우주의 통찰

책소개

엣지재단은 “세상에서 가장 비싼 주소록을 지니고 과학의 대중화를 위해 이를 이용”하는 지식의 전도사 존 브록만이 1996년 창립했으며, 스티븐 핑커, 대니얼 카너먼, 나심 탈레브, 재레드 다이아몬드 등 세상을 움직이는 학자, 사업가, 예술가, 기술자들이 이곳에 모여 학문적 성과를 나누고 지적 탐색을 펼치고 있다. [베스트 오브 엣지] 시리즈는 존 브록만이 그동안 엣지의 지적 성과를 담은 인터뷰, 기고문, 강연문 등의 글들을 편집하여 마음, 문화, 생각, 우주, 생명의 다섯 분야로 집대성한 것이다.

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저자소개

앨런 구스

저자 : 앨런 구스
저자 앨런 구스는 이론물리학자이자 우주론학자. 매사추세츠공과대학교 물리학과 빅토르 바이스코프(VICTOR F. WEISSKOPF) 교수. 백뱅이론의 문제점을 보완하며 초기 우주의 기하급수적인 팽창 과정을 설명해주는 우주론인 급팽창이론을 제창했다. 메사추세츠공과대학교에서 물리학 학사학위를 받고, 동 대학원에서 석사 및 박사학위를 받았다. 급팽창이론을 개척한 공로로 2012년 밀너재단이 수여하는 기초물리학상을 받았으며, 2014년에는 노르웨이왕립과학문학학회로부터 제2의 노벨상이라 불리는 카블리상을 수상했다. 저서로는 『인플레이션 우주: 우주의 기원을 설명할 새로운 이론을 찾아서』 등이 있다.

저자 : 존 브록만
저자 존 브록만(JOHN BROCKMAN) (엮음)은 ‘지식의 지휘자’, ‘지식의 전도사’, ‘지식의 효소’. 모두 존 브록만을 수식하는 단어다. 엣지의 설립자이자, 리처드 도킨스, 스티븐 핑커, 재레드 다이아몬드 등 현대 과학의 선구자들을 상아탑에서 끌어내 대중과 소통하는 베스트셀러 작가로 탄생시킨 편집자 겸 출판사 브록만 사(BROCKMAN INC.)의 대표이기도 하다. 영국 일간지 《가디언》은 리처드 도킨스의 말을 빌려, “세상에서 가장 비싼 주소록을 지닌 존 브록만은 과학의 대중화를 위해 이를 이용한다.”고 소개했다. 저서로는 『디지털 시대의 파워 엘리트』『과학은 모든 의문에 답할 수 있는가』 등이 있으며 『위험한 생각들』『우리는 어떻게 과학자가 되었는가』 등을 편저했다.

역자 : 김성훈
역자 김성훈은 치과의사의 길을 걷다가 번역의 길로 방향을 튼 엉뚱한 번역가. 중학생 시절부터 과학에 대한 궁금증이 생길 때마다 틈틈이 적어온 과학 노트를 아직도 보물 1호로 간직하고 있다. 학생 시절부터 흥미를 느꼈던 번역 작업을 통해 이런 관심을 같은 꿈을 꾸는 사람들과 함께 나누기 원한다. 경희대학교 치과대학을 졸업했고, 현재 출판번역 및 기획그룹 바른번역 회원으로 활동 중이다. 역서로는 『인포그래픽으로 보는 우주 탄생의 비밀』 『퀀텀맨』 『수학의 비밀』 『정리하는 뇌』 『신의 호텔』 『편안함의 배신』 『우리 아이를 위한 내몸 사용설명서』 『뇌의 미래』 『의사들에게는 비밀이 있다』 『메이요 클리닉 이야기』 『위대한 수학』 『WOW!: 뱁티스트 헬스케어의 탁월한 서비스경영을 배우다』 『흥미로운 심해 탐사여행』 『동물학자 시턴의 아주 오래된 북극』 『글자로만 생각하...(하략)

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목차

서문

1. 우주론의 황금시대_앨런 구스
2. 순환우주론 _폴 스타인하르트
3. 급팽창 우주_앨런 구스
4. 풍선을 만드는 풍선을 만드는 풍선 _안드레이 린데
5. 브레인이론_리사 랜들
6. 순환우주_닐 투록
7. 우주는 왜 지금의 모습이 되었을까?_션 캐럴
8. 매트릭스 안에서_마틴 리스
9. 자연에 대한 생각_리 스몰린
10. 풍경_레너드 서스킨드
11. 인간원리 논쟁 _리 스몰린 vs 레너드 서스킨드
12. 과학에서 중요한 것은 확실성이 아니다_카를로 로벨리
13. 텅 빈 공간의 에너지는 0이 아니다_로렌스 크라우스
14. 아인슈타인: 엣지 심포지엄_브라이언 그린, 월터 아이작슨, 폴 스타인하르트
15. 아인슈타인과 푸앵카레_피터 갤리슨
16. 우주를 더 큰 척도에서 생각하기_라파엘 부소
17.양자 원숭이_세스 로이드
18. 노벨상, 그리고 그 이후_프랭크 윌첵
19. 반딧불이가 뭐 중요하다고_스티븐 스트로가츠
20. 구성자이론_데이비드 도이치
21. 거칠기이론_브누아 망델브로
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출판사 서평

“힉스입자 발견, 중력파 검출이 알려줄 우주의 비밀은”
우주론의 황금기를 이끌어온 석학 21인이 들려주는 우주의 기원과 진화에 관한 통찰

바야흐로 우주론의 황금시대다. 2012년 7월 유럽원자핵공동연구소(CERN)가 대형강입자충돌기 실험으로 힉스입자를 발견했다. 빅뱅 당시 질량이 없던 소립자에 질량을 부여하는 존재로 추측되며‘신의 입자’로 불리던 힉스입자의 발견은 우주의 기원 및 입자물리학 연구에 새로운 장을 열어주었다. 2016년 2월 12일, 고급레이저간섭계중력파관측소(LIGO) 연구단이 중력파 직접 검출에 성공했음을 공식 발표하며, 또 한 번 과학계가 들썩이고 있다. 중력파는 초신성 폭발이나 블랙홀 충돌 등 갑작스러운 중력 변화에 의해 발생하는 흔들림이 물결처럼 퍼져나가는 것인데, 중력파는 시공간을 일그러지게 만들며 빛의 속도로 우주 공간에 전달된다. 중력파는 빛과 달리 모든 물질을 통과하면서도 통과하는 물질에 의해 왜곡되지 않기 때문에 방출될 당시의 정보를 온전히 담고 있다. 따라서 전파망원경 등 기존의 관측장비가 가진 한계를 넘어서는 강력한 과학검증 도구가 될 수 있다. 중력파의 존재는 1915년 아인슈타인의 일반상대성이론에서 예측되었으며 우주의 기원과 블랙홀을 설명할 중요한 실마리로 여겨졌는데 미해결 과제로 남아 있다가 1세기 만에야 그 봉인이 풀렸다.

중력파 발견의 쾌거는 아인슈타인의 일반상대성이론만 검증하는 데 그치지 않는다. 중력파의 존재는 MIT 물리학교수인 앨런 구스가 1980년대에 빅뱅이론의 난제들을 보완하여 만든 우주 기원 이론인 ‘급팽창이론’의 결정적 증거가 되며 우주론에 더 명확한 방향성을 부여해주기 때문이다. 이번에 밝혀진 중력파는 13억 년 전 쌍성 블랙홀 간의 충돌로 인해 발생한 중력파로, 2014년 남극의 바이셉2 망원경으로 우주배경복사에서 중력파를 검출해냈다고 발표했다가 해석 오류로 밝혀졌던 종류의 중력파, 즉 138억 년 전 빅뱅 당시에 검출된 것과 동일한 원천의 중력파는 아니다. 그러나 중력파의 검출 정밀도가 점점 정확해짐에 따라 빅뱅 당시의 중력파 관측 가능성 역시 높아지고 있으며, 급팽창이론은 다시금 주목받고 있다.

학문적으로 살펴보면, 우주의 기원·구조· 생성· 변화에 관한 과학을 다루는 우주론은 1980년대부터 30년간 황금기를 이어오고 있다. 2000년대 후반 이후로는 고감도 위성망원경 관측이나 대형강입자충돌기 실험처럼 우주 가설을 검증할 강력한 기...(하략)

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책속으로

최근의 관찰을 통해 우주의 팽창 속도가 오히려 빨라지고 있음이 발견됐다. 이것은 우주의 에너지가 대부분 물질도, 복사도 아니라는 것을 의미한다. 또 다른 형태의 에너지가 물질과 복사를 추월한 것이다. 마땅히 더 나은 용어가 없어서 우리는 이 새로운 에너지 형태를 암흑에너지라 칭했다. 암흑에너지는 우리에게 익숙한 물질이나 복사와 달리 스스로를 밀어내는 중력으로 작용한다. 이것이 바로 우주의 팽창이 느려지지 않고 오히려 빨라지는 이유다. 뉴턴의 중력이론에서 모든 질량은 서로 끌어당기는 중력으로 작용하지만, 아인슈타인의 중력이론에서는 스스로를 밀어내는 중력으로 작용하는 에너지 형태가 허용된다. --- p.32

급팽창이론은 우주를 팽창하게 만든 것이 무엇인지 설명할 뿐만 아니라 그와 동시에 사실상 모든 우주 물질들의 기원도 함께 설명한다. 내가 ‘사실상’이라는 수식어를 사용한 이유는 전형적인 급팽창이론에서는 처음에 시작할 때 1그램 정도에 해당하는 물질이 필요하기 때문이다. 따라서 급팽창이론은 궁극적인 시작에 관한 이론이라기보다는 거의 무(無)의 상태에서 출발해서 우리가 지금 주변에서 보고 있는 거의 모든 것을 설명하는 진화이론이라고 할 수 있다. --- p.46

급팽창이론에서 가장 중요한 예측 중 하나는 양자요동이론이라는 점을 짚어두고 넘어가야겠다. 은하를 탄생시킨 것은 결국 이 양자요동이다. 이 점을 생각해보자. 만약 급팽창이 불균질성을 만들어내지 않았더라면 급팽창이 폭발적으로 일어나면서 우주는 거의 완전하게 균질해졌을 것이고, 이것으로 게임은 그냥 끝나고 말았을 것이다. 은하도 나타나지 않았을 것이고, 결국 생명도 나타나지 않았을 것이다. 우리는 완전히 균일한 우주에서는 살 수 없다. 이런 우주는 말 그대로 텅 비어 있기 때문이다. --- pp.80-81

순환우주론의 밑바탕에 깔려 있는 개념은 우리가 경험하는 세상, 즉 3차원의 공간이 사실은 하나의 막이라 상상할 수 있는 넓게 펼쳐진 존재(extended object)라는 것이다. …… 이 그림에 따르면 우리는 이런 막 중 하나의 위에 살고 있고, 이 막은 혼자 있지 않고 또 다른 짝을 갖고 있다. 그리고 이 짝은 아주 작은 간극을 두고 떨어져 있다. 막 안에는 3차원의 공간이 들어 있고, 두 막을 4차원이 떨어뜨려놓고 있다. --- p.133

우리가 상상할 수 있는 가장 복잡한 존재는 유기체의 생명이 아니라 일종의 하이퍼컴퓨터일지도 모른다. …… 이 슈퍼컴퓨터, 혹은 하이퍼컴퓨터는 실체의 간단한 부분만이 아니라 전체 우주의 커다란 부분을 시뮬레이션할 수 있는 능력을 갖게 되리라는 점이다. 그렇다면 당연히 이런 의문이 뒤따른다. 만약 이런 시뮬레이션이 우주 그 자체보다 훨씬 많은 숫자로 존재한다면, 우리가 그중 어느 하나에 들어가 있을 가능성은 없을까? 우리는 자신을 견고한 물리적 실체의 일부라고 생각하는데, 그게 착각이 아닐까? 혹시 우리가 어떤 신, 이를테면 그 시뮬레이션을 가동하고 있는 존재의 마음속에 들어 있는 개념에 불과한 것은 아닐까? 한 우주 속에 그런 시뮬레이션을 가동하는 수많은 컴퓨터가 들어 있는 경우처럼, 만약 시뮬레이션의 숫자가 우주의 숫자보다 많다면 이런 의미에서 우리는 ‘인공생명’일 가능성도 있다. --- pp.164-165

우리가 바라보는 별들은 과거의 모습이다. 우리는 미래로부터 오는 빛은 결코 볼 수 없다. 우리는 미래에 존재하는 항성으로부터 날아오는 별빛을 볼 수 없다. 우리는 미래에 일어나는 초신성 폭발이 시간을 거슬러 우리에게 보내는 복사를 결코 볼 수 없다. 그런데 빛의 전파를 지배하는 법칙인 맥스웰 방정식은 시간에 대해 가역적이다. 따라서 미래에 발생하는 사건으로부터 전파되는 빛을 포함하는 해(solution)를 가지고 있다. 그리고 과거의 우리가 관찰할 수 있도록 정보와 에너지를 과거로 전파하는 해도 존재한다. 이런 해가 우리가 사용하는 해의 종류만큼이나 많이 존재한다. 따라서 이 법칙은 시간에 대칭적이다. 하지만 이것을 자연에 적용하면 이런 해가 대부분 버려진다. 미래에서 과거로 전파되는 무언가가 존재하는 기미가 보이면 그런 해를 모두 버리기 때문이다. --- pp.210-211

하이젠베르크는 철학에 심취하지 않았다면 결코 양자역학을 연구하지 않았을 것이다. 아인슈타인이 모든 철학자들의 글을 읽고 머릿속을 철학으로 가득 채우지 않았다면 절대로 상대성이론을 만들어내지 못했을 것이다. 갈릴레오가 플라톤의 사상에 심취하지 않았더라면 자신의 업적을 결코 이루지 못했을 것이다. 뉴턴은 자신을 철학자라 생각했고, 데카르트와 이것을 논의하는 것을 출발점으로 삼았으며, 강력한 철학적 개념들을 갖고 있었다. …… 철학자들과 과학자들 사이에서 이런 엄격한 대화가 단절된 것은 아주 최근인 20세기 후반부에 일어난 일이다. 모든 개념의 틀을 잡았다. 어찌 보면 20세기 후반의 물리학은 아인슈타인과 하이젠베르크 등 1930년대 사람들이 내놓은 위대한 개념을 응용한 물리학이라고 할 수 있다. --- pp.310-312

최초의 정보처리 혁명은 빅뱅이었다. 정보처리 혁명이 존재할 수 있었던 것은 어떤 수준에서 보면 우주가 정보로 구성되어 있기 때문이다. 우주는 비트로 이루어져 있다. …… 우주가 실제로 정보를 처리하고 있다는 개념은 다소 급진적으로 들린다. 하지만 사실 이것은 아주 오래전에 발견된 내용으로, 1860~1900년 통계역학을 개발한 물리학자들인 맥스웰, 볼츠만, 기브스로 그 기원이 거슬러 올라간다. 이들은 사실 우주가 근본적으로 정보와 관련되어 있음을 보여주었다. 이들은 이 정보를 ‘엔트로피(entropy)’라 불렀다. 20세기 기술이라는 렌즈를 통해 이들의 과학적 발견을 들여다보면 이들이 발견한 엔트로피란 원자에 기록된 정보의 비트 수를 말한다. 우주가 정보를 처리하고 있다는 것은 과학적으로 논란의 여지가 없는 사실이다. --- p.418

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추천평

[베스트 오브 엣지] 시리즈는 인문학에 관심을 가진 사람들이 반드시 읽어야 할 글들을 담고 있다. 인간이란 무엇이며, 인간을 인간이게 하는 것은 무엇인가? 인문학의 이러한 기본 질문들은 이미 인문학만의 것이 아니다. 진화심리학, 신경과학, 생물학, 인지과학 등 새로운 분야에서 터져 나오는 인간에 관한 융합적 · 통섭적 연구들을 깊게 들여다보지 않고서는 이제 어떤 인문학도 가능하지 않다. 이 시리즈는 장차 인문학이 달려들어야 할 수많은 연구 과제들을 제시하고 있다.
- 도정일 (경희대학교 명예교수, 후마니타스대학장)

존 브록만의 엣지 시리즈는 통섭의 진수를 보여준다. 통섭은 무조건 학문의 경계를 허물어 하나로 버무리는 것이 아니다. 지금처럼 지나치게 높이 솟아있는 학문 간의 장벽을 낮춰서 약간의 노력만으로 자유롭게 넘나들 수 있게 하려는 노력이다. 프로스트는 “좋은 담이 좋은 이웃을 만든다”고 했다. 각 분야에서 일가를 이룬 대가들이 모여 마음, 문화, 생각, 생명, 그리고 우주 등 굵직한 주제에 관해 토론하는 [베스트 오브 엣지] 시리즈에는 그야말로 통섭의 불꽃이 튄다.
- 최재천 (이화여대에코과학부교수,『통섭의식탁』저자)

* “좋은 담이 좋은 이웃을 만든다.” 미국의 자연시인 프로스트의 시에 나오는 말이다. 내 집의 담이 높으면 다른 사람들이 들여다 볼 수 없지만 나도 밖을 내다 보기 어렵다. 국가간의 국경선을 보면 서로 우호관계를 알 수 있다. 이웃간의 담 높이를 보면 서로간의 신뢰 정도를 알 수 있다. 사무실의 칸막이 높이를 보면 기업문화를 알 수 있다. 담의 높이에 사람의 마음이 담겨 있다. 신뢰사회, 개방사회 일수록 담 높이가 낮다. 좋은 담이란 담 높이가 적당한 담이다. 담이 너무 높으면 소통을 막고, 담이 너무 낮으면 경계가 무너질 염려가 있다. 부부지간, 형제지간, 친구지간에도 마음의 담이 너무 높으면 신뢰에 금이 가기 쉽고, 담이 너무 낮으면 프라이버시가 무너지기 쉽다. 좋은 담이 좋은 이웃을 만든다. RBPS Han,

[출처] 좋은 담이 좋은 이웃을 만든다.|

인간이 알고 싶어 하는 것은 본성이라고 아리스토텔레스가 말했다. 우리는 무엇을 알고 싶어 하는가. 마음과 문화, 생각, 생명, 그리고 우주 생각의 수수께끼, 이 세상의 모든 것이다. 그 해답이 여기에 있다. 세계 최고의 석학들이 전해주는 지식의 최전선! 그들의 어깨 위에 올라서고 싶은 건 우리의 본능이다.
‘로쟈’ 이현우 (『로쟈의 인문학 서재』저자)