[스크랩] [책] 노벨상 0순위 137

 

노벨상 0순위 137

 

 

 

책 소개

문명사적 전환을 예고하는 발견

이 책의 저자 양동봉은 34년 동안 물리학을 연구해온 재야 물리학자다. 아니 정확히 현실 직업을 얘기하자면, 그는 치의학을 전공한 치과 의사다. 다시 말해 그는 정규 과정으로 물리학을 전공한 일이 없으며, 그를 가르친 물리학 교수 또한 이 세상에 존재하지 않는다. 그럼에도 그는 현대물리학의 연구 동향을 꿰뚫어 보면서 그의 이론 체계를 완성했다. 그야말로 상상할 수도 없고 믿기도 어려운 일이지만 엄연한 사실이다. 이런 점에서 그는 그가 존경하는 아인슈타인보다도 더한 독학을 했다.
그렇다면 치의학을 전공한 치과 의사가 왜 물리학에 빠져들어 34년의 긴 세월 동안 연구에 매진했을까?
이 책의 저자를 34년 동안 물리학의 세계에 가둬둔 건 바로 숫자 137이다. 이 책에서 137이란 소위 ‘마법의 수’로서 모든 물리학 난제를 통칭한다. 그뿐만 아니라 이 땅 위에 살고 있는 모든 생명이 가진 공통된 표지標識를 의미하기도 한다. 유명한 이론물리학자 리처드 파인만은 평소 동료 물리학자들에게 집 대문이나 책상 앞 벽면에 숫자 137을 쓴 패널을 걸어 놓기를 권했다고 전해진다. 그만큼 이 숫자 137은 세상의 모든 물리학자들을 블랙홀처럼 빨아들이는, 깊고 묘한 마력을 가진 ‘잘 알려진 수수께끼’다. 세상의 내로라하는 유명 물리학자들이 물리학 전 영역에 걸쳐 불쑥불쑥 튀어나오는 이 마법의 수 137의 출처에 대해, 그리고 왜 하필 그 숫자여야만 하는지에 대해 평생을 두고 탐구해왔다. 하지만 모두 아직 이렇다 할 성과를 거두지 못하고 있다.
그만큼 물리학의 난제 중의 난제로 알려진 마법의 수 137을 제대로 알아냈다고 하면 당장에는 의혹을 가질 수밖에 없을 것이다. 그리고 이것이 일반적인 생각이기도 하다. 이를 누구보다 잘 아는 이 책의 저자는 이 책에서 세상의 모든 불신을 잠식시킬 수 있는, 즉 일반인도 신속하게 확인(검증)할 수 있는 검증 과정 및 방법에 대해 자세히 소개하고 있다.
불가사의한 난제 중의 난제를 푸는 데 성공했을 때의 심정을 저자는 이렇게 전한다. “도저히 사람의 능력으로서는 풀 수 없었던 난제 중의 난제인 물리학 문제를 꿈속같이 풀게 되었다. 모든 문제는 겉으로는 서로 복잡하게 얽혀 있는 것 같아도 매우 단순한 ‘하나’라는 화두에 연결되어 있다. 인류가 그렇게 찾고 싶어 했던 방정식을 찾아낸 것이다. 그 방정식은 생명과 비생명의 관계가 ‘하나’라는 것이다.”
이 책의 저자는 34년의 긴 세월 동안 눈물 밥을 먹으며 항생제를 복용하면서도 탐구의 생활을 중단하지 않았다. 치과 의사라는 직업을 통해 얻은 그동안의 수익을 형식적인 ‘숫자 1과 중력의 본질로서 하나의 이치’를 밝혀내는 물리학 연구에 모두 썼다. 오직 젊은 청춘을 겉으로 볼 때 숫자 ‘1’과 ‘중력’에 올인한 셈이다. 왜 그랬을까? 왜 미치지〔狂〕 않으면 미칠〔到〕 수 없는 불가사의한 낯선 전문 영역에 전심전력으로 파고들었을까? 전 삶을 바쳐 매달릴 수 있을 만큼의 가치가 있다고 확고하게 생각했기 때문이다.
이 책의 저자는 마법의 수 137이 숨기고 있었던 문제는 아인슈타인과 파인만이 풀지 못한 문제까지 풀 수 있게 했다며, 믿기 어려운 이 놀라운 이야기를 물리학자를 비롯해 이 세상의 모든 사람에게 신문고를 치는 심정으로 널리 알리고 싶었다고 한다. 이 책의 제목 ‘노벨상 0순위 137’은 저자가 연구한 137이 노벨상 0순위란 뜻이 결코 아니다. 저자의 연구 결과물이 기아 구제라는 물리학 연구 이면에 숨어서 그동안 흩어져 있던 사람들의 관심을 하나로 통일시키는(노벨상) 최적합한 도구(0순위)의 상징(137)이라는 의미다. 잘 알다시피 노아의 방주 길이는 대략 137미터다. 이런 의미에서 저자는 숫자 137의 상징을 기아 구제의 실천적인 메시지로 받아들이고 있는 것이다.
이 책의 목적은 아주 작은 크기를 대표하는 양자역학의 안정장치인 알파(α)에서 아주 큰 크기를 대표하는 일반 상대성 이론의 안정장치 람다(Λ)까지, 삼라만상 모든 것이 ‘하나’의 이치로 되어 있음을 깨닫는 것이다.
자연에 존재하는 물리현상을 어렵고 복잡한 기호가 달린 수식으로 표현하면 권위가 있어 보이는 건, 그만큼 자연에 대한 이해가 떨어진다는 방증이다. 물리학자들의 임무는 복잡다단한 자연현상의 기술에서 그 복잡성을 걷어내는 일이다. 저울이 차원이나 성분 따위는 일체 거들떠보지 않듯이 말이다. 저울의 임무는 어느 한쪽으로 기울어지는가의 여부에만 관심을 갖는 것이다. 이 책이 물리학의 저울 같은 임무를 다하지 않을까 싶다.
아마 일반인들은 이 책을 통해 복잡하고 난해한 수식이 제대로 맞는지 틀리는지 검증할 수 있는 ‘보편문법’이라는 방법이 존재한다는 사실을 처음 알았을 것이다. 이 책에서 지칭하고 있는 보편문법은 임의적 조작이나 위조 자체가 불가능한 블록체인block chain의 수학 구조와 흡사하다. 여기서 ‘블록’이란 물리학에서 말하고 있는 양자 단위나 물리량의 상수 등에 대응하여 원장에 기록된 대상을 함부로 훼손할 수 없는 것이다. 또 ‘체인’은 임의로 조작할 수 없는 대상들 간의 조합이다. 그만큼 진위 여부를 검증하는 데 있어 완벽하다는 것을 의미한다.

이 책은 크게 3부로 구성되어 있다.
1부는 물리학의 기초 개념으로 구성되어 있는데, 모든 학문이 존재하는 기원을 다룬다. 특히 자연과학에 관심이 있는 사람들에게는 마지막 관문과도 같은 숫자 137에 대한 해독의 단서를 찾는 방법과 관련이 있다. 주로 스스로 질문을 던지며 답을 찾는 과정이다.
2부는 물리학의 응용 영역으로, 평생 물리학을 연구하는 전문 학자들에게도 쉽지 않은 소립자인 쿼크, 뉴트리노, 중력자부터 은하계까지 복잡하고 난해한 문제들로 가득 차 있다.
3부는 거의 불가사의하게 들리는 1부와 2부의 주장에 대한 수리물리학적 근거나 관측 증거를 제공하는 수식들로 구성되어 있다. 3부 수식은 모든 실험·관측 데이터와 모순이 없을 뿐만 아니라, 하나의 물리량에 하나의 숫자가 일대일로 정확하게 대응해서 수식에 따라 숫자 값이 변하지 않는 수학적 일관성을 가진다. 3부에 있는 수식의 진위 여부는 1, 2, 3부를 파일로 받을 경우 컴퓨터 마우스를 조작할 수 있는 사람이라면 수식 좌우변 간에 수치가 일치하는지 아닌지 검증 가능하다. 그만큼 수학적 일관성이 있음을 의미한다.

물리학은 크고 작은 다양한 악기로 구성된 오케스트라의 합주곡과 같다. 합주곡은 자연에 존재하는 강력, 전자기력, 약력의 세 가지 힘으로 미시적 그룹에서 비롯되며, 나머지 힘인 중력은 이에 대응하여 오케스트라의 지휘자로서 삼위일체(미시적 그룹, 지휘자, 관객)가 동시적으로 함께하는 거시적 그룹이다. 이 책을 다 읽은 후라면 중력은 단순한 힘이 아니라 “모든 것의 위대한 조정자”라는 말이 스스로 나오게 될 것이다.
이 책은 어느 개인 한 사람이 쓴 글이 아니라 해도 지나치지 않다. 왜냐하면 사람의 지적 능력으로는 불가능한 과학적 발견을 다루고 있기 때문이다. 이 책이 이 세상에 숨어 있거나 잠자고 있는 거인을 깨우는 데 일조하기 바란다.



저자 양동봉

현직 치과 의사로서 인문사회과학과 자연과학, 특히 상대성 이론과 입자물리학 이론 실험 분야와의 통일적 접합接合을 위해 남모르는 노력을 34여 년 동안 경주해왔다. 처음부터 의도한 행위는 결코 아니었지만, 참으로 우연한 사건을 시발점으로 미치지〔狂〕 않으면 미칠〔到〕 수 없는 불가사의한 낯선 전문 영역에 전심전력으로 파고들었다. 이러한 노력의 결실로 1999년에 들어서서 불과 6개월이란 아주 짧은 기간 동안 물리학의 거의 ‘모든 것’을 이루어 냈다. 지금껏 요원한 문제로 남아 있던 컴퓨터 언어 논리에 관한 형식 체계 및 수학·철학 등의 핵심 문제들의 해답이 마법의 상수 ‘137’과 함께 21세기를 목전에 두고 제 모습을 드러냈던 것이다. 이러한 열정은 어디서 유래한 것이며 왜 이런 사건이 일어났는가에 대해서는 스스로도 유감스럽지만 알지 못한다. 마법의 수 137과 우주 상수 람다(Λ) 간의 수식이 그간의 사정을 설명해줄 뿐이다.


작가의 말

이 책에서 137이란 소위 ‘마법의 수’로서 모든 물리학 난제를 통칭할 뿐만 아니라, 이 땅 위에 살고 있는 모든 생명이 가진 공통된 표지標識를 의미합니다. 잘 알다시피 노아의 방주 길이는 대략 137미터입니다. 이런 의미에서 나는 숫자 137의 상징을 기아 구제의 실천적인 메시지로 받아들이고 있습니다. 과학 문명의 시대에 물리학은 세계를 움직이는 핵심 지식이지만, 아직도 물리학에는 풀리지 않은 난제가 많습니다. 이 물리학의 난제를 풀어서 세상 사람들의 관심을 불러일으킨다면, 기아와 빈곤을 해결할 수 있을 것이라는 생각이 들었습니다. 그러므로 나에게 있어서 물리학은 복잡하고 다양한 자연현상을 과학적으로 기술하는 그런 것이 아닙니다. 이 같은 일상적인 물리학을 뛰어넘어 마음과 의식, 초지능까지 포함하는 물리학이어야 합니다. 나는 이런 물리학을 ‘메타 물리학’이라고 부릅니다. 나는 빈곤과 기아를 해결하자는 선한 동기가 그 어떤 경쟁적인 동기보다 더 좋은 열매를 맺을 수 있다고 생각합니다. ‘메타 물리학’이 인류를 널리 이롭게 하자는 철학적인 동기를 충족시킬 수 있다는 사실이 증명되면, 과학은 새로운 모멘텀을 얻게 될 것이라고 나는 굳게 믿습니다.


목차

추천의 글_문명사적 전환을 예고하는 발견 ㆍ 4
프롤로그_누가 밤새 137의 비밀을 풀어 주었지? ㆍ 12

제1부 물리학이라는 세계를 만나다……기초 물리학
01 우연을 넘어선 여러 인연과의 만남 ㆍ 43
02 치과 의사가 왜 물리학에 빠져들었을까 ㆍ 60
03 34년 동안 마법의 상수를 파헤치다 ㆍ 64
04 하늘 끝까지의 높이를 재고 싶어 한 소년 ㆍ 86
05 오랫동안 믿고 있던 상식이 무너진다 Ⅰ ㆍ 106
06 오랫동안 믿고 있던 상식이 무너진다 Ⅱ ㆍ 112
07 아인슈타인도 파인만도 침묵했던 에너지의 정의 ㆍ 125
08 빛의 속도는 왜 일정한가 ㆍ 139
09 하나의 물리량에 하나의 숫자 붙이기 ㆍ 163
10 확률과 결정론의 조화, 버킹엄 머신 ㆍ 179
11 불가사의한 몬스터군의 물리적 해독 ㆍ 187

제2부 물리학 너머의 세계를 보다……응용 물리학
01 자연의 선택, ONLY ONE ㆍ 201
02 무한대와 무한소는 존재하는가 ㆍ 214
03 느낌만으로 풀 수 없는 오메가 문제 ㆍ 223
04 우주론의 제1 화두, 블랙홀 ㆍ 231
05 숨겨진 6차원과 중력자 ㆍ 234
06 세 개의 큰 질문 ㆍ 249
07 드디어 문샤인을 찾았다 ㆍ 278
08 중학생도 검증할 수 있는 양자 중력 ㆍ 282
09 운명처럼 찾아온 모든 것의 마지막 두 문제 ㆍ 294
10 영성은 어디에서 오는가 ㆍ 307
11 그물에 걸리지 않는 바람처럼 ㆍ 316

제3부 수식의 세계를 완성하다……10개의 수식
수식 1 새로운 물리학의 출발 공준 ㆍ 327
수식 2 몬스터군의 물리적 해독 ㆍ 334
수식 3 쿼크에서 우주론까지 ㆍ 343
수식 4 최대·최소 블랙홀 질량과 최대 엔트로피 ㆍ 356
수식 5 K-방정식, 사랑 방정식 ㆍ 371
수식 6 중력자와 숨겨진 6차원 ㆍ 378
수식 7 최소 에너지양자, 궁극적 기본단위 ㆍ 391
수식 8 큰 수 가설 ㆍ 398
수식 9 문샤인 ㆍ 407
수식 10 허블 상수 구하기 ㆍ 413

에필로그_‘하나의 이치’를 실천하는 것 ㆍ 419
부록_그동안의 발자취를 담다 ㆍ 441
찾아보기 ㆍ 449


책 속으로

ㆍ 그만큼 이 숫자 137은 세상의 모든 물리학자들을 블랙홀처럼 빨아들이는, 깊고 묘한 마력을 가진 ‘잘 알려진 수수께끼’다. p.13
ㆍ 예를 들어 뉴턴이 말하는 중력은 서로 잡아당기는 힘이고, 아인슈타인이 말하는 중력은 힘이 아니라 공간의 곡률曲率을 의미하는 것이어서 서로 의견 차이가 있다. p.37
ㆍ 맹자는 무항심은 사람을 방탕, 편벽, 사악, 사치(방벽사치放辟邪侈)에 빠지게 한다고 우려했다. 그러면서 방벽사치에 빠져 잘못을 저지르는 사람을 공권력으로 처벌한다면, 백성을 ‘그물질하는 것’이라고 강하게 비판했다. p.61
ㆍ 중력은 양자의 설명에서 통일을 거부하며 가장 다루기 힘든 존재로 남아 있다. 사실 중력에 대한 본질이나 정체성을 ‘에너지’만큼 제대로 이해하기만 하면 물리학은 완성된다고 해도 과언이 아니다. p.71
ㆍ 그런데 이 변수끼리 이어 주는 것을 매개변수, 즉 ‘파라미터’라고 한다. 여러 가지 값을 가질 수 있는 변수와 달리, 값이 변하지 않고 고정된 수나 그 수를 지칭하는 문자를 상수라고 한다. p.89
ㆍ 진공 에너지는 우주가 작거나 크거나 상관없이 변함이 없다. 변함이 없다는 말은 물질이 많으면 에너지도 많아지므로 진공 에너지는 변하지 않는다는 말이다. p.98
ㆍ 이 책에서 이야기하는 숫자 언어의 숫자 기호가 0을 포함하여 모두 10개이기 때문이다. 이는 여분의 차원 6차원을 합하여 시공간 10차원이라는 끈 이론의 주장과 일치한다. p.111
ㆍ 크로네커가 표현한 것과 같이 임의의 주어진 단위원소란 물리량에 순수 숫자를 붙인 무차원수라고 할 수 있고, 기본 단위원소란 모든 순수 숫자의 공약(통)수가 될 수 있는 숫자 1이라고 할 수 있다. p.124
ㆍ 새로운 원리에 바탕을 둔 획기적인 계산 방법 자체에 대한 패러다임 시프트가 필요한데, 나는 버킹엄 머신이 바로 이러한 패러다임 시프트를 제공한다고 생각한다. p.158
ㆍ 나는 동일률을 엄수하기 위해서 컴퓨터에 필요한 소프트웨어를 사용한 워킹 테이블working table을 설치하여 하나의 물리량에 하나의 수치를 짝짓는 메모이제이션을 계산이 필요할 때마다 행하고 있다. p.177
ㆍ 확률 개념은 애매모호한 분수 개념이 아니라 명확한 값을 갖는 유리수와 불분명해 보이는 무리수 경계 사이에 존재하는 이중성으로 전화해서, 종국적으로 불변하는 하나의 상수를 보여주고 있다. p.186
ㆍ 우편물이나 소포의 바코드도 군 이론이 바탕을 이룬다. 전화, 인터넷 또는 스캐너를 통해 식별 번호를 통신할 때 오류를 감지하는 데 체크 디지트의 도움이 필요하다. p.197
ㆍ 무한대 개념은 관측 가능한 우주에서라는 전제 조건을 달 때 그 정량화된 크기는 최대 블랙홀 질량(Mmax)이다. 또는 궁극적 최대 단위 질량, 최대 에너지양자라 정의한다. p.217
ㆍ 난문제의 열쇠가 마법의 수 137에 있음을 발견했다. 이는 우주 상수 Λ와 짝을 짓고 있었다. 이 문제는 우주가 특이점을 가지는 빅뱅이 아니라 ‘되튐’을 이용한다는 것이다. p.233
ㆍ 나는 드러난 다양한 특성을 고려하여 중력자가 생물학에서 서술하고 있는 유전자로서 전사 기능을 가진 ‘DNA’를 닮았고, 빛은 이에 대응한 유전자로서 번역 기능을 가진 ‘RNA’를 닮았다고 유추하고 있다. p.247

ㆍ 그런데 이 문제는 유감스럽게도 이 책의 주인공이 되고 있는 마법의 수 137 문제를 해결하지 못하면 거의 불가능해 보인다. 이 땅의 내로라하는 천재 물리학자에게도 엔트로피 문제는 벅찬 문제임이 확실해 보인다. p.260
ㆍ 수학자 콘웨이가 몬스터와 수론 간의 관계있는 것을 문샤인이라고 지칭한다면, 문샤인 집합이 다양하게 존재할 수 있음을 생각할 수 있다. p.281
ㆍ 이 검증 자체는 수식이 전후 ‘하나’로 되었기 때문에 검증에 관한 문제가 쉽게 이루어진다. ‘궁극의 이론’이 존재한다면 그 진위 여부를 판단하는 기준이 바로 ‘보편문법의 존재 여부’가 될 수 있다. p.292
ㆍ 좋은 질문이란 자연의 수학적 구조가 어떤 것인지 묻는 것이다. 또 하나는 컴퓨터 창에 입력하는 쿼리query(질문어)가 어떤 구조인지를 질문하는 것이다. p.309
ㆍ 시간과 공간을 분리해서 설명할 수 없듯이 마음과 물질을 분리해서 설명할 수 없다. 곧 ‘마음 방정식’의 기원이 되고 있다. p.321
ㆍ 진동수가 같으면 물리학적 형식이나 성분에 무관하게 좌우 물리량은 동일한 물리적 의미를 가진다고 해석된다. 대수적 동형isomorphic이 되는 셈이다. p.333
ㆍ 관측 가능한 우리 우주의 반지름과 실험 측정에서 상대적으로 불확도가 극소한 미세구조상수 α와의 정합은 거의 기적에 가깝다고 할 수 있다. 천문학자 칼 세이건은 비범한 주장을 하기 위해서 비범한 증거를 제시해야 한다고 하지 않았던가! p.341
ㆍ 난공불락으로 알려진 몬스터군의 물리적 해독과 버킹엄 머신을 통해서 완전히 새로운 물리학 분석법인 무차원수를 이용한 결과, 우주 공간 팽창의 상한과 수축의 하한을 결정하는 블랙홀 최대·최소 질량이 존재한다는 것이 발견되었다. p.356
ㆍ 바젤 문제는 유명한 수학 문제로 수학계에서 오래전부터 널리 알려져 있다. 그런데 이 순수한 수학 문제가 현실 측정을 위주로 한 물리학 영역으로도 대체될 수 있음이 이 책 OPS를 통해서 처음으로 밝혀졌다. p.370
ㆍ 허수는 복소평면에서의 회전을 보여 시작과 끝이 보이지 않지만, 실수에서는 크기와 순서가 있어 시작과 끝이 주어진다. 이 책에서 관측 가능한 우리 우주는 시작과 끝의 과정이 일정한 주기를 가진 ‘순환 반복’하는 우주로 설명한다. p.390
ㆍ 그러기 위해서는 중력이 ‘질량’에서 비롯되었다기보다 가장 낮은 존재론적인 측면에서의 순수한 ‘에너지’로 본 것이다. 따라서 중력이 ‘주제곡’이라면 세 가지 힘의 상호작용은 ‘변주곡’에 지나지 않는다. p.403
ㆍ 따라서 허블 상수 값에 대한 지금까지의 논란은 패러다임 시프트를 통한 새로운 물리학 분석으로 종식될 것이라고 확신한다. p.418
ㆍ 이 책에서 지칭하고 있는 보편문법은 임의적 조작이나 위조 자체가 불가능한 블록체인block chain의 수학 구조와 흡사하다. 여기서 ‘블록’이란 물리학에서 말하고 있는 양자 단위나 물리량의 상수 등에 대응하여 원장에 기록된 대상을 함부로 훼손할 수 없는 것이다. p.421
ㆍ “수학의 극치는 사람들이 수학을 하고 있는지조차 의식하지 못할 때 도달하는 지점이며, 수학자의 진정한 야망은 수학이 모든 사람의 소유가 되는 것이다.” p.431
ㆍ 예나 지금이나 모든 학자들이 자신의 이론을 실험이나 관측을 통해 검증할 수 있는 방법을 찾기 위해 부단한 노력을 경주하고 있다. 나는 마법의 수 137은 양자론의 실험실에서, 우주 상수 Λ는 우주론의 관측 데이터에서 34년에 걸쳐 찾아냈다. p.438



출판사 서평

■ 추천인의 말
양동봉은 정규 과정으로 물리학을 전공한 일이 없다. 그는 치의학을 전공한 치과 의사다. 그런 그가 현대물리학과 수학을 섭렵했다는 것은 상상할 수도 없거니와 믿기도 어려운 일이라고 할 수밖에 없다. 그를 가르친 물리학 교수는 이 세상 어느 곳에도 존재하지 않는다. 이런 점에서 그는 아인슈타인보다도 더한 독학을 했다. 게다가 양동봉은 비록 치과 의사였지만 현대물리학의 연구 동향을 꿰뚫어 보면서 그의 이론 체계를 완성했다. 나는 양동봉의 이론이 새로운 문명사적 전환을 예고하는 것이라고 굳게 믿고 있다. 바야흐로 과학의 세계에 신지평이 열리고, 세계의 산업계에 지각변동이 일어나고, 인류의 생활에 신기원이 이룩되는 역사의 도도한 소리가 들려오는 시발의 그 순간에 우리는 지금 서 있는 것이다.



기본정보

ISBN 9791197731181
발행(출시)일자 2023년 11월 20일
쪽수 456쪽
크기
153 * 225 * 33 mm / 811 g
총권수 1권


출처            참고