<<2. 홀로그램 宇宙 >>
봄이 전혀 예기치 못했던 시각을 통해, 강력한 논리와 내부적 일관성으로 물리적 경험 세계의 광범위한 현상들을 설명해내는,
전혀 새롭고 폭넓은 思想으로써 科學의 그토록 堅固한 틀을 깨고 홀로 나설 수 있었다는 것은 놀라운 일이 아닐 수 없다.
그것은 直觀的으로 너무나 滿足스러운 理論이어서 많은 사람들이
만일 宇宙가 봄의 설명처럼 되어 있지 않다면
반드시 그렇게 되어야만 한다고 느낄 정도다.
- 존 P. 브리스와 F. 데이비드 피트 공저 <거울우주> 중에서
量子物理學者들이 發見한 한 가지 놀라운 事實은 物質을 더 잘게 쪼개면
마침내 그 조각들 - 電子, 陽性子 等-은 더 以上 物體의 性質을 갖지 않는다는 것이었다.
예컨대 우리는 대부분 電子가 빠른 速度로 돌고 있는 작은 球體라고 生覺한다. 그러나 이보다 事實과 거리가 먼 것도 없다.
電子가 때로는 단단한 작은 粒子인 것처럼 行動할 때도 있지만
物理學者들은 電子가 '말 그대로 크기가 없다'는 事實을 發見했다.
이것은 보통 사람들로서는 想像하기 힘든 일이다.
왜냐하면 우리의 存在 次元에 있는 모든 것이
一定한 크기를 가지고 있기 때문이다.
그러나 電子의 지름을 재려고 들면 그것은 不可能한 일임을 발견하게 된다.
電子는 우리가 알고 있는 것처럼 그렇게 單純한 物體가 아닌 것이다.
물리학자들이 발견한 또 하나의 사실은 電子가 粒子로 나타날 수도 있고
波動으로 나타날 수도 있다는 事實이다. p57
電子를 2개의 슬릿(좁은 틀)이 나있는 차단벽에 쏘아보내면 그것은 2개의 슬릿을 同時에 通過할 수 있다.
電子를 서로 衝突시키면 그것은 波動과 같은 간섭무늬까지 만들어낸다.
電子는 마치 동화 속의 둔갑술사처럼 粒子나 波動의 모습으로 둔갑할 수
있는 것이다.
이런 카멜레온 같은 能力은 모든 亞原子 粒子들이 共通的으로 가지고 있다.
이것은 한때 전적으로 波動이라고 생각했던 모든 것들에게도 해당되는
性質이다. 빛, 감마線, 電波, 엑스線등 모든 것들이 波動에서 粒子로, 또 그 反對로 變身할 수 있다.
오늘날 물리학자들은 아원자 현상들을 단지 粒子나 波動의 어느 한쪽으로 분류해서는 안 되며, 이유는 모르지만 그 兩쪽에 속해 있는 單一 범주의
어떤 것으로 분류해야 한다고 믿는다.
이와 같은 것을 '量子 (quanta)'라고 하며,
물리학자들은 그것이 온 宇宙를 形成하고 있는 根本質料라고 믿고 있다.
아마도 가장 놀라운 事實은 '量子가 粒子의 모습으로 나타는
唯一한 境遇는
우리가 그것을 보고 있을 때'라는 강력한 증거가 있다는 사실이다. p58
이러한 解釋을 지지하는 물리학자 닉 허버트는, 이 때문에 가끔 자신의 등뒤에서는 宇宙가 언제나 '極度로 모호하고 끊임없이 流動하는 量子수프'
狀態로 存在한다고 생각하게 되었다고 말한다. p59
"이와 마찬가지로 人間은 결코 量子的 現實의 質感을 經驗해볼 수 없다. 왜냐하면 우리가 만지는 모든 것이 物質로 變해버리기 때문이다"라고 허버트는 말한다.
量子의 性質 중에서도 특히 봄의 興味를 끈 것은,
서로 無關해 보이는 亞原子 事件들 間에 存在하는 듯한 相互連結性이라는 奇異한 狀態였다.
그 假定은 量子物理學의 基礎를 닦은 인물 중의 하나인 덴마크의 물리학자 닐스 보어가 세운 것이었다.p60
아인슈타인도 보어의 주장에 곤혹스러워했던 물리학자였다.
그는 입자의 성질이 관찰되기 이전에는 존재하지 않는다는 보어의 결론에 특히 반론의 여지가 많다는 사실을 발견했다.
그 發見이란, 어떤 亞原子 現狀에서는 同一한 性質, 혹은 매우 密接히 聯關된 性質을 지닌 雙粒子가 生成된다는 事實이었다.
물리학자들이 포지트로늄이라고 부르는 極度로 不安定한 原子를 生覺해보자.
1935년 아이슈타인과 그의 동료인 보리스 포돌스키, 네이단 로젠은 지금은 유명해진 '물리적 실재에 대한 양자역학의 설명은 완전한가?'라는 제목의 논문을 발표했다.
예컨대 포지트로늄이 崩壞될 때, 放射되는 光子와 같은 2개의 對秤粒子는 서로 매우 멀리 떨어질 때까지 여행할 수 있다.
그런 후 이 광자들을 따라가서 이들의 편광각을 측정할 수 있다.
그들의 논지는 지금은 아인슈타인-포돌스키-로젠의 역설, 즉 EPR역설로 알려져 있다. p62
풋내기 물리학자엿을 때 봄은 보어의 입장을 지지했다.
하지만 그는 보어와 그의 지지자들이 相互連結性에 대해 왜 그토록 無關心했는지 늘 疑問을 품고 있었다.
버클리 放射線硏究所에서 봄은 플라스마에 대한 歷史的 業積이 될 연구를 시작했다.플라스마란 高濃度의 電子와 陽이온, 卽 陽電荷를 띤 原子를 품고 있는 가스다.
그는 놀랍게도 電子들이 일단 플라스마 속에 들어오면
個個의 獨立體로 있는 것이 아니라
보다 큰, 相互連結된 全切의 一部가 된 것처럼 行動하기 始作한다는 事實을 발견했다. p63
봄은 이같은 有機的 性質에 너무나 놀란 나머지 電子의 바다가
마치 '살아 있는'듯한 인상을 종종 느끼곤 했다고 후일 술회했다.
여기서 또다시 그는 個個 電子의 제멋대로인 것처럼 보이는 行動이 全切的으로는 高度로 組織化된 效果를 만들어내는 것을 發見했다.
그가 버클리에서 연구했던 플라스마와 마찬가지로, 이것은 2개의 粒子가 서로 相對 粒子의 움직임을 아는 것처럼 行動하는 데서 그치는 것이 아니라 낱낱의 電子들이 나머지 數十億 個의 粒子들이 무엇을 하고 있는지 알고
있기나 하듯이 行動하는, 粒子의 바다가 관련된 현상이었다.
봄은 이러한 電子의 集團的 움직임을 프라스몬(plasmons)이라 명명했고, 이것을 발견한 업적으로 그의 물리학자로서의 명성은 굳어졌다. p64
후일 6개월에 걸친 靈感 넘치는 對話로 이어진 첫 만남에서 아인슈타인은 열정적인 태도로 봄에게 양자이론이 이처럼 명쾌하게 설명된 것은 본 적이 없다고 말했다. p65
그는 보어가 둘러놓은 금단의 벽 너머에 科學이 발견해주기를 기다리고
있는 더 깊은 實在, 卽 亞量子 次元의 世界가 存在한다고 假定했다. 이러한 전제하에서 그는 이 아양자 차원에는 새로운 種類의 場이 存在한다고 假定하기만 하면 量子物理學의 現狀들을 보어에 뒤지지 않게 설명해낼 수 있음을 발견했다.
봄은 자신이 제시한 새로운 槪念의 場을 '量子場'이라고 명명했고
그것이 마치 重力場처럼 空間 속에 遍在(充滿)해있다는 이론을 세웠다. 그러나 重力場이나 電磁氣場등과는 달리
이 量子場의 힘은 거리가 멀어져도 弱해지지 않았다.
그것의 非局所的 效果는 微細하지만 어느 곳에서나
똑같은 힘으로 作用했다.
봄은 1952년 量子理論에 대한 자신의 새로운 해석을 發表했다.
그는 科學이 자신의 견해와 같은 새로운 槪念을 평가하기에는 視野가 너무나 좁다고 느끼고 1957년 출판된 저서 <現代物理學 속의 因果와 遇然>을
통해 科學의 이러한 태도에 별미를 주는 철학적 가정들을 재검토했다. p96
그 하나는 널리 지지받고 있던, 예컨대 量子理論과 같은 '完璧한 理論'이
존재할 수 잇다는 假定이었다. p67
量子場의 意味를 면밀히 캐고드는 동안 그는 그것이 전통적인 견해와는
더욱 급전적인 訣別을 의미하는 많은 특징을 지니고 있음을 발견했다.
그 하나는 全切性이라는 槪念의 重要性이었다.
傳統科學은 언제나 한 全切界의 狀態를 단지 그 部分들의 相互作用의 産物로만 보았다.
그러나 量子場은 이러한 견해를 비웃고 部分들의 行動은 事實 全切의 依해 組織化되는 것임을 시사했다.
이것은 亞原子 粒子들이 獨立的인 '事物'이 아니라 한 段階 더 나아가 分離되지 않은 係의 一部라고 보는 보아의 견해만을 反影하고 있는 것이 아니라 그보다 한 술 더 떠서 全切性이야말로 어떤 의미에서는 더욱 窮極的인 實在라는 사실을 암시했다.
"이러한 움직임이 보여주는 量子的 全一性은 기계의 부품들을 조립하여 얻어내는 종류의 統一性이라기보다는 오히려 生命體의 各 部位들의 作用이 보여주는 有機的 一體性에 더 가깝다.
量子場의 이보다 더 놀라운 性質은,
그것이 空間의 本質에 對해 던져주는 意味였다.
우리의 日常的 次元에서는 事物들이 저마다 特定한 位置를 占하고 있다.
그러나 量子物理學에 대한 봄의 해석은, 亞量子 次元, 卽 量子場이 作用하는 次元에서는 位置라는 것이 더 이상 存在하지 않음을 시사했다.
물리학자들은 이러한 性質을 '非局所性'이라고 부른다. p68
實際로 量子場은 모든 空間 속에 스며들어 있으므로
모든 粒子들은 超空間的으로 相互連結되어 있다. p69
거기서 그는 야키르 아하로노프라는 젊은 연구생과 함께
超空間的 相互連結性의 또 다른 事例를 發見했다.
봄과 아하로노프는 제대로 갖추어진 條件에서
電子는 그 電子가 發見될 可能性이 全無한 領域 속에 있는
磁氣場의 存在를 '感知할수 있다는 事實을 發見했다.
이제 이 現狀은 아하로노프-봄 效果라고 부리고 있지만 이 두 사람이
그들의 發見을 처음 발표했을 當時 많은 물리학자들은 그런 현상이
일어날 可能性 自體를 믿지 않고 있었다. p71
늘 그랬던 것처럼 봄은 군중 틈에서 임금님이 벌거벗었다고 외치는
용감한 목소리의 역할을 냉철하게 자임했다.
그는 몇 년 후 한 인터뷰에서 자신의 용기를 떠받치고 잇는 哲學을
다음과 같이 간결하게 피력했다.
"길게 보면 눈앞의 事實을 直面하는 것보다
妄想에 매달려 있는 쪽이 훨씬 더 危險한 일이다."
봄은 이 문제를 좀더 깊이 파고들어가 秩序에도 相異한 次元 내지 水準이 存在한다는 것을 발견했다. p72
봄은 이렇게 말한다.
"이것은 秩序라는 槪念과 매우 密接한 關係가 있음을 즉시 깨달았다.
왜냐하면 잉크 방울이 퍼져 있을 때도 그것을 회복시키면 다시 드러나는 '감춰진' (즉, 드러나지 않은) 秩序를 지니고 있었기 때문이다.
이와는 달리 일상적인 표현에 의하면 우리는 잉크가 글리세린 속에
퍼져 있을 때 그것이 '무질서한' 상태에 있다고 말한다.
이것이 나로 하여금 여기에 질서의 새로운 槪念이 도입되어야 함을 깨닫게 했다."
봄은 홀로그램에 對해 알게 되자마자 그것 '또한' 秩序를 이해하는
새로운 방식을 제공해 준다는 사실을 깨달았다.
홀로그램 필름 위에 記錄된 간섭무늬 또한, 퍼져 있는 잉크 방울처럼
肉眼에는 無迭序한 것처럼 나타났던 것이다. p74
홀로그램에 대해 깊이 파고들수록 봄은 宇宙의 運行原理가
홀로그램의 原理를 借用하고 있음을 確信하게 되엇다.
그는 宇宙에 대한 자신의 홀로그램적 관점을 1970년대 초 논문으로 발표했고 1980년에는 <全一性과 감추어진 秩序>라는 제목의 저서를 통해 자신의 훨씬 숙성되고 정제된 사상을 개진했다. p75
== 접혀진 秩序와 펼쳐진 現實 ==
봄은 이 實在의 더 깊은 次元을 '감추어진(접힌)' 秩序라고 하고,
우리의 存在 次元을 '드러난(펼쳐진)' 秩序라고 부른다. p75
달리 表現하자면, 電子와 기타의 모든 粒子들은 간헐천에서 솟아오는 물줄기의 모습보다 조금도 더 實在的이거나 永續的이지 않다.
粒子들은 감추어진 秩序로부터의 持續的인 流入物에 依해 지탱되며, 한
粒子가 消滅되는 것처럼 보일 때도 그것은 喪失되는 것이 아니라 단지 그것이 나타났던 곳인 더 깊은 秩序 속으로 접혀 들어가는 것일 뿐이다.
한장의 홀로그램 필름과, 그것이 만들어내는 立體像 또한 감추어진 秩序와 드러난 秩序의 한 例다.
필름은 감추어진 秩序다.
왜냐하면 필름의 간섭무늬로 암호화된 이미지는
全切에 걸쳐 접혀들어 있는 감추어진 總體이기 때문이다.
필름에서 投映된 홀로그램은 드러난 秩序다.
왜냐하면 그것은 펼져진, 認識 可能한 形態의 이미지를 보여주기 때문이다. p76
量子가 취하는 形態를 決定하는 데 觀察者가 하는 役割은 보석세공가가 보석을 가공하는 방식에 따라서 보석의 어떤 面은 드러나고 어떤 面은 감춰지는 사실보다 조금도 신비할 게 없는 일일지도 모른다.
어떤 것이 홀로그램 方式으로 組織되면 位置라고 하는 모든 겉껍질은
무너진다.
그러므로 宇宙의 構造가 홀로그램 原理로 되어 있다면 宇宙 또한
超空間的인 性質을 지니고 있을 것으로 생각할 수 있다. p77
아인슈타인은 一般相對性 理論에서
時間과 空間이 分離되어 있지 않다고 말하여 世上을 놀라게 했다.
봄은 이러한 生覺에서 한 발 더 크게 도약한다.
그는 '宇宙森羅萬像'이 單一 連續體의 部分들이라고 말한다.
드러난 秩序 속에서는 事物들이 分離되어 있는 것처럼 보임에도 불구하고
낱낱의 事物은 다른 萬物의 이음새없는 連長이며,
窮極的으로는 감추어진 秩序와 드러난 秩序 그 自體조차도 서로
하나로 融合되어버린다.
事物은 나뉘지 않는 全切의 一部分이면서도 同時에 自身의 固有한 屬性을 지닐 수 있다. p78
봄은 '事物'들 間의 差異가 無意味하다고 主張하는 것이 아니라, 다만
홀로무브먼트의 다양한 側面들을 分離시키는 것은 언제나 任意的인 觀念, 卽 그러한 側面들을 우리의 認識 위에 두드러지게 하는 하나의 方式일 뿐임을 恒常 알고 있기를 바랄 뿐이다.
그는 本質的으로 意識과 物理學을 한데 묶는 일에 反對하지는 않는다. p79
사실 봄은 意識이 좀더 微妙한 形態의 物質이라고 믿는다.
그리고 이 둘 간의 모든 關係의 土臺는 우리가 存在하고 있는
現實 次元이 아니라 감추어진 秩序의 깊은 밑바닥에 깔려 있다고 믿는다.
意識은 모든 物質의 다양한 深度의 접힘과 펼쳐짐 속에 存在하며,
그것이 아마도 플라스마가 生命體的인 性質을 일부 지니고 있는 理由일 것이다.
봄은 말한다. "形體에 活動力을 불어넣는 것은 마음이 지닌 가장 特徵的인 性質이며 우리는 이미 電子에서 마음과 비슷한 어떤 것을 발견했다."
우리 몸의 낱낱의 細胞들도 그 속에 宇宙를 품고 있다. p80
하나의 波動이 지닐 수 있는 最少限의 에너지를 계산했을 때, 물리학자들은 '1세제곱cm의 빈 空間마다, 알려져 있는 宇宙 속의 모든 物質의 에너지
總合보다 더 큰 에너지가 담겨 있음'을 發見했다.
그는 많은 물리학자들이 이 엄청난 에너지 大洋의 存在를 무시해버리는 것이 마치 물고기가 자신이 헤엄치고 다니는 물의 존재를 認識하지 못하는 것처럼, 애초부터 이 대양 속을 떠다니는 부유물들, 즉 물질에만 관심을 기울이도록 교육받았기 때문이라고 본다. p81
봄은 이것이 우리의 존재 차원에서도 똑같이 사실이라고 믿는다.
공간은 비어 있지 않다. 그것은 '꽉 차'있다.
감추어진 질서는 우리 宇宙 속의 萬物의 誕生을 안겨준 바탕이므로
그것은 또한 최소한 과거에 있었던, 그리고 앞으로 존재할 모든
아원자 입자들, 모든 형태의 물질과 에너지, 생명, 그리고 가능한 형태의
모든 意識,,퀘이서(quasars)로부터 세익스피어의 뇌에 이르기까지, DNA로부터 은하계의 크기와 모양을 결정하는 힘에 이르기까지 모든 것을 담고 있다.
우리가 살펴봤던 것처럼 모든 粒子들 또한 波動이다.
이것은 現實 속에서 우리가 知覺하는 物理的 對相과 그 밖의 모든 것이
간섭무늬로 이루어져 있음을 말하며,
이 事實은 宇宙가 홀로그램적인 性質을 지니고 있음을 否定할 수 없게 한다.
아스펙트와 그의 동료들은 量子理論이 豫測한 것처럼 과연 各各의
光子가 그것의 雙이 되는 光子의 편광각과 자신의 편광각을 서로 一致 시킬 수 있다는 사실을 발견했다.
이것은 아인슈타인이 불가능하다고 선언한 超光速 交信이 일어났거나, 두 光子가 超空間的으로 相互連結 되어 있음을 의미했다.p84
== 프리브램 + 봄 ==
合쳐서 볼 때 봄과 프리브램의 이론은
宇宙를 바라보는 새롭고 심오한 관점을 제공한다.
'우리의 腦는 窮極的으로는 다른 次元,
卽, 時間과 空間을 超越한 深層的 存在 次元으로부터 投映된 그림자인
波動의 周波數를 수학적인 방법으로 解釋함으로써 客觀的 現實을
지어낸다.
頭腦는 홀로그램 宇宙 속에 감추어진 홀로그램이다. ' p86
우리는 自身을 空間 속을 움직이는 物理的 客體로 볼 수 있다.
혹은 우리 自身을 홀로그램 宇宙 全般에 깃들어 있는 간섭무늬로
볼 수도 있다.
이것이 이해하기 어렵다고 고민할 필요는 없다.
全一性이라는 개념을 홀로그램 속의 사과와 같이 외부에 있는 사물에서
이해하기는 비교적 쉽다.
일을 어렵게 만드는 것은 이 경우 우리가 홀로그램을 바로 보고 있는 것이 아니라는 점이다.
우리 自身이 홀로그램의 一部인 것이다.
卽 '우리는 時間과 空間까지도 지어낸다'는 것이다.
하지만 이 같은 관점이 시사하는 의미도 앞으로 봄과 프리브램의 思想이 다른 분야 학자들의 연구에 미친 영향을 살펴보는 동안 검토될 많은 주제들 중 하나에 지나지 않는다. p87
