“새첼 마우스”를 줄여서 “새취모”라는 닉네임으로 널리 알려진 루이 암스트롱은 세계에서 가장 위대하고 가장 잘 알려진 트럼펫 연주자 중의 하나였다.
그는 1900년 7월 4일 뉴올리언즈에서 태어나 그로부터 71년후 뉴욕시에서 타계했다.
어릴 때 그는 법에 저촉되는 일을 저질러 감화학교로 보내졌는데 거기에서 처음으로 트럼펫 연주를 배웠다. 1922년에 그는 시카고로 가서 킹 오리버스 크리올 재즈 악단에서 코넷을 연주했다. 그 후 3년 만에 그는 자신의 악단을 결성했고 그때부터 갑작스런 성공의 길을 걷게 되었다. 새취모는 트럼펫 연주에 있어서 혁신자로서 뿐만 아니라 기교가로서도 탁월한 능력을 인정받았다.
그리고 그는 누구도 따르지 못하는 기록을 세우게 되는데 높은음을 연속적으로 무려 280회나 소리 냈다. 그는 주로 정격 스윙 스타일의 트럼펫 연주자로 기억되는데 이로 말미암아 노소를 막론한 전 세계인들로부터 숭배를 받았다.
어떤 비평가들은 그를 “재즈의 아인쉬타인”이라고 일컬었다. 반면 대부분의 사람들은 단순히 그를 트럼펫 연주를 통해서 엄청난 생명력과 스타일을 창조할 수 있는 능력을 가진 친절하고 정력적인 사람으로 기억하고 있다.
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사람들이 <루이 암스트롱>에게 다음과 같은 질문을 했습니다.
"재즈가 도대체 무엇이냐?"
<암스트롱>이 바로 받아서 이야기 했습니다.
"그걸 묻는다면 당신은 재즈를 결코 알 수 없을꺼!"
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물리학에서 그 기본 기술의 언어가 수학적 언어라는 것은 잘 알려져 있습니다.
그래서 좋은 이론 물리학자가 되려면 이미 잘 확립된 수학이론을 얼마나 잘 이해하고 잘 활용하느냐에 따라서 그 학자의 운명이 결정된다고 해도 틀린 말은 아닐 것입니다.
그런데 수학분야가 워낙 깊고 광범위해서 어떤 수학이론을 자신의 전공분야인 물리학에 적절하게 활용하느냐에 따라서 능력과 함께 운도 따라줘야 할 것입니다.
아마 추측하기로 수학의 전 분야를 100으로 한다면 자기 전문분야에 꼭 필요한 수학분야는 1이 아니라 0.1로도 충분할 것으로 생각합니다.
특히 이론 물리학으로써 소립자물리학의 경우 물리학 분야를 통털어서 소립자 물리학 분야에는 역사적으로 소위 천재 물리학자들이 집중적으로 모여든 바 있습니다. 우리가 일반 교양과학저서를 접할 때 자주 등장하는 물리학자들이 다 그런 부류들입니다.
그런만큼 복잡하고 난해한 수학문제를 산수 계산하듯이 척척 풀어내는 귀신같은 학자들이 많았는데 일부 참여한 학자들은 그런 학자들에게 완전히 주눅이 들어서 중도 포기하는 경우도 왕왕 있었습니다.
제로존이 알고있는 모 물리학자는 한국의 경기고등학교를 졸업하고 뛰어난 성적으로 서울대학교 물리학과에 진학하여 일찍이 재능을 보여서 미국으로 유학을 갔더랬습니다. 그 물리학자가 이런 괴상한 부류의 물리학자들의 대열에 참여했는데 그 귀신같은 수학능력을 보고 아연질색해서 한국으로 되돌아오기에 이르렀습니다.
그 분은 현재 모 대학의 물리학과에 재직중인데 제자를 보면 한 눈에 재목이 될 것인가 안 될 것인가를 알아본답니다. 어떻게요? 얼굴이나 두상을 보면 단방에 안답니다.
아마 그 분은 유학시절 때 화성에서나 나타날만한 귀신같은 동료 물리학자들을 봐왔기때문에 그 느낌이라는 것을 강하게 받았던 모양입니다.
이 이야기는 직, 간접적으로 들은 바 있는데 가만히 생각해보니까 제로존도 그 분 물리학자를 만나면 어떤 이야기를 들을 것인가 궁금해지기도 했습니다.
아닌게 아니라 우리나라 최고의 수제들이 모여있는 모 기관에 들러서 물리학 국가 박사 한 분을 만나본 적이 있습니다. 그 때가 아마 1997년 신동아 8월호에 제로존 이론이 소개되어 시끄러울 때였습니다.
그 국가 박사는 제로존더러 일찌감치 물리학 공부하는 걸 포기하고 치과의사나 하면서 돈버는 것이 최고라고 은근하게 나무랐던 기억이 지금도 생생합니다. 이런 이야기를 한 시간 이상 해댔는데 은근히 열이 났습니다.
사실 입장을 바꿔놓고 생각해 볼 때 제로존도 아마 비스무리한 이야기를 들려주었을 것이 당연한 이야기인지도 모릅니다.
수학자중에서 <소푸스 리>라는 학자(Marius Sophus Lie, 1842년 12월 17일 - 1899년 2월 18일)가 있었는데 그는 노르웨이의 수학자로 그의 이름을 딴 '리 대수'로 유명합니다.
'리 군(Lie群, 영어: Lie group)'은 미분다양체인 위상군입니다.
즉 군의 연산이 미분구조에 따라 매끈한 경우로 연속적인 대칭을 나타내기 위하여 쓰이는데 소립자학의 물리학에서 필수적으로 알아야 할 수학분야이기도 합니다.
그런데 노벨상을 발견한 후 1년만에 아주 초스피드적으로 수상한 중국계 미국인 <양첸닝>이라는 물리학자가 있었습니다.
함께 근무하던 여비서는 40년 연하로 양첸닝과 결혼까지 하기도 하여 국내 언론에 보도 되기도 했습니다. 그건 그렇고 양첸닝은 양-밀스 이론(Yang?Mills theory)이라고 하여 미국의 로버트 밀스(RobertL. Mills)와 함께 위에서 언급한 리군 SU(n)을 기반으로 하는 게이지 이론을 발견한 바 있습니다.
소립자물리학에서 잘 알려져 있는 표준 모형은 부분적으로 SU(3)과 SU(2)의 양-밀스 이론을 바탕으로 하고 있습니다.
제로존에게 국가 박사가 잠깐 스치듯 들려준 내용이 이런 역사적 배경을 가진 게이지이론이 있었습니다.
게이지이론[─理論, gauge theory]?
어떤 장의 영향을 받는 입자가 미시적인 범위 안에서 운동하고 있을 때 그 운동상태를 기술하는 슈뢰딩거 파동방정식이 게이지불변이도록 하는 이론인데 물리학에서 가장 기본적인 이론 중 하나입니다. 검색한 관련내용을 바탕으로 조금 더 살펴 볼까요?
1915년에 <아인슈타인>이 일반 상대성이론을 발표한 직후 독일의 수학자 <헤르만 바일>이 게이지대칭을 도입한 바 있습니다. <바일>은 그것을 이용해서 <아인슈타인>의 중력장 이론과 <맥스웰>의 전자기장 이론을 통합하려는 시도를 했습니다.
측량막대를 지정하면 그 길이는 일정하게 유지되는 것으로 가정할 수 있는 바, 측량막대를 이동시킬 때 그 길이의 변화 가능성를 고려해서 <바일>은 그것을 국소적(한 곳) 게이지 변화라고 불렀습니다. 도처에서 동일한 변화는 전체적 게이지 변화라는 것이지요.
그런데 우리가 잘 알고있는 '무궁화 꽃이 피었습니다'의 소설 주인공이 되는 인물이 이론 물리학자 <이휘소> 박사인데, 이 <이휘소> 박사가 게이지 대칭이라는 이론을 이용해 자연계의 네 가지 상호작용 가운데 전기적 상호작용과 약한 상호작용을 통합하여 기술하려는 전기약작용 이론에서 문제화 되었던 재규격화의 해결책을 제시하여 소립자 물리학의 표준모형을 확립한 바 있습니다.
그가 제시한 게이지 이론의 재규격화는 소립자 물리학의 표준모형을 확립시켰으며 그의 연구결과는 다른 여러 학자들에게 영향을 주어 <와인버그>, <살람(1979년)>, <트후프트>, <벨트만(1999년)>, <그로쓰>, <윌첵>, <폴리터(2004년)> 등이 노벨상을 수상하게 했다는 이야기가 전해옵니다.
1974년 그는 참 쿼크의 존재와 관현해 'Search gor Charm'이라는 획기적 논문을 발표하여 참 쿼크가 존재할 경우 이들이 결합할 때 나타나는 입자들의 성질을 규명했고 그 해 11월 제이/프사이 입자를 발견한 <리히터>와 <팅>이 1976년 노벨상을 받게 했다는 것이죠.
제로존이 언젠가 <이휘소> 박사와 관련된 '이휘소 평전'이라는 책을 읽어보았는데 그 책 속에서 나오는 수식이 게이지 대칭에 대해 한 줄도 알 수 없는 그런 어지러운 수식들을 본 적이 있습니다.
그런데 제로존이 천재 물리학자들 사이에 끼어서 주눅이 들었던 어느 물리학자의 이야기처럼 주눅이 들었을까요?
전혀 그러하지 않았습니다.
위에서 이야기한 중국계 미국물리학자 <양첸닝>도 수학자 <바일>의 대칭개념을 공부했다고 하는데 도저히 그가 이야기하고 있는 내용을 결코 따라잡지 못했다고 한탄하면서 하물며 자기가 개발한 양-밀스 이론조차도 발표한 후 20년이 지나서 그 뜻을 겨우 이해하게 되었다고 겸손하게 이야기한 바 있습니다.
그래서 제로존이 이휘소 평전의 책을 읽고 가만히 생각한 것입니다.
지들은 지들끼리 통하는 수식언어를 쓴다고 해서 주눅이 들었다고요? 천만에요!
제로존은 왜 이렇게 꼭 어려운 언어를 쓰고 있을까? 하고 오히려 이상한 생각이 들었습니다. 자연현상을 기술하는데 꼭 반드시 이런 방식으로 밖에 할 수 없을까? 하는 이상한 반감. 바로 그 것입니다.
명심하십시오!
하나의 <연산법>을 택하는 것은 사실상 문제를 표현하는 방식과 그것을 푸는 방식을 선택하는 것에 지나지 않는다는 것을!
겨우 초등학교를 졸업한 <패러데이>를 보십시요. 역사적으로 그 유명한 물리학자 <패러데이>는 미분, 적분에 관한 기호도 아예 보지도 못했습니다.
그리고 똑같은 환경을 가진 수학자 <불>을 보십시요. 그는 혼자 독학했습니다.
오늘날 컴퓨터 기본언어가 되는 이진법을 발견한 수학자 <불>의 경우 영국 왕립 학회에서는 <불>의 이상야릇한 수식언어를 보고 창피하다고 생각했습니다.
그 것은 수학이 결코 아니라는 것이지요. 그리고 논문을 제출할 때마다 퇴짜를 놓았습니다.
인류역사를 바꾼 과학사를 매우 흥미롭게 자주 읽어보았던 제로존은 이상 야릇한 수학기호와 물리학 수식으로 짬뽕된 언어들을 보고 주눅들기 보다도 오히려 이참에 한번 혁명을 일으켜보자는 묘한 반감으로 가득 차 있었습니다.
그렇습니다. 제로존뿐만 아니라 여러분조차 무진장 유명한 요리사가 아니더라도 그런 요리사와는 또 다른 조리법을 발견할 수 있는 능력을 가지고 있다는 것입니다.
프랑스 파리의 음식대가와는 달리 시골 후미진 촌락의 아주머니의 손길에서도 또한 기가막힌 미각을 빚어내는 음식대가라는 것을 결코 의심하지 않습니다.
오늘날 우리가 잘 알고있는 물리학은 인류에게 엄청난 지적 성장을 제공했지만 유감스럽게도 감정이나 영혼처럼 삶의 상위를 차지하는 영역들에 대해서는 결코 이렇다 할 그 무엇을 아무것도 가르켜주지 않았습니다.
상위의 것들과 관련된 학문들보다 더 이해하기 쉽고 더 간편하고 편안하게 표현할 수 없을까요?
<아인슈타인>은 다음과 같은 이야기를 한 바 있습니다.
"인간에게는 선천적으로 이해하고자하는 열정이 있다...
아이들에게는 이것이 비교적 흔하지만 세월이 흐르면 잃어버린다."
쉽고 단순하고 편안하고 정확하게 표현할 수 있는 언어 말입니다.
아이들이 자신들의 영혼과 마음을 컴퓨터에게 친숙하게 대화할 수 있는 그런 쉬운 표현 말입니다..
