동안 자료를 많이 보니까 A3용지로 써놓은 사람 키높이의 7개 철제금고 속의 방대한 자료중에 어떤 내용이 어느 위치에 써 놓은 지를 대략 알게 되었습니다.

 

블로그 여러분, 이 이야기를 들려주면서 제로존의 눈물을 이해해 달라고 이야기하고 싶지 않습니다.

 

이제야 그 동안 알려지지 않은 이야기를 대강하게 되었습니다.

 

그래서 블로그를 통해서 함부로 남에게 쉬운 말을 하지 않도록 당부드렸습니다.

 

이제 제로존의 머리는 눈 맞은 사람처럼 흰머리가 되었습니다.

 

2010년 3월 30일, '하나'의 의미가 무엇을 의미하는지 전세계에 선언할 준비를 이미 마쳤습니다.

 

천체물리학자 <호킹>도 들을 수 있게 큰 소리로 외칠 것입니다.

 

최근에 나온 마지막 논문의 물리상수에 관한 이론은 이 분야에 있어서 이름만 들어도 알 수 있는 캠브리지와 옥스퍼드의 수학자이며 물리학자가 리뷰해 주었습니다.

 

그리고 표준 측정분야에서는 세계의 이목을 받고 있는 학자가 리뷰에 참여했습니다.

 

제로존은 참으로 이제 아무것도 바랄 것이 없습니다.

 

그동안 말썽많은 노벨상이라는 말도 듣기 싫습니다.

 

그리고 그 뒤에 오는 어떤 파급 효과도 생각하지 않을 것입니다.

 

제로존은 이것으로서 모든 것에 만족합니다.

 

추후 적절한 시기에 자료를 모두 공개하여 후대의 학자들이 이세상 사람들을 위해서 좋은 이론과 실험에 유용하게 사용할 것을 기대하는 것입니다.

 

제로존이 제일 듣고 싶은 이야기가 아래와 같습니다.

 

"참 고생했데이~! 이제 가족과 같이 정상적인 생활을 했으면 좋겠다!"

 

 

 출처

제로존 :

태양이 왜 빛나는가?

우주론에서 빅뱅 이론이 주류 이론이 될 때까지 많은 사람들이 피와 땀을 흘렸습니다.

물리학자 <프리츠 후테르만스>는 이론적으로 1kg의 수소가 0.993kg의 헬륨으로 융합되면 6.3 x 10^4J 의 에너지를 내놓게 된다는 것을 알고 있었습니다.

이 양은 10톤의 석탄을 태울 때 나오는 에너지와 맞먹습니다.

수소가 헬륨으로 핵융합될 때 약 7%의 질량 결손이 생긴다는 것을 이미 알고 있기 때문입니다.

핵융합은 자연적으로 일어나지 않으며, 아주 높은 에너지와 압력이 필요합니다.

두 수소 원자핵이 융합되기 위해서는 초기의 반발력(전기적 반발력)을 이겨낼 수 있는 에너지가 필요합니다.

그러나 수소 원자핵이 가까이 다가오면 강력이라는 인력이 작용합니다.

그는 강한핵력이 작용하기 시작하는 거리가 10^15m라는 것을 계산해 내었습니다.
(참고로 제로존은 지금 세계 어떤 물리연구소 보다도 매우 정확한 실험데이터를 이미 얻어냈습니다.)

따라서 태양내부의 온도(T)나 압력(P)은 이 만큼 높을 것이라고 확신했던 것입니다.

그는 ‘별이 빛나는 이유’를 밝혀줄 올바른 길을 가고 있다고 확신했습니다.

그러나 그의 이론은 부분적(1929년 에트킨슨과 논문을 발표할 때 아직 중성자가 발견되기 전이었기 때문입니다.)이었습니다.

태양이 2개의 수소 원자핵을 가지고 1개의 헬륨 원자핵으로 융합될 수 있다고 해도 그것은 헬륨의 가벼운 불안정한 동위원소일뿐입니다. (안정된 원자핵이 될려면 이 원자핵에 2개의 중성자를 더 보태야 했습니다.)

여기서 제로존이 이야기하고 싶은 것은 어떤 새로운 이론을 발견하기 위해서는 일단 관련 정보를 많이 알고 있어야 한다는 점입니다.

위에서 수소원자핵으로 헬륨원자핵을 만들 때 단순한 산수 관계로 알 수 없다는 점입니다.

말하자면 수소원자핵의 질량과 헬륨원자핵의 질량을 안다고 해서 단순 산술적 계산이 무의미하다는 것을 알기 위해서는 실측된 실험 데이터 결과를 보고 거꾸로 왜 이런 결과치가 나오는 가를 다양한 방식으로 분석해 보는 것입니다.

그래서 중간계산 과정에 필요한 메카니즘을 알기 위해서 다양한 실험데이터가 필요하다는 점입니다.

<프리츠 후테르만스>가 완성하지 못한 이론을 <한스 베테>가 알아 냅니다.

그리나 <한스 베테>가 태양이 빛나는 원자핵 이론을 알아냈지만 그 이상의 무거운 원자를 합성해 내는 방법을 알아 내는데는 엄청난 장벽을 만나야 했습니다.

이 큰 장벽의 문제를 해결한 사람은 아이러니하게도 빅뱅 모델을 극심하게 반대한 영국의 <프레디 호일>이었습니다.

그는 빅뱅원자핵합성의 문제를 해결한 뛰어난 물리학자였습니다.

그 당시까지 헬륨을 탄소로 바꾸는 것은 불가능해 보였기 때문입니다.

왜 탄소를 들먹이냐하면 죽어가는 별 내부에서 일어나는 복잡한 핵반응은 탄소를 필요로 한다는 것을 잘 알고 있었기 때문입니다.

그는 과학역사에 있어서 가장 ‘직관’적인 도약을 시작했습니다.

그리고 그 자신이 탄소를 기본으로 하는 생명체라는 사실을 머릿속에 떠올렸습니다.

따라서 탄소는 우주에 존재한다. 그러므로 어떤식으로든지 탄소가 형성되는 방법이 존재해야 한다고 생각했습니다.

<호일>은 나중에 ‘인간원리(Anthropic Principle)’라고 알리게 된 것을 엄격하게 적용한 것입니다.

그는 오랜시간이 걸려서 탄소를 합성하는 유일한 방법은 들뜬 상태의 탄소가 존재해야 한다는 것을 알아차린 것입니다.

그런 후 탄소 배열의 다양한 조합방법을 이리저리 생각하고 관측되는 실험데이터를 고려하여 원자핵 합성의 위대한 일을 마무리하게 된 것입니다.

<호일>의 예측은 순수한 논리에 근거한 것으로서 수학이나 물리학에 근거를 둔 것이 아니었다는 점을 이야기하고 싶은 것입니다.

쉽게 이야기해서 일반 물리이론과 전후 실험데이터를 고려하여 왜 하필 그러한 결과가 나오는 가에 대해서 소위 겐또?를 때린 것입니다. ㅋㅋㅋ

옛날이나 지금이나 이론 물리학자들은 수 많은 실험치와 한 개라도 어긋나지 않는 숫자 장난을 즐깁니다.

그런데 실제로 해보면 만명에 1명정도 운 좋게 그 장난에 성공하는 것입니다.

‘과학자는 옳은 답을 주는 사람이 아니고 올바른 질문을 하는 사람이다.’ - 클로드 레비스트라우스

‘과학에서의 모든 위대한 진전은 대담한 상상력에서 나왔다’ - 존 듀이

‘과학은 설명하려고 노력하지 않는다. 그들은 설명하려고 시도하는 것조차 어렵다. 그들은 주로 모델을 만든다. 모델이란 관측된 사실을 설명하기 위한 수학적 체계에 약간의 언어적 설명을 더한 것이다. 그러한 수학적 체계가 정당성을 얻으려면 그 모델이 반드시 작동해야 한다.’ - 폰 노이만

‘사실을 받아들이는 네 단계
첫째 말도 안 되는 이야기이다.
둘째 흥미 있는 일이다. 하지만 틀렸다.
셋째 사실이다. 하지만 중요한 사실은 아니다.
넷째 나는 항상 그렇게 말했었다.
- 홀 데인

 

 mmmmmmmmmmmmm

 

과학을 하는 사람들은 어떤식으로 연구에 임해야 하는가?

과학을 하는 사람들은 얼핏 들으면 우수한 두뇌를 가져서 좋은 대학을 졸업하고 박사학위를 가진 사람들만을 지칭하는 것은 아닙니다.

우리 모두가 하루 하루 생활에서 직면한 문제풀기에 지혜를 가꾸어야 합니다.

그러므로 우리들 모두는 과학을 하는 사람들이라고 할 수 있습니다.

과학을 모든 방면에서 합리적이고 논리적인 지혜를 찾는 학문이라고 생각한다면 더 쉽게 다가올 것입니다.

그래서 많은 사람들의 피와 땀에서 이뤄낸 지혜를 배우는 것입니다.

그 지혜들을 교묘하게 엮어내면 새로운 과학이 탄생하는 것입니다.

간단히 제로존의 경우를 이야기해 보겠습니다.

피타고라스는 선분의 기본 단위를 ‘1’로 나타내는 점들로 이루어져 있다고 생각했습니다.

그의 생각을 따른다면 어떤 삼각형이라도 그 3변의 길이를 ‘정수’로 나타낼 수 있어야 합니다.

제로존 이론은 똑같이 모든 것의 기본 단위를 ‘1’로 나타내는 것과는 다를 바 없지만 ‘점’으로 표현하는 것이 아니라 ‘빛 알갱이’로 간주한 것입니다.

그리고 기본 단위의 개념을 모든 수(數) 속에 들어갈 수 있는 ‘약수’의 개념으로 정의하여 모든 것에 내재된 ‘반영(反映 ①반사(反射)하여 비침 ②어떤 영향(影響)을 받아 사실(事實)로 나타냄)’의 개념이 숨어 있는 것이 피타고라스가 생각한 기본 단위의 개념과 하늘과 땅 차이만큼의 차이를 보여줄 만큼 다른 것입니다.

또 다른 뜻을 지닌 반영(反影, 반사(反射)로 비친 그림자)도 그러합니다.

우리가 보고 있는 것은 허상일뿐만아니라 우리 자체도 하나의 허상에 지나지 않는 다는 이야기도 듣고 있기 때문입니다.

여하튼 제로존 이론에서 <반영>이라고 할 때 위의 두가지 의미를 함께 생각해 봅니다.

우리는 사실이라고 할 때 무엇인가 ‘진실의 그림자’를 사실로 본다고 해도 결코 틀린 말이 아닐 것입니다.

이렇게 제로존 이론에서 ‘모든 것의 기본 단위’의 개념을 출발에서부터 정의해두면 우리가 사는 세상에서 사람들이 인식하는 순간, 그 순간의 찰나로부터 시간개념이 들어가도록 묘수를 부리게 된다는 것을 차츰 차츰 알게 될 것입니다.

그리고 ‘반영’의 개념이 매우 중요한 것은 <도대체 우리가 사는 세상에서 <수(數)>가 무엇을 이야기하는 가?>를 잘 설명할 수 있는 이점도 있기 때문입니다.

잘 알고 있듯이 숫자 그 자체는 아무런 의미를 가지고 있지 않습니다.

數는 당연히 눈으로 결코 볼 수 없습니다. 그런데 피타고라스는 數 그 자체를 자기가 의도한 것과 다르게 하나, 둘 셀 수 있는 콩... 눈으로 볼 수 있는 개념으로 생각한 셈입니다.

그래서 정수가 아닌 무리수가 나오면 커다란 난관에 봉착하게 된 것입니다.

또 반영의 개념은 우리가 사는 인식의 세계, 곧 분별하는 측정의 세계란 말을 잘 설명해줄 수 있습니다.

곧 ‘있는 그대로’의 자연의 원리나 법칙을 발견하고 표현하는데는 ‘있는 그대로’를 어떻게 표현할 수 있느냐에 대한 물음, 다시 말하면 ‘있는 그대로’의 자연의 원리나 법칙을 겉으로 드러내는데 반영의 개념을 떠올릴 수 있습니다.

이 반영의 한 복판에서 자연스럽게 바로 數라는 개념이 드디어 등장하게 된 것입니다.

우리는 언어나 數가 그 자체로 볼 수 없다는 것도 잘 알고 있고 또 의사소통을 하는데 있어서 하나의 수단이 된다는 것도 잘 이야기하고 있습니다.

이것을 의사소통을 다른 말로 일반화시키면 철학, 인문 사회학적으로 <분별>의 개념이되고 과학적 현실에 있어서는 <측정>의 개념이 되어 ‘있는 그대로’의 자연의 이치를 <반영>하는 것입니다.

그런데 의사소통 주체, 분별의 주체, 측정의 주체는 어디까지나 사람입니다.

그러므로 모든 것은 사람을 통하여 자연의 이치를 언어나 數를 통하여 반영시키는 것입니다.

<반영>은 사람이 주체가 되어 ‘있는 그대로’의 자연에 숨어있는 원리나 법칙을 밖으로 끄집어 내는 행위 그 자체라고 할 수 있습니다.

또 자연의 원리를 숫자를 사용하여 사람이 참여한다는 반영의 개념을 그대로 살리면 프라타고라스가 한 말이 그대로 이해가됩니다.

그가 말하기를 ‘인간은 만물의 척도(尺度)’라는 이야기입니다.

인간이야말로 만물을 비교하고 분별하며 계산하는 기준 계량기가 될 수 있다는 이야기입니다.

대자연의 한 가운데에서 사람이 존재하고 행위가 개입하는(인식행위) 순간 바로 공간과 시간이 동시에 개입된다는 사실입니다.

자연이 숨기고 있는 원리나 법칙을 언어나 數를 수단으로 사람의 얼굴이 거울에 비친 것을 ‘있는 그대로‘ 보는 것과 같습니다.

여기서 반영된 대상을 표현하는 수단이 언어나 數가 된다는 것을 당연하게 알게 되었지만 언어는 그 뜻이 애매모호하고 사용하기 위해서는 한 말을 또 되풀이하는 단점이 있어서 이 또한 자연의 원리나 법칙에 위반되고 있는 것입니다.

즉 자연의 원리나 법칙은 꾸미거나 더하는 등의 불필요한 군더더기를 싫어한다는 것입니다.

또 자연은 결핍을 싫어합니다.

즉, 자연은 중복과 결핍의 양단을 배제시키는 이른바 균형의 위치에 서있다고 할 수 있습니다.

제로존이 괜스레 싫어하는 단어중에서 ‘무소유’라는 단어가 있습니다.

명예나 권위, 부를 많이 가지는 것도 균형의 위치에 어긋나지만 빚을 많이 가진 것도 부채를 많이 가지기 때문에 이 또한 균형의 위치에 어긋납니다.

그래서 균형이라는 말, 다른 말로 중도라는 말이 그렇게 어려운 단어라는 것을 이해하게 됩니다. 과학과 기술에서는 ‘최적화(optimization)’라는 표현을 자주 이용합니다.

어쨋든 일정한 언어로 표현한 단어나 구, 문장등을 함축해서 표현하는 상징적 기호가 필요했던 것입니다.

그 상징적 기호의 대표가 바로 ‘숫자’입니다.

아주 쉬운 예로 세 사람이 있다, 세 개의 나무가 있다라고 할 때 사람과 나무라는 인식차에 관계없이 공통적으로 함축하는 상징이 바로 ‘숫자 3’입니다.

철학자이기도 했던 라이프니츠는 철학에 있어서 기호적 ‘상징’의 중요성을 깊이 생각했던 사람입니다.

기호적 계산에 의해서 인간의 사고세계를 나타낼 수 있다는 착상을 한 사람입니다.

그는 보편적 계산이 세상에 어디엔가 존재한다는 것을 주장한 사람입니다.

그의 무엇으로도 나눌 수 없는 궁극적인 실체, '모나드(monad)'사상은 참 유명합니다.

또 이런 개념을 기반으로 그가 이름을 붙인 ‘무한소’와 ‘해석’이라는 명칭이 ‘무한소 해석’이 되고 나중에 ‘미적분학’이라는 명칭으로 정착하게 되었습니다.

뉴턴은 기하학적 개념을 물리학의 연구와 관련있는 운동의 개념을 배경으로 삼아 미적분학을 발견한 사람입니다.

자 여기까지 정리를 해봅니다.

우주의 모든 것을 數라고 설명하고 기하학적 도형에서 기본단위를 ‘1’로 설정한 <피타고라스>, 인간은 만물의 척도라는 <프라타고라스>, 기호적 중요성과 모나드, 무한소 해석을 내놓은 <라이프니츠>, 기하학과 관련하여 시간이 흐름에 따라 운동이나 변화의 문제를 물리학에 접속시킨 <뉴턴>이 있습니다.

여기까지 이러한 사람들의 중요한 개념을 모두 반영시킨 것이 바로 제로존 이론입니다.

이것을 수식으로 표현시킨 것이 제로존 이론의 공리가 되고 있다는 것을 나중에 이해할 순간이 올 것입니다.

제로존 이론의 공리는 하나의 방정식이 됩니다.

물리상수나 단위를 동시에 ‘1’로 둘 때 여기에 등장한 물리상수나 단위가 도대체 어떤 크기의 '양(quantity)'을 가지는 가에 대한 방정식이 됩니다.

제로존 이론의 가정에 따라 풀게 되면 여기에 등장한 물리상수 뿐만아니라 다른 물리상수들을 표현하는데 필요한 7개의 기본 단위와 그 7개의 기본 단위로 조합한 유도단위들의 크기들이 일정한 크기를 가집니다.

이 일정한 크기들이 제대로 잘 맞아 떨어지는가 그렇지 않는가는 지금까지 잘 구축된 정밀한 실험데이터와 비교해보면 금방 확인이 가능합니다.

매번 이야기한 바 그대로 이 지구상에서 옛날부터 현재까지 위대한 학자들이 주장한 이론이나 개념을 통섭하고 첨단 기기로 측정한 관측데이터를 만족시키는 출발 공리를 찾아낸다는 것은 폐품이 된 보잉 747기를 재조립하는 과정보다도 더 힘들다는 것을 이해하게 될 것입니다.

우리가 보고 관찰하고 있는 자연은 대단히 복잡한 구조를 보이고 있는 것 같지만 神이 설계한 설계도면은 매우 간단하고 아름답다고 이야기하고 있습니다.

사람이 주체가 되어서 자연이 숨기고 있는 질서를 그대로 드러내는 방법이 바로 <반영>의 개념 속에서 찾아 볼 수 있습니다.

<반영>이라는 단어 그 자체가 의미하고 있는 것은 존재가 단수가 아니라 ‘복수’라는 의미도 가지고 있습니다.

그러면 이러한 반영의 개념을 따라서 단수이면서 복수가 되는 반영의 개념은 도대체 무엇이 될까요?

그 해답을 알려주는 ‘기호적 상징성’이 바로 ‘하나’이며, 숫자 ‘1’이라는 것을 우리는 이해할 것입니다.

제로존 이론은 우리가 풀지 못하고 있는 당면한 문제를 극복하기 위해서 인문, 사회, 철학적인 지식과 엄밀함을 앞세우는 과학의 제반 원리를 접속시키는 그야말로 하나의 큰 지혜가 필요하다고 설명하고 있습니다.

그래서 에너지와 질량이 근본적으로 같다는 아인슈타인의 ‘상대성 이론’은 대자연이 숨긴 자연의 이치를 밖으로 반영시킨 특수한 사례라고 할 수 있습니다.

그래서 어디 에너지와 질량이 근본적으로 같다는 것으로 끝날 것입니까? 모든 것이 그 근본에서 동등하다는 것을 제로존 이론이 보여주고 있는 것입니다.

제로존 블로그 여러분! 잠깐동안이나마 제로존 이론이 담고 있는 깊고 넓은 묘미를 오늘 한번 다시 되새겨 보았습니다!!!

제로존도 제로존 이론을 발표한 사람이지만 아직까지 제로존 이론의 참된 진가를 백분의 일, 아니 천만분의 일이라도 제대로 이해하지 못하고 있다고 이야기 할 수 있습니다.

그러니까 제로존 이외의 많은 사람들, 어린아이들, 가정주부, 운전사 아저씨등의 평범한 사람들의 반짝이는 생각으로부터 전문적인 학자까지 꾸준한 연구가 필요한 것입니다.

 

이피리 :

기존의 기호 단위로 표현하는 모든 물리량을 무차원수로 변환하여 서로간의 상관관계를 맺어 줌으로써 자연의 이치를 밝히는 새로운 수학적 수단을 제시하는 제로존이론 논문에서는 무차원수를 '큐닛(Qunit)'이라는 용어로 부르고 있습니다

제로존님의 얘기처럼
아인슈타인의 질량-에너지 등가식(E=mc^2)이 그 전까지 다르다고 인식되어 온 두 가지(질량 m 과 에너지 E) 물리량이 근본적으로 다르지 않고, 광속(c)를 매개변수로 한 상관관계가 있다는 사실을 밝혀 냄으로써 20세기 최고의 과학자로 자리매김하고 있습니다

두 가지 물리량을 대상으로 대자연이 숨긴 이치를 밖으로 드러낸 특수한 사례에 해당하지요.

에너지 보존의 법칙은 자연을 구성하는 물질이 어떤 형상으로 변화하던간에 전체적으로 에너지의 총량은 일정하다는 개념으로 에너지 관점에서 대자연의 이치를 밝힌 또 다른 사례로 볼 수 있습니다

제로존이론은 아인슈타인의 질량-에너지 등가식보다 일반화된 개념으로 7가지 기본단위간의 관계를 밝혀내고 모든 유도단위까지 자연스럽게 확장함으로써, 지금까지 서로 다르다고 인식된 모든 물리량간의 상관관계를 무차원수(큐닛)으로 제시하는 이론을 학술적인 논문으로 발표한 것입니다

또한 '에너지보존법칙'은 소위 '무차원수보존법칙' 또는 '큐닛보존법칙'으로 일반화될 수 있습니다. 전체적으로 보존되는 에너지 관점을 확장하여 전체적으로 보존되는 수의 개념으로 넓혀진 것이지요.

제로존이론의 출현으로 다양한 학문의 패러다임 변화가 어디까지 확장될지 두고 볼일입니다

 

 

제로존 :

.........

당연히 알고 있고요... 그런데 이피리님에 이어 제로존까지 가세하여 아래 아래 화살을 넣어서 쓰기가 멋쩍었습니다.

히히히... 제로존이 안 봤다는 것은 일부로 하신 이야기이겠지요.

참고로 아인슈타인의 E=mc^2은 작년에 ‘처음’으로 증명된 것은 아닙니다.

이거이 이야기하면 좀 길어집니다. 작년에 증명했다는 것은 특수한 사례를 제시하고 새로이 증명된 것의 한 사례입니다.

주박님 말씀중에 아래 쌍 따옴표를 한 것이 있습니다.
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“이피리님!
반갑습니다. 해외로 내가신 걸로 들었습니다만?

여기 "에너지 보존 법칙"을, 님은 다른 이름으로 대체코자하는 의도는 제 생각으론 성급한 것으로 이해됩니다. 님의 표현에 담긴 바탕 논리를 파악치 못해 우선 유보해둡니다. 지금 제 나름의 감각으로 몇자 덧붙입니다.

자연의 법칙들은 많은 세기적인 선배 과학자들이 자신들의 일생을 걸고 발견해낸 어쩌면, 철학자들이 자주 쓰는 "진리"와도 같은, 소중한 인류 자산들입니다. 에너지 보존 법칙도 여러 과학자들의 통찰력들을 종합해서 얻어낸 결과물이므로 예외일 순 없을 겁니다.

님의 논리대로라면? 제가 주제넘긴 할지라도, 그런 자산들을 모두 덮어버리고, 달랑 "큐닛 보존법칙"하나만으로 모두를 대체시켜야 한다는 주장으로 해석됩니다. 그건 아닐테죠?

제가 이해하는 제로존 이론은 7 가지 SI 단위계들을 디지탈화("큐닛")하여 모든 단위들이 서로 상충하지 않게 호완성을 갖게 한 것으로 알고 있습니다. 이 뜻은 곧 기존의 SI 단위들을 산술적으로 다른 단위들로 업데이트(변환)시켜 우리가 편리하게 쓰자는 것으로 이해됩니다.“
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위에 말씀 하신 내용 때문에 제로존이 혹자들의 다음과 같은 질문에 답할 수 있을 것 같습니다.(약간 빈정거리는 투로 보이기도 합니다.)

제로존 이론이 노벨상 0순위, 운운하는데 도대체 무엇을 가지고 이야기 하는 것입니까?

이와 관련하여 이야기를 드리고 싶은 내용은 다음과 같습니다.

우선 조금 정보가 필요합니다.(옛날에 제로존이 이미 언급한 내용들입니다.)

여기서 정보라고 하는 이유는 물리학의 가장 기본이 되고 있는 측정의 새로운 표준설립에 관한 정보로서 국내는 물론이고 국외까지 이 분야에 해당 전문가가 희소하다는 것을 이야기하고자 함입니다.(주위에서 주워들은 단위나 물리 상수라고 하니까 만만하게 덤벼듭니다.)

첫째, 국제 도량형협회 등에서 오래전부터 여러 가지 문제가 제기되어 새로운 도량형을 만드는데 ‘정의표현의 기준’을 어디에 두고 할 것인가에 대해서 논란이 있었다는 점에 대해서 알고 있어야 됩니다.

또, 왜 이런 문제를 들고 일어났느냐에 대한 역사적, 이론적 백그라운드도 소상히 알고 있어야 합니다.

결론적으로 물리상수를 기준을 할 것인가? 기본 단위를 기준으로 할 것인가?

이러한 논의에 대한 정보는 표준을 담당하고 있는 표준과학연구원에서도 특수한 직책을 가지고 있는 분 이외에는 흥미도 없거니와 관심도 없습니다.

간혹 빈약한 실험실 사정에도 불구하고 어떤 국소의 물리상수 데이터들 값을 논문으로 제출하는 경우도 있지만 대부분 CODATA의 권장값을 받아서 응용분야에 전 연구 시간을 다 보냅니다. 연구소 이외의 국내 물리학자들은 이런 일련에 상황을 100% 모른다고 해도 지나침이 없습니다.

이런 이론적 백그라운드를 모르면 제로존이 왜 하필 기본단위인 s=1을 두고 있는지 알 턱이 없습니다. 이 분야를 모르는 분들에게는 오해가 많은 내용인데 아무리 가정이라 하더라도 시간단위를 내마음대로 정의해서 숫자 ‘1’로 둔다는 것이 아니고 이미 정의된 시간단위의 개념을 숫자 ‘1’로 둔다는 것입니다.

논문에서는 형식적으로 s라 함은 처음부터 여기서 사용되는 기호 s는 second라고 구체적으로 명시해 두는 것은 당연합니다.

다 알더라도 상수 h를 쓸 때 플랑크 상수라고 일부러 명시해 두는 것과 마찬가지입니다.

이것을 모르는 사람들은 ‘s=1’이라고 하면 여기서 ‘s’는 우리가 알고 있는 ‘시간개념’이 아닐 것이라고 생각하는 사람들도 더러 있습니다.

이런 분들은 숫자가 단순히 계산하는데만 사용하고 있는 기호쯤으로 알고 있거나 수학 상수와 물리 상수의 관계를 제대로 인지 하지 못하고 있는 방증입니다.

일례로 물리 상수를 표현할 때는 다양한 단위를 반드시 붙여야하기 때문에 같은 차원이라도 스케일이 다르면 상수 값이 달라진다는 점이 수학 상수와 다른 점입니다.

쉽게 설명해서 c=2.99792458 * 10^8m/s = 2.99792458 * 10^5km/s는 단위 앞의 숫자가 다르더라도 이는 광속을 표현하는 상수라는 점에서 똑같다는 것입니다. 수학에서는 이런 일이 없습니다.

이런 내용을 굳이 설명하면 당연히 그런 것 아닌가? 하면서도 이런 것을 응용하면 고만 헷가닥 하는 겁니다.

그러니까 이런 수준을 가진 사람은 ‘숫자 장난’이라는 말이 나오게 되어 있습니다.

역사적으로 수학자 피콕이라는 사람이 수학에서 사용하는 숫자를 비롯한 기호가 계산에만 사용하는 수단이 아니라 개념이나 언어명제에도 사용할 수 있다고 하여 초급 산술차원에서 추상 수학으로 한 단계 업그레이드 한 것입니다.

여기서 이런 논리가 발전하여 컴퓨터 프로그래밍 언어를 낳은 것입니다. 지금 세상에 나와 있는 컴퓨터 언어치고 물리학 기본 개념과 관련하여 만들어낸 컴퓨터 언어가 없다는 것도 처음 들었을 것입니다.

모두 수학논리(논리학, 언어학)를 사용하여 만든 컴퓨터언어를 가지고 특정 물리학의 해석과 예측 프로그램을 만들고 있는 실정입니다.

추상수학을 모르는 분들에게 미안한 이야기이지만 숫자가 단순히 산술계산하는데에만 사용용도가 제한되어 있지 않다는 것을 깊이 명심해야 합니다. 가령 숫자를 논리적인 명제에다가 갖다 붙이는 경우(논리함수사상)도 있다는 것을 알고 있어야 됩니다.

이것이 바로 괴델의 불완정성 정리에서 증명에 사용된 ‘숫자 매기기(Goedel numbering)‘에 사용된 것입니다.

특정 숫자를 논리 명제에 대응시킨 것입니다. 제로존이 물리학에서 숫자 ‘1’을 기본 단위로 대응시킨 것과 똑같은 원리입니다.

여하튼 일반인 이거나 필요한 수학을 모르는 분들에게 설명하려고 보면 쫌 애가 탑니다. 그래서 나올 수 있는 질문에도 불구하고 제로존은 그냥 넘어가 버립니다.

둘째, 이론물리학자들 중에서 극히 제한된 물리학자들이 다음과 같은 아주 중요한 질문을 합니다.

물리학 법칙을 이끌고 있는 다양한 보존법칙, 예를 들면 잘 알려진 에너지보존법칙을 필두로 각운동량보존법칙, 전하량보존법칙, 스핀보존법칙 그 이외에 소립자물리학에서 잘 알려진 렙톤보존법칙, 바리온보존법칙, 기묘도보존법칙 등등이 있습니다.

이런 보존법칙들이 자연현상을 해석하고 계산하는데 반드시 다 필요한가? 아니면 진짜 중요한 보존법칙이 몇 개인가? 더 나아가 앞으로 더 필요한 보존법칙이 찾아 낼 것인가에 대한 질문입니다. 이러한 질문을 두고 연구하다가 우리의 위대한 물리학자 파인만은 숨을 거두었습니다.

이런 문제는 그야말로 정말 엄청난 문제입니다!

이런 질문은 도대체 우리가 사는 세상에서는 기본 단위가 몇 개인가를 물어보는 것과 마찬가지입니다.

이 문제를 해결해야 뉴트리노 등 복잡한 소립자 물리학 문제에 예측 모델이 가능한 것입니다. 소립자 물리학은 어떤 주어진 입자가 어떤 조각으로 연결 되어 있는지 복잡한 물리적 변수와 관련하여 풀어내야 하기 때문입니다.

획기적인 새로운 아이디어가 나오지 않으면 천문학적인 비용과 고급인력이 수 많은 세월을 기다려야합니다.

셋째, 노벨물리학상을 받은 파인만이 지적한 대로 에너지보존법칙만 하더라도 이에 필요한 단위들이 수두룩하다는 것입니다.

그래서 그가 생각하기에 에너지보존법칙에 ‘단위가 필요가 없다!’는 점을 물리학의 법칙이라는 책에서 역설하고 칼텍에서도 학생들에게 강의한 적이 있다는 것을 알고 있어야 합니다.

왜 파인만이 이런 생각을 했을까요? 제로존은 그의 숨은 계획과 의도를 잘 알고 있습니다.

넷째, 아인슈타인의 전기에 의하면 그의 친구에게 보낸 편지에서 물리학에서 ‘단위가 없는 상수’를 찾는 날이 언젠가 올 것이라고 이야기한 적이 있다는 것을 알고 있어야 합니다.

가령 수학에서 상수인 원주율이나 자연로그, 황금비, 파이겐바움 상수등이 대표적입니다.

그 밖에 정의 가능한 모든 실수체나 복소수체의 원소가 해당됩니다. 이는 측정과 상관없이 정의된 것들입니다.

다섯째, 원자핵 물리학의 대가인 가모브도 ‘단위없는 상수의 시대’가 올 것이라는 것을 역설한 이야기도 있다는 것을 알고 있어야 합니다. 왜 이런 이야기를 했을까요?

여섯째, 노벨물리학상을 수상한 와인버그가 말하기를 세상을 바꿀 새로운 이론을 누가 들고 나올 때 그 이론이 옳은 이론인지를 알아 보는 것은 너무나 쉽다고 이야기하고 있는 것을 알고 있어야 합니다.

그는 이야기하기를 그 이론의 신속한 검증에는 지금까지 잘 구축된 물리상수와 제대로 정합하는 지를 계산만 해보면 금방 알 수 있다고 한 점입니다. 아인슈타인의 질량이 에너지 등가에 대한 증명과정과는 판이하게 다릅니다.

일곱째, 스티브호킹은 T.O.E(모든 것의 이론)후보 조건으로서 다음과 같이 이야기 한 적이 있습니다.

4가지 알려진 힘을 통일적으로 설명해야하며, 복잡한 수식이 없어야 하며, 아주 적은 원자재로 모든 것을 설명해야하며, 게다가 그 이론이 ‘선택의 여지도 없어야 한다’는 점 등입니다.

여덟째, 수학과 물리학이 어떻게 다른 점이 있는지 잘 알고 있어야 한다는 점입니다.

다시 말하면 수학은 추상적 학문이라는 것이며, 물리학은 사람이 참여하여 측정하는 학문이라는 점으로 여기서 생기는 갭을 통합할 수 있는 획기적인 방식이 도입되어야 한다는 점입니다.

여기서 추상이란 단어를 주목하십시오. 계산에서 공통적인 요소를 뽑아낸다는 뜻입니다.

그리고 오늘날 현대과학에서 측정의 문제가 얼마나 어려운 화두인지 잘 알고 있어야 합니다. 모든 측정에 사람이 참여하고 있다는 점입니다. 이 측정 문제에 사람이나 측정기구가 참여하고 있다는 것을 계산에 이미 전제된 이론이 나와야 한다는 점입니다.

아홉째, 수학의 상수와 물리학에 있어서 상수가 어떻게 다른지 소상히 알고 있어야 합니다.

물리학에 있어서 상수는 수학과 다르게 임의성?이 있다는 말을 잘 이해하고 있는지 자신에게 물어봐야 합니다. 위에서 이야기한 바 있습니다. 왜 강조하냐면 우리가 세상에 태어나서 자연의 규칙성을 처음 얻어낸 것이 바로 측정에서 얻어낸 물리 상수 이기 때문입니다.

열 번째, 상대성 이론과 양자역학을 필두로 한 양자장 이론이나 초끈 이론등이 이론초기 때부터 무슨 문제점이 존재하고 있는가를 정확히 알고 있어야 합니다.

만약 알고 있다면 그 문제점을 극복할 수 있는 구체적인 이론적 체계를 가지고 있어야 할 뿐아니라 검증하는 방법이 아주 신속하고 비용부담이 없으며, 명확하게 제시해 주어야 한다는 점입니다.

열한 번째, 컴퓨터와 관련하여 입력방법이 매우 쉬워야 하며, 어떤 아키텍쳐로 설계해야 되는지 구체적으로 제시해야 합니다. 지금의 아스키코드방식을 극복해야 합니다.

열두 번째, 괴델의 ‘숫자 붙이기 방법’이 측정과 관련하여 무슨 문제점이 있는가를 잘 알고 있어야 합니다.

열세 번째, ‘하나’와 숫자 ‘1’그리고 단위관계에 대한 이른바 산술법칙의 기초에 대해서 잘 알고 있어야 합니다. 1+1 = 2 가 된다는 아주 평범한 사실을 알아내기까지에는 페아노 정리가 나오기 까지 수백년이 소요됐습니다.

열네 번째, 숫자 장난? 이라는 말을 쉽게 쓰는데 진짜로 이론 물리학에서 숫자 장난이 어떤 것인지 제대로 해 본적이 있는지? 자신에게 물어 보아야 합니다.

이런 이야기를 하는 사람들은 수학에서 보부상이야기나 물리학에서 라디오 주파수 맞추기, 공학에서 최적화작업, 컴퓨터 과학에서 유전알고리즘이 어떤 것인지를 잘 모르는 사람들입니다.

제로존이 이와 관련하여 이번 3월 30일, 기자회견이나 그 이후에 알기 쉽게 설명할 순간이 올 것이라고 생각합니다.

우리는 간혹 신기한 마술을 보고 마술사에 대해서 깊은 호기심을 가집니다. 그런데 마술의 답을 알고 나면 그렇게 싱거울 수가 없습니다.

인류가 해결하지 못한 물리학의 현안문제에 대해서 답을 아는 순간, 우리는 참으로 싱겁다고 이야기할 순간이 올 것입니다.

아니 도대체, 우리는 지금까지 무엇을 했던가?

지금까지 우리는 등잔 밑이 어둡다는 것을 절감하게 될 것입니다.

그래서 파인만의 스승인 물리학자, 휠러는 우리가 그 수수께끼를 찾기 위해서 먼 길을 떠났는데 마지막 종착점이 자기의 발자국을 보고 처음 떠났던 곳인가를 알게 되었다는 이야기가 있습니다.