우리는 어느 순간에 기적적으로 구대칭을 발견했다고 합니다.
구대칭을 발견한 것은 진정한 물리학의 새로운 출발점인 것으로 보입니다.
우리는 ‘구대칭계’에 속해 있으면서도 직관적으로 구대칭을 알기 어렵습니다. 우리는 얼마 전까지도 세계가 평평한 세계에 살고 있다고 생각했고, 지금도 지구는 평평하다고 고집하는 사람들이 있다고 합니다.
양자물리학은 프랑크가 흑체복사현상을 연구해서 플랑크 방정식을 발표하므로 서 시작되었다고 할 수 있는데, 흑체복사는 외부로 유출도 흡수도 안 되는 한정된 공간 안에서 빛(광자)이 어떻게 행동할 것인지를 보는 것으로 이해합니다. 이런 흑체복사와 같은 실험이 앞의 “물리를 생각함”이라는 글에서 인용한 법성게의 원전인 화엄경의 서두에 ‘사고실험’으로 등장합니다.석가모니께서 화엄경을 설법(解法))하기 위해서 연단 위에 앉아 계신데, ‘인드라’라는 신이 이를 축하하기 위해서, 구슬 그물로 허공에 둥글게 막을 쳐서 장식을 했다고 합니다. 이는 ‘인드라망‘이라는 이름으로 알려져 있습니다.
이때 이 구슬그물의 한 구슬에 빛이 부딪히면, 그 빛은 반사되어 다른 구슬에 부딪히고, 또 다른 구슬에 부딪혀서 연속으로 반사작용이 일어나, 삼차원적인 공간 전체가 반사작용으로 빛이 날 때, 구슬망 전체는 밝게 빛난다는 것입니다.
즉, 하나의 구슬에서 반사된 빛은 구슬망 전체의 구슬에 도달하고, 다른 모든 구슬에서 반사된 빛도 구슬망 전체에 도달한다고 볼 때, 앞에서 인용한 일미진중합시방 일체진중역여시의 상황이 되는 것입니다. 하나의 구슬의 빛이 세계에 도달하고, 이로써 세계의 상(想)이 한 구슬에 맺히고, 다른 구슬에도 역시 마찬가지 현상이 벌어진다고 합니다.
이 구슬 하나는 일미(一微-하나의 입자)라고 하면, 구슬전체는 세계(世界)라고 할 수 있고, 입자하나와 세계와의 관계를 머릿속에서 생각하게 하는 사고 실험이라고 볼 수 있을 것입니다.
구슬하나를 극히 작게 축소시켜서 구슬망을 양자 수중으로 촘촘하게 하면, 위에서 본 양자역학의 출발점이 된 사고실험인 흑체복사실험과 같은 모양이 될 것입니다.
이런 패턴을 저는 ‘구대칭’이라고 표현했습니다.
즉 구대칭은 자연의 법칙은 둥근 모양으로 요소 간에 주고받음으로서 화합되어 (전체상이) 나타난다는 법성원융(法性圓融)의 원융에 해당되는 것입니다.
구대칭이라고 이름 붙인 자체가 약간 오해를 불러올 수도 있겠지만, 세계의 구성요소를 모두 구대칭으로 보면, 구대칭간의 관계는 ‘상보적’이 될 것입니다. 상보적이라는 말은 매우 해석하기 어려운 물리계를 가장 잘 나타낸 말로 보입니다. 현재의 물리학이 가장 어렵게 보는 것이 상보적인 형상일 것입니다.--즉 (물리요소가 복잡한 내부사정을 가지고 있어서)우리가 물리적인 관찰에서 물리계에 상호 상반된 성질도 내포된 것을 보게 된다.
이종필 박사가 네이버 “오늘의 과학”에 쓴 “상보성”의 내용을 보면 잘 이해 할 수 있을 것입니다. 상보성의 예로 입자-파동 이중성, 위치와 운동량의 상보성, 블랙홀에서 안과 밖의 이중성, 등이 예로 보입니다. 이것은 전체와 부분의 문제로 보입니다. 전체는 단지 부분의 총합이 아니라는 것입니다. 전체는 부분으로부터 창발 되어 나타난다는 구대칭의 관점으로 볼 때 이해 될 것입니다. 구대칭 기반의 양자역학은 이전의 고전 물리학과는 계보가 다른 물리학일 것이라고 봅니다.
고전물리학에는 창발개념을 적용할 만한 기반이 없습니다.
즉 0차원(점)은 부분이 없다는 관점에서는 어떤 대상의 내부구조와 대상(전체) 자체 사이의 물리적인 관계를 생각할 수 없는 것입니다. 즉 위치와 운동량의 관계도 생각하기 곤란합니다. 요소나 전체는 그냥 위치로만 표현될 뿐 그것이 가지고 있는 내부적인 사정을 표현할 방법이 사실상 막혀 있는 것입니다.
이 물리적 대상의 내부 사정을 추구한 것이 양자역학이라면, 제가 보는 관점에서는. 고전물리학까지는 유클리드의 차원론의 계보라고 할 수 있지만, 양자역학은 흑체복사라는 ‘구대칭’으로부터 새롭게 떠오른(창발된) 것이라고 봅니다.
고전물리학에서는 대상 자체의 내부사정에 대한 고민이 없었던 것입니다.‘구대칭’이라는 새로운 차원론은 유클리드의 차원론으로는 접근이 안 되는 새로운 물리공간- 대상의 내부공간을 만든 것이라고 봅니다. 고전물리학 시대 말인 19세기에 물리학이 거의 모든 것을 해결했는데, 아주 작은 몇 가지 어려운 문제만 남아있다고 생각했다고 합니다.
이 어려운 문제란 ‘삼체문제’ 같은 난제가 생각되었습니다.
그리고 흑체복사도 그 중의 하나였습니다.
그런데 이 작은 문제일 뿐이었던, 흑체복사로부터 거대한 물리학의 덩치 하나가 새롭게 출현한 것입니다.
동양에서는 너무나 일찍 구대칭을 발견했습니다. 그리고 여기에서 파생된 생각들은 너무나 이해하기 어렵고 실생활에 실제로 적용하는 데는 많은 해석과 음미가 필요했을 것입니다. 그래서 그 후의 동양의 물리학은 도사(道士?)(道師?)류의 인문물리학으로 흐른 점도 있었던 것 같습니다.
그래도 이 계통에서는 철저한 논리적인 토론을 통해서 잘못을 바로 잡으면서 독자적인 행보를 갔던 것으로 보입니다.
오늘날의 현대물리학처럼 인간이 할 수 있는 모든 수단을 다한 결과 알게 된 것이나, 단지 어떤 분이 가부좌를 틀고 조용히 숲에 앉아서 깨달아서 알게 된 것이나, 별반 크게 다르지 않다는 것입니다.
그분은 자신의 뇌와 몸속을 명상으로 들여다보고 자연의 패턴이 ‘구대칭’이라는 것을 알게 된 것이고, 현대물리학은 입자를 들여다보고, 자연의 패턴이 구대칭이라는 것을 알게 된 것입니다.
그분은 자신의 뇌에서 벌어지는 현상을 보고, 우리가 알고 있는 세계는 인간의 몸속에서 만든 환영(홀로그램적)이라는 것을 밝히셨고. 이 환상을 보고 인간이 생각하는 세계(자연)에 대한 이해는 자연자체의 성격과 다르다는 것을 밝혔습니다.
오늘의 뇌과학이나 물리학이 도달한 결론도 이것과 거의 같습니다.
이것을 볼 때, 저는
실체에 이르는 과학의 중심에는 공간의 패턴을 보이는 차원론에 핵심이 있는 것으로 봅니다.
그리고 차원론을 중심으로 좌표계를 어떻게 구성하느냐에 따라서 물리학의 다른 모습을 보이게 되는 것으로 보입니다.
예를 들면, 양자론과 고전물리학이 갈리던 시기에 유클리트적인 차원론의 세계 밖으로 나오지 못한 아인슈타인과 슈뢰딩거는 결국 이쪽과 저쪽의 아슬아슬한 경계에서 이쪽으로 넘어오지 못하고, 저쪽(유클리트 차원계-고전물리학의 영역)에 머물고 말았던 것이 아닌가 생각해 봅니다.
다시 말하면, 고전물리학과 양자물리학의 구분은 직교좌표계로 표현된 유클리드차원계인가, 구대칭좌표계로 표현되는 새로운 차원계인가에 의해서 새로운 물리학으로 분류될 것으로 생각합니다. 저는 새로운 물리학인 양자역학 이후의 현대물리학이 아직 이에 걸맞은 새로운 차원론를 갖지 못해서 인문학적인 생각에 빠지고 있는 것으로 보입니다. 다시 말하면, 현대물리학이 발견에 대한 현대리학의 해석은 어떤 면에서 고대 그리스의 소피스트들처럼 생뚱맞은 것으로 보이는 경우도 봅니다, 앞에서 본 ‘숨겨진 여섯 차원’처럼.
또 직교좌표계로도 구좌표계를 표현하기 때문에 약간의 오해가 있을 수 있습니다만, 직교좌표계로 표현된 구좌표계와 제가 말하는 구대칭계는 다른 것이라는 것은 조금 더 생각하면 바로 이해 할 것입니다.
즉, 물리학의 혁명을 가져올지도 모르는 새로운 차원론을 만드는 것은 고대그리스철학의 계보로는 불가능하고, 고대 동양의 물리학적인 생각에서 뿌리를 찾아야 한다는 생각입니다.
