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시공간과 차원이란 무엇인가?

우주에는 4대 힘이 있다. 중력, 전자기력, 약력, 강력. 초끈이론은 이러한 자연계의 4대힘과 모든 입자를 하나의 통일된 개념인 초대칭적 끈의 진동으로 기술하고자 하는 이론으로 이 책의 핵심 내용이라 할 수 있다.

2년전 “시간이라는 환상”이라는 주제의 과학 컨텐츠를 접하고 이 책을 읽게 되었다. 당시 전공을 살려 회사의 인턴으로 일하고 있을 시기였다. 하지만 이 책은 열심히도 살아가던 이 삶에 근본적으로 더 중요한 요소가 있음을 어렴풋이 알게된 계기가 되었다. 특히 시간과 차원에 대한 개념에 대해 이해를 하면서부터 였다. 시간이란 것은 단순히 공간의 휨에 의해 발생하고, 우리가 느끼는 과거, 현재, 미래는 우리의 편의를 위해 단순히 개념적으로 나눈 것에 불과하다는 사실이 무지했던 내게는 가히도 흥미로웠다.

이는 과거, 현재, 미래를 구분하는 파티션이 없고 늘어져 있다는 것이다. 4차원 시공간에 살고 있는 우리는 3차원 공간이 무한히 늘어진 즉, 미래가 일종의 무한한 크기의 매트릭스(?)처럼 펼쳐져 있다는 것이다. 이러한 사실(?)을 접했을 때 참으로 신기했던 것이 있었다. 흔히 들어본 운명은 결정되어있는가? 아니면 만들어가는 것인가?에 대한 일종의 관점(?)이었다.

4차원 시공간속에 사는 우리의 미래는 하나 높은 차원에서 모든 것이 결정되어 있다. 3차원 공간에 사는 우리가 컴퓨터로 영화를 볼 때 2차원 스크린에 보이는 영화 상영시간이 전부 정해져 있는 것과 마찬가지다. 하지만 동시에 결정되어 있는 미래 중 내가 매번 하나를 선택해 나간다. 이는 가령 주사위 3번을 던져 전부 같은 숫자가 나올 확률이 1/216일 때 주사위를 던지고 나면 216개의 미래 중 하나가 결정되는 것과 같다.

이렇듯 고차원에선 저차원을 손쉽게 서술할 수 있다. 가령 3차원 공간은 2차원 면을, 2차원 면은 1차원 선을 쉽게 기술할 수 있는 것과 같다. 초끈이론은 이렇듯 자연 전체, 우주 전체를 서술하기 위해서 10차원이 필요하다 말하고, 우리는 느끼지 못하지만 10차원 속에서 살고 있다 주장한다.

이 책을 읽을 당시 정리의 필요성을 느끼지 못해 체계적으로 기록해두지 못한 것에 아쉬움이 든다. 전반적으로 양자역학, 상대성이론, 표준모형, 통일장이론 등의 비교적 최신 과학에 대한 내용이 주를 이루고 이외의 수학과 철학과 관련된 내용이 일부 담겨 있다.

이 책은 내게 인식의 범위 확장에 도움을 주었다는 데에 의미가 있다. 시험을 잘 보기 위해서는 시험 범위를 알아야 한다. 마찬가지라 생각한다. 세상이라는 시험을 잘 보기 위해서는 세상의 범위를 알아야 한다. 세상의 범위는 내가 인식하는 세상의 크기만큼이다. 이러한 관점에서 가장 큰 우주에서부터 우리 은하, 태양계, 지구, 대한민국, 지금의 나의 위치에 이르기까지를 생각해볼 수 있는 기회였고, 또한 단순히 물리적 크기를 떠나 우리 인류는 지금 어디에 있고, 무엇을 찾고 있으며, 어디를 향해 나아가고 있는가? 대해 생각해볼 수 있는 기회였다.

별점: ⭐️⭐️⭐️⭐️