[스크랩] 제로존 이론이 우리 인류에게 던져 준 중요한 수학적 공헌은 무엇

 

제로존 이론이 우리 인류에게 던져 준 중요한 수학적 공헌은 무엇인가?

 

 

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제로존 이론은 수학적 입장에서 보면 자연 과학의 언어가 ‘단지 숫자들의 조합에 지나지 않는다’는 점을 한편의 논문으로 보여준 것입니다.

 

논문을 받아 본 심사자로서 물리학자들은 그들의 눈으로서는 매우 당연한 이야기지만 수학적 공헌으로서가 아니라 단지 물리학적 소견으로만 바라보았을 것으로 생각됩니다.

 

필요한 가정과 계산된 데이터가 실험데이터와 정합성을 이루고 있는가를 무엇보다도 먼저 주의 깊게 검토할 것입니다.

 

적어도 물리학에서는 가장 우직스럽고 고집스럽다고 할 수 있는 보수적 집단이 바로 CODATA에서 상징적으로 보여주고 있는 물리상수와 관련된 내용을 처리하고 있는 물리학자들입니다.

 

피지컬 리뷰를 위시하여 세상의 가장 권위 있는 물리학 전문지는 뭐니뭐니해도 제출된 논문에 대해서 따져보는 것을 기준으로 삼는 것이 바로 국제단체인 CODATA에서 권고하는 물리상수들이란 엄격함 실험적 시스템을 통과한 물리량들입니다.

 

세상의 물리학자들이 그들 논문 속에서 계산된 수치들은 자신들이 의도하든 안하든, 또는 알든 모르든 그 계산들의 수치 속에는 CODATA의 엄격한 권고 실험치를 이미 이용하고 있는 것이지요.

 

이것을 일반적으로 ‘CODATA 권고 물리량’이라고 이야기합니다.

 

CODATA의 권고 물리량은 말이 권고 물리량이지 이 권고라는 말속에는 냉정하리 만큼 무서운 의미가 반영되어 있습니다.

 

바로 엄격성입니다!

 

이 엄격성은 수학에서 말하는 엄밀성과 비교하여 상상할 수 없는 그야말로 땀과 피를 동반한 고통 속에서 나온 자료들입니다.

 

이 고통의 무게에 대해서 실질적으로 체감하는 물리학자들은 그야말로 극소수들뿐입니다.

 

그러니 이런 내용을 모르는 비전문가들은 ‘CODATA의 권고 물리량’이 물리학에서 차치하는 비중이 얼마나 권위 있는 data들인지 알 리가 만무합니다.

 

수개국 관련 과학자들이 엄청난 인적 물적 비용을 지불하면서 겨우 겨우 마련한 가속기를 통하여 얻어낸 실험데이터들은 최소한 4년간의 유예기간을 가집니다.

 

기본 상수나 기초물리량이 제대로 계산, 구축돼 있지 않으면 이후 얻어낸 실험데이터는 신뢰도가 대단히 상실됩니다. 그리고 냉정함 속에서 그 data들을 드디어 발표합니다.

 

또 어떤 때는 의회의 치열한 논쟁을 거쳐서 마련된 자본을 가지고 로케트를 이용하여 저 차가운 우주 진공에서 실험데이터를 얻어냅니다.

 

그런데 우주에서 얻어내는 실험 장치가 고장이 나면 그 데이터들은 또다시 의회의 결의를 거친 필요한 자본을 얻지 못하면 자동으로 일시 폐기처분 됩니다.

 

우여곡절 끝에 다시 우주에서 시스템 수리를 하고 드디어 관측 데이터를 지구에 보내옵니다.

 

그리고 그 데이터를 다시 여러 각도에서 계산하여 논의를 거쳐서 발표됩니다.

 

이 발표된 기본 자료가 바로 CODATA 권고 물리량이 되는 것입니다.

 

그러니 이 글을 읽고 있는 가족 여러분, CODATA 권고 물리량이 여러분이 체험하는 그 정도가 어느 정도인지 이해할만 합니까?

 

그런데 국내 어떤 물리학자들이 무슨 소리를 한 줄 압니까?

 

CODATA가 주관하는 저널의 데이터들이 우리 일상 주변에서 정보로 얻고 있는 벼룩시장 정보지쯤으로 이야기하는 것입니다.

 

그 저의도 “니가 뭐 아는게 있나?”라는 통속적 감정 그것입니다.

 

이러한 이야기를 낯빛 하나 변하지 않으면서 겉으로는 허우대 멀쩡한 사람으로 보이는 것은 이런류의 학자들이 외국에서 유학했다는 포장으로 그럴듯하게 보이긴 합니다.

 

이 무식함을 어떻게 설명해야 옳을까하고 제로존은 그냥 허공을 보면서 배시시 웃었던 때가 있었습니다.

 

핏기 없는 얼굴로 기약할 수 없는 내일을 바라보면서 제로존 이론의 첫 논문을 어디에 제일 먼저 제출해야 좋을 것인가에 대해서 오랜 날을 보내면서 밤늦도록 토론한 적이 있습니다.

 

여러분이 잘 알고 있는 이피리님과 제로존, 그리고 한국 표준연의 방건웅 박사님 간의 의견 조율이 있었던 때가 떠오릅니다.

 

간단한 차량 접촉 사고가 났다고 잘 아는 법원의 판사나 검찰청의 검사를 찾고 할 필요가 없을 것입니다.

 

대법원 판사가 무슨 소용이 있겠습니까?

 

이때는 해당 파출소에서 나온 경찰의 현장 조사가 가장 힘이 있을 것입니다.

 

그런데 사건과 관련하여 법리해석에 문제가 쫌 있으면 1심 재판으로 이어지기도 합니다.

 

사건이 단순 접촉사고가 아니라 음주운전이고 관련 당사자가 차량 운송으로 하루 하루를 살아가는 입장이라면 1심이 아니라 2심, 그리고 대법원까지도 소송이 이어지는 경우도 있습니다.

 

보험관련 복잡한 문제까지 개입하면 대법원 판례를 넘어서 새로운 법리해석으로 헌법재판소까지 사건이 확장됩니다.

 

제로존이 왜 이런 이야기를 하느냐면 제로존 이론의 첫 논문을 제일 먼저 어느 곳의 저널에 제출할 것인가에 대해서 논의가 필요했다는 점을 이야기하고자 한 것입니다.

 

그래서 어떤 물리학자는 그의 저서에서 다음과 같이 절규하는 표현을 쓰기도 했습니다.

 

“우리 인류가 가장 믿을 수 있는 객관적인 자료가 무엇이며 어디에 있는가“라고 했습니다.

 

바로 답은 물리상수이며, 이를 다루는 곳이 처음 듣는 사람이 그 이름도 생소한 CODATA라는 곳입니다.

 

이른 바 물리상수는 우리가 사는 세계에 있어서 CODATA라는 자연의 헌법재판소에서 내린 판결의 최종적인 심사 기준이 되고 있는 것입니다.

 

그래서 오랫동안의 논의는 CODATA라는 곳으로 최종 결정되었던 것입니다.

 

그 다음은 첫 논문의 제목과 초록에 관한 부분으로 상당한 진통을 겪었습니다.

 

일반적으로 논문심사자들은 논문을 심사할 때 논문의 제목이 차지하는 비율로 대략 50%로 생각할 수 있을 만큼 논문 제목이 대단히 중요하다고 생각합니다.

 

그 다음으로 논문의 내용을 압축한 요지로서 Abstract 곧, Summary(要約)를 한 30% 잡아먹는다고 생각하는 것 같습니다.

 

그러니 전문 저널에 제출된 논문은 논문 제목과 Abstract(초록, 抄錄)를 보고 흥미를 가지거나 아니면 적극적으로 대할 것인지 등, 심사에 임하는 마음이 결정된다고 보아도 좋을 것입니다.

 

제로존 이론과 관련된 첫 논문의 제목과 요약을 보면 현재 미터법에서 불가능한 차원이 다른 물리량들의 덧셈, 뺄셈 등이 가능하다는 등 ‘세기의 사고를 치는 이야기’들이 명확하게 들어있습니다.

 

제로존 이론의 논문과 초록, 그리고 내용을 본 사람들이 읽고 난 소감은 뭐 그렇게 어렵지 않다고 이야기하는 것을 들어 봤습니다.

 

그런데 그 논문이 자연과학의 언어가 단지 숫자들의 조합에 지나지 않는다는 개념을 주의 깊게 살펴보지 못한 것은 당연한 듯 해 보입니다.

 

제로존 이론은 수학적 측면에서 보면 모든 물리량을 ‘수학적 체(field)’로 성공적으로 확실하게 변환시키는 것을 보여주고 있습니다.

 

이를테면 잘 정의된 물리량으로 이어진 대수 논리를 아주 간결한 산술적인 표현으로 보여주고 있는 것입니다.

 

제로존 이론은 논리의 대수화 또는 논리의 산술화라고 해도 좋을 것입니다.

 

곱셈, 나눗셈, 덧셈, 뺄셈 등의 대수기호를 사용하여 물리학의 논리는 수학(대수학)의 분야로 넘어 온 것입니다.

 

제로존 이론에 있어서 수학의 분야는 단순한 대수학이 아니라 인류가 사용하고 있는 언어를 분석할 수 있는 추상 연산이 된 것입니다.

 

제로존 이론에 있어서 서로 더하거나 뺄 수 없어 서로간의 관계가 단절되어온 현대 물리학에서 수학적 접속의 의미는 인류에게 있어서 가장 난해한 문제가 되고 있는 언어의 분석이 가능함을 제시하고 있습니다.

 

철학에서 남겨진 유일한 일은 ‘언어 분석’ 일뿐이라는 <비트겐슈타인>의 마지막 명언이 떠오릅니다. 

[출처] 제로존 이론이 우리 인류에게 던져 준 중요한 수학적 공헌은 무엇인가? (제로존 이론 공식 카페) |작성자 제로존