<떨림과 울림>(김상욱, 2018, 동아시아)

1. 도입: 물리학의 언어로 인간의 의미를 탐구하다

물리학자 김상욱 교수의 《떨림과 울림》은 우주의 기원과 만물의 구성을 설명하는 책이다. 물리학의 기본 원리들을 인간과 세계의 존재론적 질문에 연결하는 통찰을 담고 있다.

저자는 물리학이 “우주의 본질을 보려면 인간의 모든 상식과 편견을 버려야 한다”고 말한다. 실제로 물리학에서 목적이나 의도는 없으며, 모든 현상은 법칙에 따라 일어나는 운동으로 이해된다. 그렇다면, 이처럼 인간의 감정이나 목적을 철저히 배제하는 물리학의 언어가 어떻게 궁극적으로 “인간의 존재가 우주보다 경이롭다”는 결론, 즉 인간의 의미를 긍정하는 울림을 만들어낼 수 있을까?

김상욱 교수는 인문학자라고 불러도 좋을 듯한 다정한 물리학자다. 여러 해 전에 무척 재미있게 읽은 책인데, 이번에 우리 독서회에서 함께 읽을 책으로 선정되었다. 물론 또다시 재미 있게 읽었지만 여전히 어려운 부분도 있다.

2. 내용: 떨림과 울림으로 읽는 우주의 역사

저자는 떨림(진동)과 울림(공명)을 이 책을 관통하는 가장 근본적인 물리 현상으로 설정한다. 우주 전체가 떨림이며, 빛은 전기장과 자기장의 진동입니다. 인간 역시 진동으로 세상을 인지하고 주변의 떨림에 울림으로 반응하는 존재다.

이 책은 크게 네 부분으로 나뉘어, 우주의 탄생부터 물질의 최소 단위, 그리고 세계를 해석하는 법칙들을 설명한다.

1. 우주의 기원과 물질의 구성: 시간과 공간(시공간)은 138억 년 전 빅뱅과 함께 생겨났다. 모든 물질은 원자로 이루어져 있으며, 전자는 물질을 이루는 최소 단위로서 모든 전자는 완전히 똑같다.
2. 세계를 예측하는 법칙: 뉴턴 역학은 초기 조건만 알면 미래를 예측할 수 있다는 결정론을 제시했지만, 복잡계에서는 초기 조건의 미세한 차이가 결과를 예측 불가능하게 만드는 카오스(나비 효과)가 발생한다. 시간이 한 방향으로 흐르는 이유는 우주가 무질서한 상태로 진행하려는 엔트로피 증가 법칙 때문이다.
3. 양자역학과 힘의 상호작용: 원자 세계에서는 위치나 운동량을 동시에 정확히 아는 것이 불가능하다. 빛과 물질은 입자와 파동의 성질을 동시에 지니는 이중성(상보성)이 있다. 일상생활의 대부분의 현상은 중력보다 훨씬 강력한 전자기력과 관련되어 있으며, 전자기장과 자기장의 관계를 설명하는 맥스웰 방정식의 해답이 곧 빛이다.
4. 환원주의의 한계와 인간의 경이로움: 모든 것을 최소 단위로 쪼개어 이해하려는 환원주의와 더 복잡한 단계에서는 예측할 수 없는 새로운 특성인 창발은 서로 보완할 수 있는 방법론이다. 물리학은 세계가 법칙에 따른 운동일 뿐 목적이나 의도가 없다고 보지만, 저자는 이러한 무의미 속에서 스스로 의미를 창조하는 인간의 존재가 경이롭다는 결론을 내린다.

3. 분석: ‘토양’으로서의 물리학 이론과 ‘꽃’으로서의 인간성

저자는 쉽게 설명하기 위해 애를 썼고, 그래서 재미도 있지만 과학 지식이 적은 나로선 어려운 부분도 꽤 있다. 그렇다고 내가 그걸 다 이해해야 할 필요는 느끼지 못했다. 대강 이해하고 건너뛸 수 있어야 이런 책을 읽을 수 있으니까.

《떨림과 울림》은 물리학 이론을 바탕으로 인간의 위치를 파악해 나간다. 저자의 의도를 짐작해 보고, 유형화와 비교를 통해 글의 구조 정도는 파악해 보자.

• 의도: 저자는 더 나은 세상이 되는 데 도움이 되는 과학적 사고를 확산하기 위해 앎을 공유하는 데서 행복을 느낀다.
• 방법: 저자는 물리학을 사람들에게 친숙한 인문학적 느낌으로 전달한다. 그리고 과학적 사실을 알리면서 과학적 사고나 그 사고의 중요성을 반복해서 강조한다.
• 유형화: 저자는 우주의 모든 현상을 ‘떨림’이라는 단 하나의 기본 범주로 유형화한다. 이는 독자에게 익숙한 일상의 현상(소리, 빛, 전기 신호)부터 고차원적인 이론(양자역학의 파동성, 단진동)까지 연결하며 지적 접근성을 높인다.
• 비교: 저자는 끊임없이 대립되는 개념을 비교하여 주제를 명확히 한다.
  • 결정론 카오스: 예측 가능한 뉴턴 역학 세계와 예측 불가능한 복잡계의 비교.
  • 입자 파동: 양자역학의 이중성 비교를 통해 자연의 근본 원리인 상보성을 설명.
  • 환원주의 창발: 물질을 쪼개서 분석하는 환원주의와 합쳐져 새로운 특성을 만드는 창발의 비교를 통해 과학적 방법론을 탐구.

4. 결론: 인간, 법칙 없는 의미를 창조하는 존재

이 책은 물리학의 차가운 언어를 사용하여 우주의 냉정한 진실을 드러낸다. 물리학적 관점에서 볼 때, 세상은 수학으로 기술된 법칙에 따라 움직이는 ‘운동’이며, 생명 현상조차 원자들의 운동에 불과합니다. 우주에서 “의미나 가치는 인간이 만든 상상의 산물일 뿐”이다.

하지만 바로 이 냉정한 분석 결과를 통해 저자는 인간 존재의 숭고함에 도달한다. 법칙에 따라 움직이는 우주와 달리, 인간은 스스로 상상의 체계 속에서 행복을 추구하며 의미를 부여하는 존재이기 때문이다. 즉, 법칙만이 존재하는 우주 속에서 ‘법칙 없는 의미’를 창조하고, 목적 없는 떨림에 ‘울림’으로 반응하는 인간의 행위야말로 이 책이 찾은 가장 경이로운 창발 현상이자, 최고의 가치인 것이다. 그래서 이 책은 AI 시대에 더 가치 있는 인문 교양서가 된다. 인문 교양의 필요성을 느끼는 독자라면 꼭 읽어 보기를 권한다.