입자와 장

파동의 위치

by 토마주스

자석 주변의 철가루를 뿌려보면 어떠한 패턴이 생기고 19세기 마이클 패러데이는 이러한 공간의 변화를 보고 장(field)이라는 개념을 도입했습니다. 자석 주변의 공간의 변화를 자기장. 전하 주변엔 전기장으로.

패러데이는 정규교육을 받지 못해 수학으로 해석하기보다는 시각적인 모델을 도입한 것이었고, 당시 과학계는 이를 무시했습니다. 중요한 것은 입자이고 장은 그 부수적인 것이었습니다.

그러나 전기장이나 자기장이 전하 혹은 전하의 이동에 의해서만 만들어지는 것이 아니라 전기장의 변화 자체가 자기장의 변화를 만들며, 자기장의 변화가 전기장의 변화를 유도하며 끊임없이 나아간다는 것을 알게 되었습니다. 그리고 이것이 바로 빛이라고 하는 전자기파라는 것을 밝혀 냅니다. 이것은 장이라고 하는 것을 물리적 실체로 보고 수학적으로 규명한 맥스웰의 업적이었습니다.

장은 보조적인 것이었으나 이제는 전하는 없더라도 전기장과 자기장은 존재할 수 있는, 입자보다 근본적인 것이 되었습니다.

아인슈타인은 이러한 장의 개념을 중력에 적용하여 중력은 끌어당김이라기보다 공간의 휘어짐의 결과라고 말했습니다.

현대 물리학의 양자장론에 따르면 입자들은 사실 장의 들뜸. 파동들의 묶음이 바로 입자라고 말합니다.


입자는 그 위치를 특정할 수 있지만 파동은 그 위치가 어디에 있다고 한정할 수 없습니다. 우리는 우리 자신에 대해 생각할 때 나는 이러이러한 성격이고 직업을 가졌고 모습과 능력을 가졌다고 합니다.

그러나 그것이 정말 우리를 나타내진 못할 것입니다. 입자보다 부수적이라 생각했던 장이 사실은 좀 더 본질적인 것이었던 것처럼 단단해 보이는 우리의 모습은 좀 더 광범위하고 특정할 수 없다고 생각합니다. 어떠한 것이든 내 모습, 내 상황, 마음이 될 수 있고 그것 또한 영원하지 않습니다.

우리는 살아남기 위해 끊임없이 분별해 내도록 진화했지만, 분별하지 않는 아름다움과 행복을 체험하기 위해 끊임없이 분별하는 삶 속으로 들어왔을지도 모르겠습니다.



화요일 연재
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