과학책 읽어주는 남자 〔과읽남〕

〔Cover Story〕 인공지능의 위협은 실재적인가

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스켑틱 11호에서는 ‘무신론의 세 가지 카테고리’에서는 무신론자 모두가 자신의 신념에 확고한 태도를 가지는 것은 아니며 그중 대다수는 유신론자가 제시하는 증거와 주장도 검토해볼 용의가 있음을 밝혔다. 천문학자 이명현의 새 연재 ‘지구 밖 지적생명체를 찾아서’ 시작. 그린뱅크 미팅과 드레이크 방정식의 발의 등, SETI 프로젝트가 어떻게 시작될 수 있었는지 그 흥미로운 이야기를 들려준다. ‘외로운 늑대 테러리즘의 심상찮은 동향’에서는 소셜미디어의 발달로 변화된 테러리즘의 양상에 대해 논한다.

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Column

편견이라는 괴물｜ 캐럴 태브리스

기능의학 : 또 다른 유사과학인가 ｜ 해리엇 홀

News&Issues

우주 바이러스의 위협 : 외계병원체가 지구인을 몰살할 수 있을까 ｜ 팀 캘러핸

외로운 늑대 테러리즘의 심상찮은 동향 : 인터넷은 테러리즘을 어떻게 변화시켰나 ｜ 조지 마이클

Cover Story 인공지능의 위협은 실재적인가

왜 인공지능을 두려워해야 하는가 ｜ 매튜 그레이브스

인공지능은 위협이 될 수 없다 ｜ 마이클 셔머

인공지능은 시뮬레이션일뿐 합성이 아니다 ｜ 피터 카산

Focus 사람들은 왜 생각을 바꾸지 않는가

생각을 바꾸려면 무엇이 필요한가 ｜ 피터 보고시안

직관을 없애기 어려운 이유 ｜ 앤드류 슐먼

뇌는 왜 비과학적 사고에 빠지는가 : 마음 바꾸기의 신경과학 ｜ 에릭 프리차드 & 스티븐 크리스먼

왜 비판적 사고는 가르치기 어려울까 ｜ 케빈 맥프리 & 아논다 사이드

집중연재

지구 밖 지적생명체를 찾아서 (1) - SETI의 탄생 : 그린뱅크 미팅과 드레이크 방정식의 탄생 ｜ 이명현

김범준 교수의 복잡계 강의 (7) - 연결망으로 본 세상 3: 전염병과 거짓 소식의 확산 ｜ 김범준

이상한 나라의 양자 세계의 물리학자 (6) - 내 이름은 원자 : 원자는 어떻게 만물이 되는가 ｜ 김상욱

Agenda&Articles

무신론의 세 가지 카테고리 : 불가지론과 무신론은 서로 다른가 ｜ 브리트니 페이지 & 더글러스 내버릭

운과 실력을 혼동하지 마세요 : 행운과 평균회귀 ｜ 게리 스미스

내부고발은 왜 작동하지 않는가 ｜ 프레더릭 말름스트롬 & 데이비드 멀린

슈뢰딩거 고양이의 두 개의 삶 : 불멸의 삶을 꿈꾸는 물리학자들에게 ｜ 제레미 해리스

똑똑한 식물과 영리한 미생물의 밀고 당기는 공생 이야기

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“인간만 의사소통을 할 수 있다?” 노!

“식물도 소셜 네트워킹을 한다?” 예스!

“미생물은 있어봤자 병만 일으킨다?” 노!

“미생물 덕분에 우리가 산다?” 예스!

지구의 모든 생물은 미생물을 중심으로 연결되어 있다!

몇 년 전 크게 흥행한 할리우드 영화 <마션>에서 화성에 홀로 남겨진 주인공이 흙에 똥을 넣어 감자를 기르는 모습이 나와 화제가 된 적이 있다. 주인공이 화성에서 감자를 키울 수 있었던 이유는 똥 속에 미생물이 있었기 때문이다. 지구에서처럼 흙속의 미생물이 감자의 생장을 돕고 면역력을 키워주지 않았다면 주인공은 화성에서 살아남지 못했을 것이다.

미생물은 식물의 생장뿐 아니라 동물에도 큰 영향을 미치는데, 미생물이 모두 제거된 곤충은 변태가 일어나지 않으며, 무균쥐는 장기가 제대로 자라지 않고 환경에 민감해져 오래 살지 못한다. 인간이라고 다르지 않다. 심지어 기분에도 영향을 미치니 말이다. 얼마 전에는 세로토닌처럼 인간의 감정에 영향을 미치는 호르몬을 생산하는 데 장내 미생물이 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 미생물이 없다면 인간은 감정적으로 훨씬 예민해지고 감정 조절을 못하게 될 것이다. 또 비만인 사람의 장에 유독 많이 사는 균이 있고 반대로 그렇지 않은 사람의 장에 유독 많이 사는 장이 있다는 재미있는 연구결과도 있다(장내 균의 종류는 식습관과 생활습관으로 충분히 바뀔 수 있다고 한다).

이제는 지구상에 미생물이 먼저 나타났고 이후 나타난 생물들이 자연스럽게 미생물과 같이 살아가는 방법을 터득했다는 주장이 정설이 되었다. 그러므로 미생물 없는 식물은 존재할 수 없고, 인간도 존재할 수 없다는 데 많은 생물학자들이 동의한다.

최근 생물학계에 일고 있는 큰 흐름 중 하나는 살아 있는 유기체와 미생물의 관계를 하나의 커다란, 또 다른 형태의 유기체(SUPER-ORGANISM)로 보는 것이다. 많은 사람들의 관심을 끌고 있는 홀로바이옴(HOLOBIOME) 개념이 그렇다. 장 속 유산균처럼 사람의 몸속에 사는 전체 미생물들을 말하며, 체내 미생물의 종류와 수가 그 사람의 건강과 정서에 큰 영향을 주기 때문에 사람과 미생물은 한 몸이나 마찬가지라는 개념이다. 그리고 생명체에 존재하는 모든 미생물을 통칭해 마이크로바이옴(MICROBIOME)이라고 한다.

《좋은 균, 나쁜 균, 이상한 균》은 이러한 지구상의 미생물과 식물의 공존에 관한 이야기를 다룬다.

[인터넷 교보문고 제공]

‘등대들’에게서 얻은 ‘어떻게 나답게 살 것인가’에 대한 해답!

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‘세계 최고의 지성’ 자크 아탈리가 인생 항해의 등대로 삼은 23인의 지혜 『자크 아탈리, 등대』. 이 책은 우리가 인생에서 길을 잃고 방황하는 순간, 어둠 속의 한 줄기 빛으로 다가오는 ‘23명의 등대들’에 대한 이야기를 담고 있다. 공자부터 아리스토텔레스까지, 자크 아탈리가 선정한 ‘우리 시대의 등대’들의 뚜렷한 신념과 인생의 지혜를 엿볼 수 있다.

저자는 등대들이 역사에 남긴 업적을 드높이 평가함과 동시에 그들 인생의 우여곡절과 감추고 싶은 비밀, 그들에게 내려진 부정적인 평가에 대해서도 낱낱이 파헤친다. 위인으로서 존경할만한 이들의 인간적인 모습을 보여줌으로써, 어떤 시련을 겪는다 하더라도 마지막까지 지켜야 할 것이 무엇인지 깨닫게 해준다.

서문 _ 어떻게 자기 자신이 될 수 있을 것인가?

1장. 공자 _ 군자의 삶

2장. 아리스토텔레스 _ 참되게 살려는 열정

3장. 아소카 _ 비폭력의 폭력

4장. 보이티우스 _ 이성의 전달자

5장. 힐데가르트 폰 빙엔 _ 빛의 목소리

6장. 이븐 루슈드 _ 지성의 환희

7장. 마이모니데스 _ 명료성의 힘

8장. 토머스 아퀴나스 _ 신에 대한 사랑의 의지

9장. 조르다노 브루노 _ 정신의 고귀함

10장. 카라바조 _ 천재의 건방짐

11장. 토머스 홉스 _ 국가의 존재 의미

12장. 스탈 부인 _ 열정적 살롱의 여왕

13장. 시몬 볼리바르 _ 신념을 향해 간 돈키호테

14장. 찰스 다윈 _ 항해하는 발견자

15장. 압델카데르 _ 두 개의 불

16장. 월트 휘트먼 _ 흔들림 없는 열망

17장. 슈리마드 라즈찬드라 _ 세상의 속박에서 벗어난 자유 영혼

18장. 발터 라테나우 _ 경계에 서다

19장. 토머스 에디슨 _ 틀을 거부한 발명왕

20장. 마리나 츠베타예바 _ 예술로부터 도피할 수 없었던 시인

21장. 리하르트 슈트라우스 _ 세상의 절대 가치가 된 음악

22장. 호치민 _ 민족주의적 혁명의 아버지

23장. 함파테 바 _ 아프리카의 현자

참고문헌

색인

광대한 우주가 건네는 수학적 사고로의 초대

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프롤로그

01 먼 거리에서 끌어당기는 힘: 우주를 지배하는 중력의 법칙

02 태양 성운의 붕괴: 태양계의 탄생

03 특이한 달: 달의 탄생

04 시계 장치 우주: 티티우스-보데의 법칙

05 하늘의 경찰: 소행성 발견 이야기

06 자기 자식들을 집어삼킨 행성: 토성 고리의 비밀

07 코시모의 별들: 위성의 궤도와 라플라스 공명

08 혜성은 어디에서 날아오는가: 혜성의 기원

09 우주의 카오스: 카오스 동역학

10 행성 간 슈퍼고속도로: 호만 타원과 라그랑주점

11 거대한 불덩어리: 분광학과 별의 진화

12 거대한 하늘의 강: 은하의 구조와 나선팔

13 외계 세계들: 외계 행성 탐사

14 어두운 별들: 블랙홀과 일반 상대성 이론

15 실타래와 거대 공동: 우주의 기하학

16 우주 알: 빅뱅과 우주의 팽창

17 대폭발: 인플레이션과 암흑 에너지

18 어두운 면: 암흑 물질

19 우리 우주 밖의 우주: 기본 상수와 다중 우주

에필로그

후주와 참고 문헌

단위와 용어

사진과 일러스트레이션 출처

찾아보기

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우리가 살고 있는 이 지구와 우주는 어떻게 만들어진 것일까?

미지의 세계를 탐험해 온 인류와 수학의 놀라운 역사!

‘창백한 푸른 점’은 1990년 명왕성 근처를 날던 보이저 1호가 태양계를 빠져나가기 직전에 찍은 지구의 사진을 보고 천문학자 칼 세이건이 이름붙인 것이다. 우주라는 광대한 공간 속에서 지구는 그저 작은 점 하나에 불과하다는 이 깨달음은 인류를 겸허하게 되돌아보게 했던 놀라운 사유이자, 우주라는 공간의 웅장함을 느끼게 했다. 동시에 ‘우주’라는 미지의 존재에 대해 인류의 상상력과 호기심을 폭발시켰던 역사적 사건이었다.

영국의 수학자이자 대중과학저술가, 영국왕립학회에서 대중과학에 기여한 이에게 수여하는 마이클 페러데이 상, 미국과학진흥회가 수여하는 과학 대중화 공로상을 받은 워릭대학교 명예 교수 이언 스튜어트는 우주 속에 숨어 있는 비밀을 수학으로 밝혀내는 놀라운 책으로 한국 독자들을 찾아왔다.

『위대한 수학문제들』, 『교양인을 위한 수학사 강의』로 한국 독자들에게 친숙한 이언 스튜어트 교수는 이 책 『우주를 계산하다: 광대한 우주가 건네는 수학적 사고로의 초대』에서 천문학과 물리학, 우주론에 이르는 해박한 지식을 다채롭게 풀어낸다. 그는 일식이나 월식과 같은 자연현상, 행성의 궤도를 밝혀낸 케플러, 중력과 천체에 적용되는 만유인력의 법칙을 고안한 뉴턴, 아인슈타인에 이르기까지 역사적으로 우주의 비밀을 연구했던 천문학자, 수학자, 물리학자들의 흥미진진한 이야기를 다루고 있다.

이 책은 지구와 달, 소행성과 블랙홀, 빅뱅 이론, 다중우주에 이르기까지, 이제껏 관측되지 않았던 천체들의 존재를 어떻게 예언했으며, 우주라는 미지의 존재가 가지고 있는 비밀을 어떻게 풀어냈는지에 대한, ‘수학’의 여정이자 인류의 여정이다.

광대한 우주가 건네는 수학적 사고로의 초대

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#우주를 계산하다 #북이벤트

도서 :: 이언 스튜어트의 <우주를 계산하다>

( 광대한 우주가 건네는 수학적 사고로의 초대)

방법 :: '우주를 ○○하다' 괄호 채우기 댓글 이벤트

팟빵 댓글 or 이메일([email protected])

( ~1월 31일까지)

수량 :: <우주를 계산하다> 도서 1권(10명)

Calculating the Cosmos: How Mathematics Unveils the Universe

뉴스페퍼민트는 최근 화제가 된 외신 중 우리에게 새로운 시각을 알려주는 기사를 중심으로 다양한 분야의 글 4편을 골라 번역/요약하여 월~금 오전 9시에 제공합니다.

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Yuval Noah Harari on what the year 2050 has in store for humankind

"As the pace of change increases, the very meaning of being human is likely to mutate and physical and cognitive structures will melt"

https://www.wired.co.uk/article/yuval-noah-harari-extract-21-lessons-for-the-21st-century

우주물리학과 불교가 서로를 알아가는 대화

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인간에게 가장 관심 있는 대상은 자신이다. 지구 밖을 벗어나 한 걸음 내딛기도 어려운 존재이면서도 ‘우주의 중심에 내가 있다’는 편견에 사로잡혀 살아가는 것이 인간이다. 우리의 고통은 바로 이러한 ‘세상의 중심은 나’라는 착각에서부터 시작된다.

이 책에서는 과학과 불교의 접점에서 인간 세계를 고민한다. 불교도, 과학도 자기 중심의 세계관을 부정한다. 두 영역의 진리는 스스로의 힘으로 편견이라는 가림막을 걷어내고 세상을 바르게 바라보도록 안내한다.

세상의 올바른 모습을 비춰준다는 의미에서 불교와 과학이라는 진리는 하나의 뿌리로도 이해할 수 있다. 이 책에서 말하는 불교는 석가가 전하는 세계관을 의미한다. 불교는 신이라는 절대자가 존재하지 않은 종교다. 이 책에서도 불교는 종교 자체이기보다는 우주 중심 지구인들의 생각을 다스리는 훈련법으로 접근한다. 석가 자신도 결코 완벽한 인간이 아니었기 때문에 세계를 지배하는 법칙을 발견하여 자신의 고통을 없애려고 했다. 신이 설계한 진리가 아니라, 수행에 따라 자신을 바꿔가는 과정 자체를 삶의 보람이라고 여겼다.

이처럼 석가는 누군가의 말을 전달하는 절대자가 아니라, 스스로 우주의 진리를 발견하여 전했다는 점에서 과학자의 모습을 닮았다. 과학자도 세계를 더욱 깊게 이해하는 일 자체가 목적이라는 점에서 석가의 가르침대로 살아가는 셈이다.

과학의 세계에서도 처음부터 완벽한 것은 없다. 과학의 세계에도 착각은 존재한다. 실험과 증명의 과정을 통해 진리로 도달하기 위한 과학적 탐구가 존재할 뿐. 새로운 과학적 이론이 생겨난다고 해도 과거의 이론이 버려지는 일은 없다. 과거 이론은 오류가 아닌 새로운 진리의 토대로 남는다. 마치 불교의 수행의 과정처럼 과학적 진리도 진화의 과정을 겪는다. 물리학자와 불교학자의 대화를 통해 종교와 과학이 바라보는 목적은 다르나, 각각의 진리가 세계를 이해하고자 하는 관점은 다르지 않다는 점을 이해할 수 있다.

그럼에도 종교적 주장은 과학적 법칙이 대두대면서 부정되기도 한다. ‘과학은 항상 완벽하게 옳은가, 종교는 비과학적인 것인가’라는 질문은 계속되고 있다. 우리는 진리의 어떤 부분을 믿으며 의지하며 살아갈 수 있을까? 실상은 과학은 세상의 진실을 알려주고 있는데도 우리 인간은 과학을 자신의 일처럼 가까이 받아들이지 못한다. 우리가 체험하는 경험과 양자역학 이론은 멀게만 느껴질 뿐. 그러나 이 책은 그러한 자연계의 구조가 존재한다는 사실을 이해하고 일상세계를 살아가는 것과 그런 구조에 대한 이해를 방치하고 살아가는 데에는 큰 차이가 있다고 전한다. 우리가 무언가를 믿는다는 데에는 다양한 배경이 존재하기 때문이다. 우리가 우리 인간 세계를 이해하는 데에는 결코 하나의 지식만 필요한 것은 아니라. 우리에겐 다양한 채널이 필요하다.

진리 탐구의 궁극적인 목적은 세상의 참된 모습을 바라보기 위해서다. 인간은 어차피 자신의 경험을 통해서만 판단할 수 있기 때문에 우리가 좀 더 참된 세상을 바라보기 위해서, 그리고 우리의 고민이 가치를 얻기 위해서 진리 탐구가 필요한 이유다.

우리 지구인들은 어쩌면 평생 질문을 던지며 살아가야 하는지도 모른다. 누군가는 한숨을 내쉬겠지만 의문을 던지는 이가 답도 찾아낼 수 있다. 진리 탐구자로서 살아가는 방식을 통해 나날이 향상되어 간다는 잠시라도 기쁨을 느낀다면 그것도 행복이다.

[인터넷 교보문고 제공]

우주의 음악을 찾아 떠나는 물리학자의 찬란한 지적 여행

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우주와 음악의 숨은 연결 고리를 찾고자 하는

물리학 교수이자 재즈 음악가의 자전적 이야기

NPR 선정 올해의 책

《뉴욕 타임스》 《뉴 사이언티스트》 추천 도서

물리학자이자 재즈 음악가인 저자는 이 책에서 고대로부터 이어져 내려온 ‘우주의 음악’ 또는 ‘음악적 우주MUSICAL COSMOS’에 관한 탐색을 시도한다. 음악과 우주 사이의 관련성을 간파한 위대한 인물들, 즉 피타고라스, 케플러, 뉴턴, 아인슈타인 등의 발자취를 좇아 음악과 물리학의 보편적인 관련성을 찾아 나선 것이다. 그 과정에서 우리는 피타고라스 등의 옛사람들이 소리를 어떻게 이해했는지, 그들의 사상과 실천이 케플러와 뉴턴 같은 위대한 사상가들의 노력을 거치면서 어떻게 끈과 파동의 역학에 대한 현재의 지식을 낳게 되었는지 알 수 있다.

이 우주론적 여정에는 저자 자신의 이야기가 함께한다. 평생에 걸쳐 재즈와 우주론 사이의 ‘이종동형ISOMORPHISM’을 찾으려고 애쓴 이 이야기에는 뉴욕 브롱크스에서 음악 레슨을 받은 어린 시절부터 끈 이론의 성지인 런던 임페리얼 칼리지에서 이론물리학을 연구하는 과정까지 두루 담겨 있다. 색소폰을 불고 방정식을 계산하고 즉흥연주를 하면서 저자는 소리를 구성하는 근본적인 파동들과 그것들의 관련성을 파헤쳤다. 물리학과 음악이라는 두 분야를 ‘유비’라는 개념으로 연결함으로써 우리는 소리를 통해 물리학을 이해할 수 있다.

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들어가며 ─9

1장 거대한 발걸음 ─21

2장 쿠퍼 교수한테서 받은 가르침 ─41

3장 모든 강은 우주의 구조로 통한다 ─58

4장 아름다움을 찾아서 ─ 70

5장 피타고라스의 꿈 ─91

6장 이노, 소리 우주론자 ─ 111

7장 새로운 음악을 찾아서 ─ 121

8장 진동의 보편성 ─ 131

9장 반항하는 물리학 ─ 149

10장 우리가 사는 우주 ─ 158

11장 소리의 블랙홀 ─ 173

12장 우주 구조의 조화 ─ 183

13장 양자 뇌 속으로 떠나는 여행 ─ 198

14장 파인만의 재즈 패턴 ─ 211

15장 우주의 공명 ─ 221

16장 잡음의 아름다움 ─ 234

17장 음악적 우주 ─ 252

18장 인터스텔라 스페이스 ─ 266

나오며 ─ 284

감사의 말 ─ 289

주 ─ 291

찾아보기 ─ 298

#뮤지컬코스모스 #스테판알렉산더 #노태복옮김 #부키 #과읽남 #과학책읽어주는남자

우주의 음악을 찾아 떠나는 물리학자의 찬란한 지적 여행.

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우주와 음악의 숨은 연결 고리를 찾고자 하는

물리학 교수이자 재즈 음악가의 자전적 이야기

NPR 선정 올해의 책

[뉴욕 타임스] [뉴 사이언티스트] 추천 도서

“그 직관을 부추긴 것은 음악이었다. 나의 발견은 음악적 통찰의 결과였다.” - 알베르트 아인슈타인

전설적인 재즈 뮤지션 존 콜트레인은 우주의 의미를 찾고자 하는 간절한 염원이 있었다. 콜트레인은 자신의 악기를 음악과 우주 사이의 새로운 관련성을 탐구하기 위한 도구로 사용했다. 물리학자들이 실험 기기를 써서 똑같은 일을 하는 것과 매우 흡사했다. 콜트레인이 말년에 녹음한 앨범 『인터스텔라 스페이스』는 아인슈타인의 일반상대성이론과 팽창하는 우주 가설에 영감을 받아 만들었다. 그는 음악으로 물리학을 연주했으며 놀랍게도 우주의 팽창이 일종의 반중력임을 간파했다. 물리학자이자 재즈 음악가인 저자 스테판 알렉산더는 이 책에서 콜트레인과 유사한 작업에 나섰다. 재즈를 이용하여 고대로부터 이어져 내려온 ‘우주의 음악’ 또는 ‘음악적 우주musical cosmos’에 관한 탐색을 시도한 것이다.

『뮤지컬 코스모스』는 음악과 우주 사이의 관련성을 간파한 위대한 인물들, 즉 피타고라스, 케플러, 뉴턴, 아인슈타인 등을 따라서 음악과 물리학이 하나였던 고대의 세계를 다시 방문한다. 그 과정에서 우리는 피타고라스 등의 옛사람들이 소리를 어떻게 이해했는지, 그들의 사상과 실천이 케플러와 뉴턴 같은 위대한 사상가들의 노력을 거치면서 어떻게 끈과 파동의 역학에 대한 현재의 지식을 낳게 되었는지 알 수 있다. 피타고라스 이후 2500년이 지나서 끈 이론의 창안자들은 근원적인 끈들을 이용하여 자연의 네 가지 힘들을 통합하는 데 몰두하고 있다. 하지만 그들 중에서 자신들 연구의 핵심 요소인 파동 방정식이 음악과 물리학의 보편적인 관련성에 깊이 뿌리내리고 있다는 사실을 기억하거나 중요하게 여기는 이는 찾아보기 어렵다.

우주의 음악을 찾아 떠나는

물리학자의 찬란한 지적 여행

“나는 무엇보다도 ‘유비’를 귀하게 여긴다. 나의 가장 믿음직한 스승인 이 유비는 자연의 모든 비밀을 알고 있기에, 기하학에서 결코 유비를 무시해서는 안 된다.” - 요하네스 케플러

이 우주론적 여정에는 저자 자신의 이야기가 함께한다. 평생에 걸쳐 재즈와 우주론 사이의 ‘이종동형isomorphism’을 찾으려고 애쓴 이 이야기에는 뉴욕 브롱크스에서 음악 레슨을 받은 어린 시절부터 끈 이론의 성지인 런던 임페리얼 칼리지에서 이론물리학을 연구하는 과정까지 두루 담겨 있다. 색소폰을 불고 방정식을 계산하고 즉흥연주를 하면서 저자는 소리를 구성하는 근본적인 파동들과 그것들의 관련성을 파헤쳤다. 물리학과 음악이라는 두 분야를 ‘유비’라는 개념으로 연결함으로써 우리는 소리를 통해 물리학을 이해할 수 있다. 이 책에서 자세히 밝혀지듯이 화음과 공명은 우주적인 현상이며 이를 이용하여 초기 우주의 역학을 설명할 수 있다. 게다가 다수의 우주 관측 데이터를 통해 드러난 바에 의하면 대략 140억 년 전에 소리 패턴들의 비교적 단순한 조합이 은하 및 은하단과 같은 구조들을 발달시켰고 이로써 마침내 행성과 생명이 출현하게 되었다.

음악이라는 유비는 현대 물리학의 많은 내용을 이해하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라 물리학자들이 당면한 몇 가지 불가사의를 밝혀내는 데에도 도움을 준다. 물리학의 근본 법칙들은 일종의 ‘마법처럼’ 우주의 구조를 창조하고 유지하는데, 이는 음악 이론의 기본 뼈대를 바탕으로 〈반짝반짝 작은 별〉에서부터 콜트레인의 『인터스텔라 스페이스』에 이르기까지 온갖 음악이 생겨나는 것과 결코 다르지 않다. 콜트레인, 아인슈타인, 피타고라스에게서 영감을 받은 학제간 접근법을 이용하여 우리는 우주의 ‘마법적인’ 행동이 음악에 바탕을 두고 있음을 차츰 이해할 수 있다. 저자는 음악이라는 비유를 통해 물리학이 포괄적이고 학제적인 새로운 영역, 일종의 즉흥 물리학으로 진입할 수 있다고 주장한다. 학제간의 유비에 뿌리를 둔 즉흥 물리학은 분야 간의 경계를 뛰어넘고 있다.

피타고라스는 음악의 기쁨이 어디서 오는지 이해하고자 망치와 현을 연주했다. 케플러는 우주가 음악적이라는 자신의 직관을 이용하여 천문학, 물리학 및 수학 분야들에서 중대한 발전을 이루었다. 음악과 소리는 우주의 핵심 요소다. 저자에 따르면 음악 작곡의 대칭성은 양자 장에 존재하는 대칭성을 반영하며, 과학과 음악 양 분야에서 이러한 대칭성의 붕괴는 아름다운 복잡성을 창조한다. 대칭 붕괴를 통해 물리학에서는 자연의 상이한 힘들이 생겨나고, 음악에서는 음악적 긴장과 누그러짐이 발생한다. 음악과 물리학 사이의 유비를 깊이 추구한다면 다음과 같은 매혹적인 비유가 가능할지도 모른다. 우주에서 최초의 별과 은하들은 우주의 탄생 직후 태곳적 플라스마 내의 소리에 의해 만들어졌으며, 이런 별과 은하들이 씨앗이 되어 더 복잡한 패턴의 은하들, 그리고 특정한 공명 진동수에 맞춰 노래하는 별들을 낳았노라고.

우주와 음악의 경이로운 유사성

그리고 아름다운 조화의 세계

“언젠가 자네의 사람들이 물리학을 하게 되면 마치 재즈 같을 거네.” - 압두스 살람(1979년 노벨물리학상 수상자)

캐나다 물리학자 빌 언루는 블랙홀의 물리학과 소리 사이의 놀라운 유사성을 통해 블랙홀의 신비를 고스란히 드러냈다. 그가 찾아낸 블랙홀 지평선은 음향적 속성을 지닐 뿐만 아니라, 최근에 밝혀지기로 어떤 블랙홀은 수벌처럼 윙윙거리는 노래를 부른다. 또한 우주론자 짐 피블스와 대학원생 제자인 저 유는 우주를 일종의 음악적 현상이라고 본 피타고라스와 케플러의 통찰을 처음으로 입증해냈다. 두 사람에 따르면 초기 우주는 파장이 30만 광년까지 뻗어 있는 음파를 생성했다. 30만 광년은 최초의 안정된 원자들이 생성되면서 CMB 복사가 방출될 때의 우주의 크기다. 그 음파는 최종적으로 우주의 대규모 구조가 형성되는 데 이바지했다.

이러한 연구 성과를 바탕으로 저자는 우주와 음악 사이에 숨은 연결 고리를 찾아내고자 한다. 그에 따르면 초기 우주에서 생겨난 파형들이 별을 생성했다. 별은 원소들의 요란한 융합 과정에서 음표와 같은 소리를 낸다. 별은 스스로 조직화하여 쌍성계나 성단과 같은 더 큰 구조를 이루는데, 이는 음악에서의 악구에 해당한다. 게다가 은하 내의 별 수백만 개도 스스로 조직화하여 자기유사적인 프랙털 구조를 이루는데, 바흐와 리게티가 작곡한 음악에서도 그런 프랙털 구조가 보인다. 핵 물질을 구성하는 쿼크들의 대칭적 패턴에서부터 DNA의 이중나선 구조까지, 나아가 초은하단 내의 은하들에 패턴에 이르기까지 우주는 구조들로 가득 차 있다. 심지어 이처럼 무수히 많은 구조를 생성하는 바탕이 되는 물리 법칙들조차도 구조를 지니는데, 이는 대칭성 원리와 대칭성의 붕괴 사이의 끝없는 춤에 의해 지배된다.

『뮤지컬 코스모스』는 음악을 매개로 여행을 하면서 우주의 구조를 밝혀내는 일에 음악적 속성이 있음을 알려 준다. 화음, 대칭성, 불안정성, 즉흥연주의 빈틈 등 모든 음악적 속성이 함께 어우러져 우주적 구조가 유지된다. 우주를 파헤치는 일은 마치 콜트레인의 솔로 작품을 파헤치는 일과 비슷하다. 우주적 구조의 촉매는 양자장들인데 이 장들은 시공간의 팽창과 수축의 순환들을 통해 조화를 이루는 성향을 지녔다. 이런 장들의 초기 진동이 시공간 배경 전체에 걸쳐 마치 진동하는 악기처럼 울려 퍼졌고 이로써 우리 우주의 최초 구조가 생성되었다.

우주의 음악을 찾아 떠나는 물리학자의 찬란한 지적 여행

우주와 음악의 숨은 연결 고리를 찾고자 하는

물리학 교수이자 재즈 음악가의 자전적 이야기

NPR 선정 올해의 책

《뉴욕 타임스》 《뉴 사이언티스트》 추천 도서

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물리학자이자 재즈 음악가인 저자는 이 책에서 고대로부터 이어져 내려온 ‘우주의 음악’ 또는 ‘음악적 우주MUSICAL COSMOS’에 관한 탐색을 시도한다. 음악과 우주 사이의 관련성을 간파한 위대한 인물들, 즉 피타고라스, 케플러, 뉴턴, 아인슈타인 등의 발자취를 좇아 음악과 물리학의 보편적인 관련성을 찾아 나선 것이다. 그 과정에서 우리는 피타고라스 등의 옛사람들이 소리를 어떻게 이해했는지, 그들의 사상과 실천이 케플러와 뉴턴 같은 위대한 사상가들의 노력을 거치면서 어떻게 끈과 파동의 역학에 대한 현재의 지식을 낳게 되었는지 알 수 있다.

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이 우주론적 여정에는 저자 자신의 이야기가 함께한다. 평생에 걸쳐 재즈와 우주론 사이의 ‘이종동형ISOMORPHISM’을 찾으려고 애쓴 이 이야기에는 뉴욕 브롱크스에서 음악 레슨을 받은 어린 시절부터 끈 이론의 성지인 런던 임페리얼 칼리지에서 이론물리학을 연구하는 과정까지 두루 담겨 있다. 색소폰을 불고 방정식을 계산하고 즉흥연주를 하면서 저자는 소리를 구성하는 근본적인 파동들과 그것들의 관련성을 파헤쳤다. 물리학과 음악이라는 두 분야를 ‘유비’라는 개념으로 연결함으로써 우리는 소리를 통해 물리학을 이해할 수 있다.

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