017 [과학] 빛은 절대적인가
현재 진리의 왕좌에는 과학이 있다
철학을 다룰 때 절대가 존재하는지를 생각해 보았는데, 현재 절대에 가장 가깝게 인정받고 있는 분야가 과학이 아닐까 하는 생각을 합니다. 많은 사람들이 "과학적이다"라는 말만으로도 신뢰를 가지게 되고, 과학적으로 증명되었다는 말을 들으면 이미 진리로 받아들입니다. 과학은 지금도 계속 세상의 절대 법칙을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 우선 그중 가장 특별한 위치를 차지하고 있는 빛에 대해 먼저 생각해 보도록 하겠습니다.
중학생 때 상대성 이론을 접해본 후, 빠져든 적이 있었습니다. 시간과 공간에 대한 새로운 개념을 주는 이 이론은 너무 매력적이었으며, 동시에 많은 과학 교양서적에 대해 불만을 느끼기도 했던 시기였던 것 같습니다. 당시 과학 교양 중 상대성 이론에 관련된 책을 4~5권, 서점에서 눈에 보이는 책을 모두 사서 봤던 것 같은데, 하나같이 같은 내용이었으며, 정말로 궁금한 부분에 대한 설명이 없었습니다. 그리고 일반 상대성 이론을 너무 어려운 것으로만 설명하다 보니, 왠지 모르는 두려움을 가지게 만드는 점도 불만이었습니다.
요즘은 상대성 이론을 교과서에서 배우기도 하고, 설명이 잘 된 유튜브나 책도 많은 것 같습니다. 뉴턴 역학에서는 질량과 시간이 정해진 세계에서의 원리를 다룬 것이라고 보면, 상대성 이론은 빛의 속도라는 절대 속도를 기준으로 다른 모든 것을 짜 맞춘 느낌입니다. 어릴 때 빛의 속도와 가까워질수록 시간의 흐름조차 느려진다는 점에서 많은 상상을 할 수 있었는데, 빛의 입장에서는 시간이 멈춘 것인지가 궁금했었습니다. 빛의 입장에서 이 세상은 정지해 있으며, 정지해 있음을 느끼지도 못할 시간에 생성과 소멸이 완료되는 것이 아닌지. 인터넷이 없던 과거에 대답을 찾을 수 없이 답답해만 했었던 기억이 있습니다.
상대성 이론에 대한 자세한 설명은 여러 경로로 찾아보면 알 수 있을 것입니다. 여기서 그것을 설명하기에는 너무 길 뿐만 아니라, 저의 미천한 지식으로는 설명에 한계가 있기 때문에, 여기서는 과학 지식이 아닌 사유를 다뤄보도록 하겠습니다. 일단 현재 저의 이해는 모든 물질은 기본적으로 빛의 속도로 이동하고 있으며 빛의 속도를 기준으로 시공간이 상호 교환 관계라는 것입니다. 시공간이라는 말은 일상에서도 가끔 쓰게 되는데, 이 말 뜻만 이해하여도 특수 상대성이론을 이해할 수 있습니다. 빛의 속도에 가까워질수록 시간이 축소되다 0이 되고, 속도가 느려질수록 시간이 빨리 흐르게 되는 서로 교환이 되는 관계라는 말입니다. 우리는 지금까지 빛의 속도보다 한참 느린 세상에 살고 있기 때문에 누구에게나 똑같은 시간이 흐르는 것 같지만, 실제로 시간은 속도에 따라 다르게 흐른다는 것입니다. 빛의 입장에서는 시간이 없다는 결론을 이제야 알 수 있었습니다.
여기서 중요한 것은 빛의 속도가 절대적이라는 점입니다. 과거에는 시간을, 혹은 공간을 절대적으로 잡고 모든 계산을 하였는데, 상대성 이론에 따르면 고정된 것은 빛의 속도만이 있고 나머지가 변하게 됩니다. 현재까지 밝혀진 바로는 빛은 무언가 절대적인 위치에 있는 것 같습니다.
왜 하필 빛일까요? 빛은 이 세상에 절대적인 존재일까요? 생각해보면 종교나 다른 분야에서도 빛은 조금 특별한 위치에 있습니다. 과학에서 빛은 수많은 논쟁을 낳았습니다. 현대 과학은 점점 추상성이 극대화되면서 과거 철학에서 해결하지 못하던 질문에 하나하나 대답을 시작하였습니다. 뉴턴이 만유인력을 발견하였지만, 만유인력이 생기는 원리는 설명을 하지 못하였습니다. 과거에는 과학의 영역이 아니라고 생각했었던 것입니다. 하지만 아인슈타인은 일반 상대성이론을 생각해내어 만유인력의 원인을 밝혀 내었고, 모든 힘을 통일하는 원리를 밝히고 싶어 했습니다. 이런 식으로 계속 더 근원으로 들어가는 과학이 발전을 하고 있으며, 저 역시 다양한 과학 분야에 관심이 많지만 우리 삶의 근원을 알고 싶은 마음이 커서 이론물리학 쪽에 관심이 아주 많습니다.
당연히 현대 물리학은 매우 어렵고 많은 사람들의 관심이 아닐 것입니다. 하지만 수식을 제외한 부분을 겉핥기로 알 수 있으며, 그런 사실을 아는 것은 생각보다 의미가 있어 보입니다. 현재까지 과학자들이 어떻게 세상을 설명하려 하는지를 안다면, 세상에 대한 시각이 조금 바뀔 것입니다. 뿐만 아니라 철학의 경지에 오른 과학은 정말 그것이 맞는지 의문이 생기게 됩니다. 관측의 결과가 맞는지도 의문의 대상이지만, 관측에 의한 숫자적인 정확도는 인정하더라도 그 이론의 해석에 대해서는 의문이 많이 남습니다. 관심을 가지고 조금 생각해본다면 손해는 아닐 것이라고 자신 있게 말씀드릴 수 있습니다. 과학은 어려워서 일반인은 이해를 못하지만, 이미 모두가 믿는 종교가 되어 버린 것이 아닌가 생각합니다. 과학적 사실에 대해 다른 방향의 얘기를 하면 무식한 사람이 되어버립니다. 그럼에도 불구하고 과학에는 허점이 있으며, 어떤 과학자도 현재 과학이 절대적이라고 확신할 수는 없을 것입니다. 확신하지 않고 계속 의심하기에 과학이 대단한 것일 수도 있습니다.
종교적으로도 빛은 무언가 특별한 것으로 취급이 되었고, 많은 분야에서 빛은 특별합니다. 그리고 현재 가장 진리에 가까운 현대 과학에서 빛은 전자기파의 일종 임이 밝혀졌습니다. 빛은 우리가 느끼는 밝다는 느낌만이 아니라 통신, 전자기기 등 우리를 감싸고 있는 거의 모든 것에 존재한다고 볼 수도 있을 것 같습니다. 또한 특수 상대성 이론을 해석해보면 세상 모든 것은 빛의 속도로 움직이고 있으며, 빛의 속도보다 느린 존재는, 느려진 속도만큼 시간과 공간이 생긴다고 생각할 수 있을 것입니다. 늘 특별한 취급을 받았던 빛이 실제로 절대적인 기준이라는 놀라운 결론을 현대 과학에서는 내고 있습니다. 물론 왜 빛이 절대적인 기준이 되는지는 알 수 없지만 말입니다. 그리고 이쯤 되면 과학적 방법론을 제외시키고 내용만으로 만 보면 과학이 아니라 추상적인 철학이나 종교를 보는 것 같습니다. 그리고 그 추상성은 점점 더 강해집니다. 다음화에서 조금 더 최신의 현대 과학을 생각해보도록 하겠습니다.
