인터뷰365 하정열 칼럼니스트 = 우리가 살고 있는 우주란 존재하는 공간과 시간 및 그 일체를 말하며, 천하일체를 포함하는 개념이라고 할 수 있다. 우리는 근대문명이 발전하면서 어둠에 갖혀있던 우주의 현상에 대해 조금씩 알아가고 있다. 그러나 현대문명을 통해 우리가 알고 있는 우주에 대한 지식은 극히 일부분에 지나지 않으며, 아직도 대부분은 베일에 쌓여 있다.  

우리는 언제 소행성이 날아와 지구에 부딪칠것인지, 어떤 초신성이 폭발하여 지구에 영향을 미칠것인지, 태양의 흑점은 언제 활성화되는지, 은하와 별의 숫자는 몇 개나 되며 지구에 어떤 영향을 미칠것인지 등을 정확하게 예측할 수 없는 불확실성 속에 살고 있다. 

단지 우리가 확실하게 알 수 있는 것은 우주가 지금도 끊임없이 팽창하고 있으며, 우주삼라만상은 우리 인간과 같이 생활로병사의 과정을 거치고 있어, 우주는 극히 불완전하고, 불확정성의 원리가 지배하고 있다는 것이다. 

이러한 우주의 실체를 밝히기 위한 인간의 노력은 선사시대부터 시작되었다. 우리 인간은 문명이 탄생한 고대 이래, 여러 가지 신화 및 자연철학을 빌어 자신의 우주관을 이야기했다. 단순히 우주형태에 관한 것만이 아니라, 우주의 시작에 대한 논쟁, 초자연적인 신과의 관계, 그중에서 인간의 위치 등에 대해서 언급하는 것이 보통이었다. 자신들의 거주지역의 지리적, 자연적인 특성의 영역을 넘어서 보다 넓은 영역과 우주에 대한 개념은 원시 민족간에도 널리 나타난다.  

중국의 우주론은 용어상으로 거론하면, 소위 우주에 상당하는 중국어의 천(天), 또는 천지(天地)를 들 수 있다. 돔이 대지를 덮는 이미지였기 때문에 하늘과 땅에 의해서 구분된 폐쇄된 공간이 고대 중국인의 우주였다.  

오늘날의 과학적 우주론은 근대 서구문명의 소산인데, 그것은 그리스의 자연철학의 전통과 그리스도교적인 신화의 세계를 배경으로 성립된다.  

메소포타미아 문명으로서의 고대 바빌로니아를 지탱한 것은 기본적으로는 수메르의 전통인데, 우주는 혼돈 중에서 나타난 신들의 격렬한 투쟁 끝에 최종적으로 승리한 신 마르두크가 하늘과 땅을 나누고, 거기에 인간을 만든 결과로 보고 있다. 

서구 언어에서 우주에 상당하는 기본개념은 Cosmos인데, 질서나 질서있는 상태를 의미하며, Chaos 즉 ‘혼돈’과 대립한다. 코스모스라는 말을 의도적으로 이용해서 우주전체의 질서있는 상태를 표현하고자 한 것은 피타고라스가 처음이라고 볼 수 있다. 세계를 어떤 합리적 질서로 파악할 것인가는 단적으로 철학의 과제이기도 하였다. 

코페르니쿠스나 ‘태양 중심 모델’을 강력하게 지지한 케플러나 또는 G. 갈릴레오도 우주의 동심구 형태 구조에 대해서는 의문을 제시하지 않았다.  

우주의 가장 작은 구성단위를 다루는 양자역학에서의 기본적인 원리는 입자의 위치와 운동량을 모두 정확하게는 알 수 없다는 것이다. 이 원리는 입자의 에너지와 그 에너지가 지속되는 시간에 대해서도 성립한다. 이를 하이젠베르크의 ‘불확정성원리(uncertainty principle, 不確定性原理)’라고 한다.  

고전역학에 의하면 전자의 위치와 운동량은 전자가 어떤 상태에 있든지 항상 동시 측정이 가능하다고 생각했다. 그 물리량의 측정값이 불확정하다는 것은 측정기술이 불충분하기 때문인 것으로 여겼다. 그러나 양자역학의 입장에서는 입자의 위치와 운동량은 동시에 확정된 값을 가질 수 없고, 입자의 위치를 정하려고 하면 운동량이 확정되지 않고, 운동량을 정확히 측정하려 하면 위치가 불확정해진다. 

이러한 견해는 1927년 하이젠베르크가 발견한 불확정성원리에 의해 인정되었다. 이 원리의 기본 골격은 입자성을 특징짓는 위치의 확정성과 파동성을 특징짓는 파장의 확정성은 서로 제약을 받고 입자성과 파동성이 서로 공존한다는 것이다. 불확정성 원리란 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알아낼 수 없고, 두 측정값의 부정확도를 일정 이하로 줄일 수 없다는 양자역학적 원리이다. 

미시적 세계에서 입자의 위치와 운동량은 동시에 확실하게 결정되지 않고, 위치의 불확정성과 운동량의 불확정성에는 불확정성원리가 성립한다. 이런 의미에서 양자역학은 상보적으로 만들어진 이론이며, 고전역학과는 본질적으로 다른 상태개념의 규정과 시간적 변화의 법칙이라고 할 수 있다. 

양자현상은 특정한 시도에 의해 그때 그때 얻어지는 결과물에 대한 예측이 아니며, 여러 번의 관찰로부터 얻어지는 기댓값과 같은 통계적인 예측만을 할 수 있다. 불확정성 원리는 이러한 양자현상의 특성을 잘 보여주는 물리적인 원리이다. 이 원리는 거시적인 차원에서도 적용될 수 있다. 따라서 우주 자체가 불완전할 수 밖에 없다. 

끊없이 팽창하고 변화하는 거시 우주세계는 물론 미시 우주세계의 측면에서도 우주는 한없이 불완전하고 불안정한 것이다. 이러한 개념을 고려하여 그림 ‘우주삼라만상2021-5’을 그리고, 시 ‘변화무쌍한 우주삼라만상’를 썼다. 

/우주화가 하정열(Cosmos Painter Ha, Jung-Yul)   

하정열 칼럼니스트

press@interview365.com

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