많은 물리학자는 물리학을 통해 신(하나님)의 존재를 확인합니다.
자연과학의 최고봉에 있는 물리학조차 그것이 스스로 설명할 수 없는 수준의 무엇인가에 대해 언급하려 한다면, 반드시 철학적 체계를 가져와야 합니다. 대표적으로 물리학은 시간과 공간을 정의하거나 설명하기 위해, 반드시 철학을 사용해야 합니다.
아래의 강의는 양자역학과 상대성이론을 중요한 두 축으로 삼아, 인간이 시공간을 설명하려는 시도의 한계를 드러내 보입니다.
오직 물리학적 근거만으로, 아주 객관적인 사실의 언급만으로 강의가 이루어지는데, 이는 인간의 이성적 한계를 통해 우주와 인간을 창조하고 경영하고 소멸시키는 신(하나님)이 존재할 수 밖에 없음을 드러냅니다. 피조물인 인간은 탄생과 죽음에 이르기까지 매순간의 삶을 그 어떤 학문으로도 심지어 신학으로도 온전히 설명할 수 없습니다. 개혁신학이 늘 강조하듯 본질적으로 인간이 해야할 일은 '오직 하나님을 경외하는 것'입니다.
* (전에 올려드렸던)이신건 교수님이 번역한 '교의학(푈만)'에서 언급되었듯 신학은 일반학문의 영역을 비평적으로 포용해야 하며, 이를 통해 날마다 학술적 완성도를 높여야 합니다. 이는 하나님이 온 세상을 만드셨기 때문에 가능한 일이며, 인간에게 오직 늘 발견되는 스스로의 한계를 깨달아 하나님께 감사와 영광을 돌리게 합니다.
* 2편의 강의를 올립니다. 아래의 것은 음질이 좋지 않지만, 반드시 들어보시길 바랍니다. 위의 것과 연관되는 중요하면서도 독립되는 내용을 다룹니다.
* 그것이 지구 안이든 밖이든 우주는 설명을 하려면 할수록 궁금하고 신비합니다. 각각의 실존하는 개인이 시공간에 존재하며 소통하는 것, 그들의 내면이 관계할 수 있는 것은 참으로 놀랍습니다. 죽음 이후의 삶도 성경에서 이야기하듯 현재의 인류가 이성적으로 예상하지 못한 방식으로 완성될 것입니다. 저에게는 그것이 감사하고, 소망되는 일입니다.
[강연] 도대체 시간이란 무엇인가? _김상욱｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' - YouTube
-> 요약정리본을 업로드 중입니다.
김상욱 - 우주는 '매트릭스'인가: 현대 과학이 발견한 실재성 - YouTube
주요 주제
- 자연과학과 인문학의 차이와 중요성
- 양자역학의 기술과 그 영향
- 측정과 양자역학의 관계
- 우주를 정보로 보는 관점과 정보의 이점
- 양자 역학의 패러다임 변화와 인간의 언어 문제
- 측정과 정보의 관계에 대한 이해와 양자학의 정량적 이론
다음 할 일
- 고양이 실험 계획 세우기
- 전자의 운동 기술
- 슈뢰딩거 방정식으로 전자의 운동 설명
- 영국의 문화 문제에 대한 연구
- 양자역학에 대한 연구 계획 수립
- 다중 우주에 대한 연구 진행
- 양자 역학의 패러다임 변화에 대한 이해
- 인간의 언어에 대한 연구 시작
- 우주를 정보로 보는 관점에 대한 연구
-> 이하, 주요 시간별 요약입니다.
00:25 ~ 02:19
매트릭스의 법칙
- 매트릭스는 우리가 사는 세상이 한낱 컴퓨터 프로그램에 불과하다는 영화임
- 로미와 줄리엣은 동명의 소설 로미오와 줄리엣을 영화화한 것임
- 열역학 제2 법칙은 시간이 한 방향으로 흐르는지를 얘기해 주는 법칙임
03:27 ~ 04:20
영국의 문화 쇠퇴
- 슈뢰딩거의 방정식으로 여러분이 보는 현상의 95% 이상이 기술됨
- 찰스 스노우라는 사람이 책을 한 권 쓰는데 영국 사람으로 제목이 투 컬처스 '두 문화'임
- 2차 세계대전이 끝나고 영국 문화가 쇠퇴하고 전 세계 초강대국을 미국에게 넘겨줌
- 영국에서 문제가 되는 것 중에 하나는 두 개의 문화가 서로 잘 융화를 이루지 못하고, 만나면 대화가 전혀 안 되는 상황이 벌어지는 것임
05:17 ~ 08:44
인문학의 의미
- 대게 인문학은 인간으로서 알아야만 하는 것이라 생각하지만, 자연과학을 아는 것을 그렇지 않게 여김
- 영국의 60년 전 모습임
- 인문학은 교양이라고 생각함
- 교양이란 사회를 개인의 내면에 비추어 보고 사회를 결속시키는 고덕적 구속력을 내면에서 구성해 내는 것임
- 이런 측면에서, 자연과학이 무엇인지 생각해 보자고 함
09:47 ~ 10:39
지구의 탄생
- 먼저, 지구는 태양이 도는 것임
- 지구상에 있는 수많은 생명체는 동일한 시간 동안 진화해서 다 동등하게 진화에 적응한 똑같은 생명체임
- 인간이 더 특별하지 않고 지구상에 있는 모든 생명체가 번식하는 레벨은 동등하다고 봄
11:32 ~ 15:02
물리학의 철학
- 우리 모두는 어릴 때 과학자였음
- 물리학의 여러 가지 모양들이 다 있는 것임
- 물리학을 이해하는 가장 중요한 철학은 '운동'으로 수렴됨
15:47 ~ 19:04
뇌 과학의 한계
- 세포, 원자, 분자들의 운동으로 여러분의 의식과 기쁨과 슬픔을 설명하려는 게 뇌 과학임
- 설명을 실패할 수도 있음
- 자연 과학자들은 어떻게 된다고 설명하든 미리 예견하진 않음
- 우주가 운동의 집합체임
19:56 ~ 22:48
고전역학의 한계
- 고전역학은 매 순간 어느 주어진 시간에 위치와 속도를 동시에 알 것을 요구함
- 우주를 기술하는 방법은 관찰하기임
- 자연과학자는 매뉴얼이 있을 거라는 전제를 함
- 물론, 매뉴얼이 없을 수도 있음
23:52 ~ 25:41
갈릴리의 죽음
- 사람들이 갈릴리를 죽이려고 했던 이유는 지구가 24시간에 한 바퀴 돌기 때문임
- 사람들의 경험과 상식은 자연과학의 발전에서 언제나 걸림돌이 됨
- 자연과학을 하려면 첫 번째 단계에서 소위, '뇌 수술'을 해야 함
- 속도의 변화가 있다면 원인을 힘이라고 부름
26:42 ~ 30:29
우주의 정보를 얻어내는 과정
- 우주는 미분으로 쓰여져 있고 적분을 하는 과정이 우주의 정보를 얻어내는 과정임
- 힘이 0일 때가 위치가 1차 함수가 나오고, 힘이 상수일 때가 위치로 시간의 함수로 2차 함수가 나오고, 힘이 x의 1차 함수일 때 사인 코사인이 나옴
- 관련하여, 힘이 4개밖에 없다는 것을 증명한 물리학자는 없음
- 손바닥을 확대하면 원자가 보이는데 원자에 전자가 있고 안에 원자력이 있는데 전자가 음 전화를 갖고 있고 손바닥을 이루고 있는 마지막 원자들의 전자와 얼굴을 이루고 있는 원자들의 마지막 전자가 서로 마이너스 마이너스 전기적 척력으로 밈
31:29 ~ 32:23
원격 제어의 힘
- 원격 제어에 사용할 수 있는 유일한 힘은 전자기력임
- 전자공학 외에는 원격제어할 수 있는 힘이 없음
- 우주 공간에 물체를 하나만 넣고 운동하는 것을 보는 것이 자연스러운 운동의 정의임
33:10 ~ 36:04
양자 역학의 개념
- 물체가 하나만 있으면 등속 직선 운동 외에 할 수 있는 운동이 없음
- 물체가 2개가 되면 두 물체 사이에 힘이 작용하기 시작함
- 힘이 작용하기 시작하면 운동에 변화가 나타나기 시작함
- 힘을 주고받을 때 힘의 크기가 똑같은 것은 두 물체 사이에 작용하는 힘은 관계라는 것임
- 20세기 초에 물리학자들이 양자 역학이라는 새로운 우주를 기술하는 방법을 알게 됨
37:01 ~ 39:52
파인만의 한마디
- 파인만은 지구가 멸망하려고 할 때 인류가 다시 문명을 일으킬 수 있도록 한 마디의 말을 남겨야 한다고 말함
- 파인만은 단 1초의 망설임도 없이 이 한마디를 할 것이라고 함
- '우리 주위의 모든 것은 원자들의 조합으로 이루어져 있음'
40:39 ~ 44:14
양자 역학의 정의
- 원자들의 운동을 기술하는 학문을 양자 역학이라고 함
- 원자를 기술하는 학문인 양자 역학이 있기 이전과 이후의 문명이 다름
- 원자를 이해하는 데는 전자기력이 필요함
44:33 ~ 46:08
전자의 운동
- 전자기력 때문에 가시광선이 물체의 구조를 뚫지 못해서 막힌 것 같이 착각을 함
- 엑스레이는 에너지가 크니까 바로 지나감
- 우주란 그냥 텅 빈 것임, 힘밖에 없음
- 전자의 운동을 개설해야 되는데 다 할 시간이 없기 때문에 오늘은 오로지 전자만을 기술할 것임
46:55 ~ 49:35
전자의 파동성
- 전자를 두 개의 슬릿에 보내는 실험을 해보려고 함
- 전자는 입자이고 파동은 입자들로 이루어진 것임
50:26 ~ 51:33
파동과 입자의 차이
- 파동은 어디에 있는지를 모름
- 입자는 위치를 정확히 앎
- 파동은 위치를 얘기할 수가 없음
- 두 개의 슬릿을 통과시키면 두 개의 구멍을 파동이 동시에 지나감
52:29 ~ 55:30
양자 중첩의 개념
- 전자가 파동처럼 지나가게 하려면 하나씩 하나씩 보내면 됨
- 전자가 두 개의 구멍을 동시에 지났다고 표현하는 것을 '양자 중첩'이라고 부름
- 양자 중첩이 없으면 화학과 생물학 전체가 무너짐
56:34 ~ 57:34
양자역학의 한계
- 양자역학으로 기술되는 세상과 그렇게 행동하지 못하는 세상이 있음
- 우주를 기술하는 두 개의 법칙이 있음
- 측정을 하면, 결과는 항상 거시 세계에서 이해할 수 있는 방식의 결과만 내놓게 됨
58:35 ~ 1:01:21
양자역학의 특징
- 양자역학은 측정 결과만을 기술하는 학문임
- 양자역학은 주관이 개입하는 학문임
1:02:15 ~ 1:05:20
양자역학의 실제성
- 양자역학은 실제성이 없다고 얘기함
- 양자역학은 확률적으로 결정됨
- 양자역학은 물리 이론이 아님
1:06:08 ~ 1:07:12
양자역학의 우주
- 양자역학이 얘기하는 우주는 '원자 전자들은 동시에 여기저기 있을 수도 있고 측정하면 상태가 바뀌는 말도 안 되는 짓'들을 인정함
- 우주를 둘로 나눈 것은 측정은 측정자와 피측정자가 있기 때문임
- 원자가 몇 개 없을 때에는 동시에 두 장소에 있을 수 있다가 많이 모이면 못 하는 것은 중간에 어느 전이점이 있다는 얘기임
1:08:00 ~ 1:10:50
양자역학의 슈뢰딩거 방정식
- 양자역학을 기술하는 슈뢰딩거 방정식은 서구 사회가 1960년대에 했던 질문임
- 양자역학에서 전자가 두 개의 구멍을 동시에 지나는 것이 허용됨
- 양자역학 코펜하겐 해석하는 사람에게 고양이가 동시에 살아있고 죽어 있을 수 있냐고 물어보면 안 된다고 할 것임
- 양자역학 코펜하겐 해석하는 사람에게 실험해 보면 되지 않냐고 물어보면 실험하면 안 된다고 할 것임
1:11:42 ~ 1:13:39
공기 중의 간섭무늬
- 간섭 문제를 보려면 공기 중에서 실험하면 안 됨
- 간섭무늬를 보고 싶으면 진공 속에서 실험을 해야 함
- 공기 중에는 산소와 질소 분자들이 있음
- 공기 분자와 부딪히면 간섭무늬가 사라짐
1:14:30 ~ 1:18:27
우주론의 '결 어긋남 이론'
- 측정의 주체는 우주 전체가 측정의 주체임
- 측정의 주체는 인간도 아니고 지능을 가진 생명체도 아니고 삼엽충도 아님
- 결 어긋남 이론은 우주가 무한히 많다는 것임
1:19:26 ~ 1:20:14
우주의 법칙
- 우주는 모든 가능성을 다 보여주면서 진행할 뿐임
- 법칙이란 없음
- 실체가 뭔지 고민하기 시작해야 함
1:21:05 ~ 1:25:46
우주를 정보로 보는 입장
- 우주를 실체들의 조합이 아니라 사실과 사건의 총체로 보는 게 마음이 편안한 지경까지 오게 됨
- 우주를 정보로 보는 게 편하기 때문에 다중 우주론과 상관없이 정보 우주는 존재함
1:25:51 ~ 1:26:43
다중 우주
- 다중 우주는 양자역학에서 나오는 우주를 세계 해석이라고 부름
- 다중 우주는 천문학에서 나온 건데 여러 분야에서 연구를 하고 있음
- 우주가 하나가 아니라는 증거는 없지만 그렇게 하면 지금까지 있었던 많은 문제가 깨끗하게 해결이 되기 때문에 좋아함
1:27:27 ~ 1:30:30
정보의 측면에서 본 우주
- 정보의 측면과 우주를 정보로 보는 게 어떤 이점이 있는지 관점으로 쓴 책임
- 전자를 보내서 돌아온 빛을 관찰하는 것이 관측임
- 전자총에서 슬릿 두 개를 동시에 커버할 만큼의 두께를 갖는 구멍으로 전자를 쏴주면 전자가 날아감
- 전자가 날아간 중간에 눈에 보이면 안 됨
1:30:41 ~ 1:33:02
양자학의 정량적 이론
- 측정이 된 것과 안 된 것 사이에는 항상 연속적으로 연결되어 있음
- 측정을 하더라도 정보가 나와야 되는데 두 개의 구멍 가운데 어디를 지났는지를 알 수 있을 만큼의 충분한 정보를 뽑아내지 않으면 측정이 안 된 거로 간주됨
- 양자학은 정량적 이론임
1:33:03 ~ 1:35:20
전자의 크기
- 전자가 크기를 갖는 순간 상대성 이론이 깨지기 때문에 크기가 없어야 함
- 양자학의 문제에서 가장 핵심은 인간의 언어에 있음
1:36:10 ~ 1:40:33
양자 역학의 패러다임 변화
- 자연을 이해하는 개념과 언어를 만들어야 함
- 양자 역학의 패러다임 변화를 어떻게 받아들이고 삶의 지혜를 얻을 수 있는지 생각해 봄
- 인간의 언어에 문제가 있다고 생각함
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