보이지 않는 세계 - 눈으로는 볼 수 없는 아름다운 물리학의 세계

저:이강영
서울대학교 물리학과를 졸업하고 카이스트에서 입자물리학으로 석사 학위와 박사 학위를 받았다. 서울대학교 이론 물리학연구센터, 연 세대학교 자연과학연구소, 고등과학원 등에서 연구했고 카이스트, 고려대학교, 건국대학교의 연구교수를 지냈다. 지금까지 입자물리학의 여러 주제에 관해 70여 편의 논문을 발표했다. 지은 책으로 『LHC, 현대 물리학의 최전선』 『보이지 않는 세계』 『스핀』 『불멸의 원자』 등이 있다. 현재 경상대학교 물리교육과 교수로 재직하고 있다.

“우리가 보는 것은 세계의 일부분에 불과하다.”

인간의 시각 너머에 다른 세계가 있다. 현미경으로 보는 작은 세계와 망원경으로 보는 바깥 세계. 그리고 현미경과 망원경으로도 볼 수 없지만 분명히 존재하는 또 다른 세계가 있다.
2011년 제 52회 한국 출판문화상 교양 부문 저술상을 수상한 이론 물리학자 이강영 박사의 두 번째 책 《보이지 않는 세계》는 현대 물리학에서만 볼 수 있는 세계의 이야기를 담고 있다. 원자, 중성미자, 쿼크를 지나 블랙홀, 암흑 물질, 다른 차원까지. 현대 물리학이 그 존재를 확인한 여섯 주제를 통해 “본다”라는 것의 의미를 새롭게 확장할 수 있을 것이다.

보이지 않아도 존재하는 아름다운 물리학의 세계

인간은 정보의 대부분을 시각에 의존하며, 눈에 보이는 것은 존재하고, 보이지 않는 것은 존재하지 않는다는 이분법적인 판단을 쉽게 내리는 경향이 있다. 하지만 우리 눈에 보이지 않는다고 해서 정말 존재하지 않는 것일까? 만약 보이지 않는 것이 분명히 존재한다면 우리는 어떻게 그 존재를 알아 볼 수 있을까?
지난 수 세기 동안 보이지 않는 세계를 보기 위해 노력한 사람들이 있었다. 더 작은 세계를 보기 위해 현미경을 만들어 미시의 세계를 탐험한 사람들과 관심을 무한한 우주로 돌려 망원경을 만들고 더 넓고 광대한 바깥 세계를 보기 위해 노력한 사람들. 우리는 이들의 노력을 통해 눈에 보이지 않지만 분명히 존재하는 세계를 ‘새로운’ 방법으로 볼 수 있었다. 그렇다면, 현미경으로도 또 망원경으로도 보이지 않는 세계가 있다면, 그 세계는 정말 존재하는 것일까?

현대 물리학으로 새롭게 세상을 바라보다

현대 물리학은 세상에는 보이지 않는 것들이 더 많이 있다는 것을 알려 주었다. 그렇다면 이 보이지 않는 것들이 존재한다면 우리는 어떻게 그 존재를 알아 볼 수 있을까? 아인슈타인은 “우리가 무엇을 볼 것인가를 말해 주는 것은 이론이다.”라고 했다. 그렇다면 우리가 보고자 하는 것을 보기 위해서는 새로운 방법이, 혹은 새로운 지식이 필요한 것일까?
《보이지 않는 세계》는 인간의 눈으로는 볼 수 없지만, 분명히 존재하고 있는 세계를 소개하고자 한다. 원자, 중성미자, 쿼크, 블랙홀, 암흑 물질, 다른 차원이 바로 그것이다. 이들은 인간의 감각으로는 직접 대면할 수 없는 존재들이고, 따라서 소박한 고전적 관점에서는 실재하지 않는 허구의 대상이다. 우리는 이들을 탐구하는 과정을 통해 보이지 않는 세계를 보는 방법을, 즉 현대 물리학에서 다루고 있는 “본다.”라는 것의 의미가 무한히 확장되는 모습을 보게 될 것이다.