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한국방송통신대 출판문화원의 ‘KNOU위클리’가 정리한
‘우리 시대를 이해하기 위한 현대 명저 106선’,
그리고 한국방송통신대 OUN이 심혈을 기울여 제작한 ‘비(秘)급고전’.
20세기 현대 명저의 맥을 꿰뚫는 독법!
도서평론가와 고전문헌학자, 그리고 철학자의 눈으로
읽어낸 명저의 주요 내용은 무엇일까?
한 눈에 술술 읽히는 OUN ‘비(秘)급고전’이 있습니다.
이번에는 베르너 하이젠베르크의 『부분과 전체』를 다뤘습니다.
15분 만에 명저 한 권을 소화할 수 있는 기회!
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부분과 전체 / 하이젠베르크 (이과 추천도서, 물리 관련 도서)
하이젠베르크의 부분과 전체 줄거리 및 요약은 아래와 같습니다. – 이 책은 이론물리학자, 양자역학 연구자인 하이젠베르크의 자서전입니다.
Source: m.blog.naver.com
Date Published: 3/19/2022
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부분과 전체(하이젠베르크) 요약 및 서평 – 시작
부분과 전체(하이젠베르크) 요약 및 서평. 해토머리 2010. 4. 29. 16:40. 1. 작가 소개. 베르너 하이젠베르크(Werner Heisenberg: 1901~1976).
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하이젠베르크, 그의 부분과 전체
하이젠베르크, 그의 부분과 전체. 최종 수정일: 2020년 9월 12일. 20세기 양자역학이 태동하고 현대물리학의 기틀이 마련되기 시작하던 그 시기 …
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Date Published: 7/10/2022
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하이젠베르크의 부분과 전체 – 나를 지키는 공간
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Date Published: 8/13/2021
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[부분과 전체] 하이젠베르크 – 딱 내 수준의 블로그
[부분과 전체]. #부분과 전체 #하이젠 베르크 #원자 #물리학 #양자이론 #자연과학 #고전 #서평 #감상문 #후기 #독서 #내용 #줄거리 #읽고.Source: giverseul.tistory.com
Date Published: 5/4/2022
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하이젠베르크 부분과 전체 요약한 것을 퍼옴. 고맙게 생각하고 …
부분과 전체 – 하이젠베르크| 한권의 책 김가|조회 36|추천 0| 2009.12.23. 15:26 이 책은 이번 여름에 읽었습니다. 384쪽 전 20장으로 구성되었고, …
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[독후감] 부분과 전체(2020) – 베르너 하이젠베르크 레포트
〈부분과 전체〉는 ‘양자역학을 창시한 공로’로 노벨 물리학상을 수상한 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크(1901∼1976)의 학문적 자서전이다.
Source: www.happycampus.com
Date Published: 1/23/2021
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부분과 전체 – 오거서
반면, 하이젠베르크의 <부분과 전체>는 고전을 처음 접하는 저에게도 적합 … 독후감의 부제를 ‘과학을 둘러싸고 벌인 생각’이라고 적은 이유가 여기 …
Source: book.skku.edu
Date Published: 10/18/2021
View: 3584
부분과 전체, 원자물리학을 둘러싼 하이젠베르크의 대화들 (4)
(5) 코펜하겐 1941년, 왜 부분과 전체일까? 2020년 8월 12일. 김재영 (녹색아카데미). 서른 살의 노벨상. 하이젠베르크는 독일 최연소 정교수 취임에 이어 …
Source: greenacademy.re.kr
Date Published: 3/5/2021
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주제에 대한 기사 평가 부분 과 전체 독후감
- Author: 방출티비
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- Date Published: 2020. 9. 28.
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부분과 전체를 읽고
부분과 전체
베르너 하이젠베르크
이 책의 저자인 베르너 하이젠베르크는 자신이 살았던 50년 동안 발전해 온 원자물리학에 관한 이야기를 다루고 있다. 자연 과학이라는 실험에 바탕을 두고 있으며, 그 실험에 종사하고 있는 사람들은 실험의 의미에 관해서 토론하며 성과를 얻게 되고 이러한 토론이 이 책에서 주요한 내용으로 다뤄지고 있다. 또한 과학이 토론을 통해 성립된다는 사실이 분명하게 밝혀진다.
이 책을 읽고 책이 철학에 대해 다루는 부분이 많아 중간 중간 이해하기 어려운 부분이 있었지만 이 책의 저자인 하이젠베르크라는 이론 물리학자를 새롭게 알게 되고 그로 인해 하이젠베르크의 업적들을 찾아보는 좋은 기회였다고 생각한다.
그리고 이 책에서 가장 기억에 남았던 부분은 원자 폭탄을 다뤘던 부분이었다. 히로시마에 원자 폭탄이 떨어졌었다는 사실은 이미 학교나 방송 매체를 통해 알고 있었지만 핵분열을 발견한 오토 한이 원자 폭탄이 떨어졌다는 소식을 들은 후 자신의 과학적 발견이 대참사를 만들었다는 사실에 절망했다는 사실과 원자폭탄이 미국이 전쟁에서 승리를 할 수 있게 해주었지만 그것으로 미국이 가지고 있었던 세계적 사명에 대한 신용을 떨어지게 만들었다는 사실을 새롭게 알게 되어서 재밌었다.
이 책의 저자인 베르너 하이젠베르크는 자신이 살았던 50년 동안 발전해 온 원자물리학에 관한 이야기를 다루고 있다. 자연 과학이라는 실험에 바탕을 두고 있으며, 그 실험에 종사하고 있는 사람들은 실험의 의미에 관해서 토론하며 성과를 얻게 되고 이러한 토론이 이 책에서 주요한 내용으로 다뤄지고 있다. 또한 과학이 토론을 통해 성립된다는 사실이 분명하게 밝혀진다. 책에서는 수십 년이 지난 오늘날에 와서 토론에서 주고받은 말들을 그대로 재연하기 힘들기 때문에 편지에 남겨진 말들만 인용하였다.
1920년 봄 제 1차 세계대전의 종결로 새롭게 나아갈 길을 찾길 원하는 젊은이들이 모여 크고 작은 여러 종류의 단체와 그룹으로 모이기 시작하는 상황이서 베르너 하이젠베르크는 자신보다 나이가 어린 10여 명의 친구들과 도보여행을 하면서 원자세계에 관한 첫 대화가 이루어졌다. 대화를 나누며 저자는 물질의 최소단위에 관한 이야기에 관심을 가지게 된다.
고등학교 졸업 시험 뒤 원자론에 관해 논쟁을 벌였던 10여 명의 친구들과 그는 프랑켄 지방을 여행하였고, 그 뒤 심한 병에 걸려 회복하는 동안 그는 아이슈타인의 상대성 이론의 원리를 수학적으로 서술한 <공간·시간·물질>을 읽으며 추상적인 사상체계와 대결에 몰두하며 수학을 전공하려고 마음을 먹고 있던 마음을 굳게 하였다. 그러나 대학 첫날 그는 린데만 교수와 대화를 나눈 후 생각을 바꾸게 된다. 조머펠트 교수의 만남으로 그에게 많은 영향을 미치게 된다.
볼프강, 오토, 저자 3명이 자전거 여행을 하면서“이해”라는 개념에 대한 대화가 이어지며 저자는 이해하였다는 것은 굉장히 많은 현상들을 통일하여 연관된 것으로 인색할 수 있는 것을 갖는 것이라고 결론을 내렸다.
1925년에 물리학에서 무엇이 보어 조머펠트의 양자조건의 자리에 들어와야 하는가를 확실히 알 수 있었다. 실패를 거듭하여 그는 수학적으로 모순이 없는 완전한 양자역학을 성립하였다. 양자역학이론을 발표한 뒤 저자는 아인슈타인과 대화를 나눈다. 아인슈타인은 실제로 관찰이 가능한 것을 생각해내는 것은 발견 순서로서는 가치 있는 일이지만 관찰할 수 있는 양만을 가지고 이론을 세우려는 것은 전적으로 잘못이라고 지적한다.
아인슈타인은 그의 상대성이론에서 그때까지의 물리학이 확고한 바탕으로 삼고 있었던 동시성의 개념을 포기하였다. 그리고 많은 지도적인 물리학자나 철학자들은 동시성이 관한 종전의 개념을 포기하는 것을 받아들이지 못하여서 상대성이론의 격렬한 반대자가 되었던 것이다, 1926년 시뢰딩거는 양자역학, 파동역학 이론을 발표한다. 양자이론은 이미 물리학의 확고한 구성요소가 되어버린 지 오랜 시간이 흘러도 아인슈타인은 평생 동안 자기 결해를 바꾸지 못했다. 1927년 물리학자들과 가진 대결에서 사고의 근거가 과학적인 연구의 기반이 되어 왔던 표상들을 포기한다는 것이 얼마나 어려운가를 그는 느끼게 된다.
자연세계는 객관적인 물질세계를 다루며, 종교는 가치의 세계를 다루면서, 세계는 객관적인 면과 주관적인 면이 아주 훌륭하게 나뉘어 있다는 것이다. 보어는 종교의 언어는 과학의 언어보다는 시의 언어에 가깝다고 말했다, 사람들은 과학에서 객관적인 사실에 대한 정보가 중요하다고 생각하는 경향이 있는데 종교에서는 객관적인 진리가 문제시되고 있기 때문에 과학적인 진리규준을 따라야 한다는 것이다. 모든 물리학적인 사실은 객관적인 특징과 아울러 주간적인 특징도 함께 지니고 있다고 말할 수 있다.
브뤼셀에서 열린 솔베이 회의 이후의 3년 동안은 “원자물리학의 황금시대”라고 불렸다. 그는 1927년 교수로 임명되었다. 유럽에서는 원자론의 비직관적 특징들 입자와 파동 개념 사이의 이중성, 자연법칙의 순수한 통계학적인 성격들이 거부당하는 경우가 있었지만, 미국의 대부분 물리학자들은 새로운 고찰방식을 아무 거리낌 없이 받아들일 용의가 있는 것처럼 보였다.
라이프치히 서클은 매년 빠른 속도로 확대되고 새로운 이론이 확립되었다. 칸트는 자연과학이 객관적이라는 의미는 지각에 대해서가 아니라 객체에 대해서 말하기 때문이 객관적이다. 그러나 원자에 관해서는 객체가 없이는 객관적인 과학도 존재할 수 없으며, 객체라는 것은 실체라든가 인과성 등의 범주의 엄격한 응용을 포기한다면 경험의 가능성 일반도 포기해야 한다고 주장했다. 그러나 카를프리드리히는 양자이론에서 칸트가 미처 생각할 수 없었던 지각을 객관화하는 새로운 방법이 문제가 된다고 지적했다. 카를프리드리히는 경험이 지각에서부터 결과 되어야 한다면, 모든 지각인 이미 정해져 있지 않으면 안 되는 하나의 관찰 상황도 관계가 되는 것입니다. 원자는 관찰 상황의 구성 요소이며 현상의 물리적 분석에서 고도의 설명가치를 가지고 있는 구성요소이라고 말했다.
언어는 과학의 관계, 과학자의 역할을 다룬다, 언어는 연구 결과를 다른 사람에게 전달하는 수단이다. 언어의 개념이란 부정확하며 실제로 그 언어들이 한정된 응용범위밖에는 갖지 못한다는 것을 알지만, 언어로써 현등을 간접적으로나마 파악할 수 있는 것입니다.
더 이상 분해할 수 없는 최소 단위는 아예 존재하지 않는 것인지도 모른다. 계속 분해해나가면 그것이 입자가 아니라 에너지를 물질로 변화시킨 것이 되며, 그때 생긴 입자는 분할된 것보다 결코 작은 것이라 할 수 없다. 그는 독일의 유능한 사람들이 독일을 떠나는 것을 보며 자신이 독일에 남아 있는 것이 어떤 의미를 갖는지 스스로 자문자답하지 않을 수 없었다. 이시기에 그는 자신의 강의를 듣고 있던 민족적 사회주의자인 젊은이와 대화하며 타협 아닌 타협을 하게 된다.
독일의 혼란기에 러더퍼드경의 실험실에서 코크로프트와 월튼은 고전압정치를 건립하고, 장치를 이용해 원자핵을 변화시키는 데 성공하고 있었다. 사이클로트론을 사용하여 새로운 핵물리학 실험을 함으로써 원자핵과 그 안에서 작용하고 있는 성질에 대하여 매우 뚜렷한 상을 얻을 수 있게 되었다. 양성자와 중성자 사이에 대칭성은 베타 붕괴에서 원자핵은 전자나 양성자를 방출한다는 사실을 실험을 통해서 증명하고 있었다.
저자는 러더퍼드, 보어와 최근의 실험에나 원자핵의 구조에 관한 이야기를 나눈다. 그는 디렉의 발견으로 비로소 모든 것이 좀 더 합리적으로 보이게 되었다. 그는 대칭성이 입자보다 더 기본적이라는 생각에 매료되어 있었다. 오일러는 빛의 산란이 실존한다는 사실을 계산하였고 그는 소립자의 다중발생 이론을 밝혀낸다.
1937년 정치적인 위협으로 그는 첫 번째 구속 심문을 받기도 했다. 두 달 동안 병역에 종사할 때 오토 한이 우라늄 원자에 중성자를 충돌시켜서 바륨 원자를 얻었다. 그는 천연 우라늄과 중수로 에너지를 공급하는 원자로를 건설할 수 있다는 것과 그곳에서 원자폭탄을 만드는 데 필요한 조건을 갖추고 있는 우라늄 239라는 부산물이 생긴다는 것을 알아냈다. 당시 원자폭탄을 만들 수 있다는 것을 알았고 제조방법도 알고 있었지만 원자폭탄을 만드는 데 기술적으로 드는 비용이 실질적으로 쓰는 비용보다 훨씬 더 많은 것으로 과대평가하여 정부에 그대로 보고 하였고 독일정보에서는 막대한 비용이 드는 원자폭탄의 제조 명령은 내려지지 않았다. 하지만 정부에서 원자로계획에 대한 영구는 계속되어야 한다고 결정이 내려졌다.
1945년 일본의 히로시마라는 도시에 원자폭탄이 투하되었다는 소식이 전해졌다. 그 소식이 전해짐으로써 우라늄 핵분열의 과학적 발견자 오토 한은 큰 충격을 받았다. 원자핵의 분열에 관한 실험은 하나의 발견이었고 원자폭탄 제조법은 하나의 발명이라고 할 수 있을 것이다. 오토 한은 자기의 과학적 발전이 오늘날 상상할 수 없었던 대참사라는 오점으로 더럽혀졌다는 것에 대해서 절망에 휩싸였다. 원자폭탄은 미국이 전쟁에서 승리를 할 수 있게 해주었지만 그것으로 미국이 가지고 있었던 세계적 사명에 대한 신용을 떨어지게 만들었다.
1954년 그는 워싱턴에서 열리는 연방공화국의 원자기술사업의 재개에 대한 최초의 교섭회의에 참석해 독일이 전쟁 동안 원자폭탄 제조법을 알고 있었지만 어떠한 시도도 하지 않았다는 사실로 원자로 건설이 허용되었다. 그는 독일연방군의 어떠한 핵무장도 연방공화국의 정치적 입지를 약화시킬 것이 틀림없으며, 국가의 안보도 극도로 나빠지리라는 것에 대해 확신하고 있었다.
이 책을 읽고 책이 철학에 대해 다루는 부분이 많아 중간 중간 이해하기 어려운 부분이 있었지만 이 책의 저자인 하이젠베르크라는 이론 물리학자를 새롭게 알게 되고 그로 인해 하이젠베르크의 업적들을 찾아보는 좋은 기회였다고 생각한다.
그리고 이 책에서 가장 기억에 남았던 부분은 원자 폭탄을 다뤘던 부분이었다. 히로시마에 원자 폭탄이 떨어졌었다는 사실은 이미 학교나 방송 매체를 통해 알고 있었지만 핵분열을 발견한 오토 한이 원자 폭탄이 떨어졌다는 소식을 들은 후 자신의 과학적 발견이 대참사를 만들었다는 사실에 절망했다는 사실과 원자폭탄이 미국이 전쟁에서 승리를 할 수 있게 해주었지만 그것으로 미국이 가지고 있었던 세계적 사명에 대한 신용을 떨어지게 만들었다는 사실을 새롭게 알게 되어서 재밌었다.
부분과 전체 / 하이젠베르크 (이과 추천도서, 물리 관련 도서)
*저는 지식산업사 출판사의 예전 버전으로만 읽었는데, 최근에 나온 서커스 출판사의 것으로 읽어도 좋습니다.
1. 하이젠베르크의 부분과 전체 줄거리 및 요약은 아래와 같습니다.
– 이 책은 이론물리학자, 양자역학 연구자인 하이젠베르크의 자서전입니다. 자신의 연구와 학문의 여정이 어떤 식으로 시작이 되었고, 어떤 과정과 어려움을 거쳐 그것을 어떻게 극복하고 위대한 성과를 이루게 되었는지를 자세히 이야기하고 있는 책입니다.
– 하이젠베르크는 1932년 노벨 물리학상을 획득했습니다. 이른바 ‘불확정성의 원리’로 인해 그 연구 공로를 인정받아 노벨상을 수상하게 된 것입니다.
– 저 역시 물리학 전공자가 아니고, 이러한 분야의 전문가는 아니기에 이 책을 읽으면서 양자역학과 물리학을 다룬 깊은 내용들은 이해가 어려운 부분도 더러 있습니다. 이는 이 책을 읽는 학생들도 대부분 마찬가지일 것이라 생각을 합니다.
다만 이 책은 물리 교과서나, 이론서, 문제집이 아닙니다. 이 책을 통해 물리학과 양자역학의 지식을 새롭게 획득하려는 목적보다는, 저자가 가지는 연구의 태도나 생각의 양상 등을 거울삼아 자신의 발전에 밑거름이 되도록 하는데 더 큰 의미가 있을 것입니다.
– 하이젠베르크의 불확정성의 원리를 제가 이해한대로 간단하게 설명하면, 전자의 운동량과 위치를 동시에 정확하게 알 수 없다는 것입니다. ‘측정하는 행위’ 자체가 전자의 위치나 운동량에 영향을 미치기 때문이죠.
예를 들어, 우리가 눈으로 보는 모든 사물은 실제 그 사물을 직접 본다기 보다는, 빛이 그 사물에 맞고 반사되어 나오고, 그 빛을 우리가 보는 것입니다. 일반적인 상황에서는 이게 별 문제가 없는데 정말정말 작은 ‘전자’와 같은 미시물질의 세계에서는 양상이 다릅니다. 너무너무 작아서 빛을 받아 반사를 시키는 순간에 빛에 맞고 튕겨져 나간다면? 그리고 튕겨져 나가 위치가 변화한다면?
눈에 보이긴 하지만 지금 보고 있는 위치가 정확한 위치가 아니게 되는 것이죠. 엄밀히 말하면 눈으로 보고 있는 것은 ‘전자가 과거에 있었던 위치’ 라는 것입니다. 그래서 이런 ‘불확정성의 원리’ 에 의해 측정이 정확히 되지 않는다는 것을 전제하고, 양자역학의 후속 연구들이 진행이 되면서 물리학의 발전을 가져오게 되었습니다. (더 자세한 내용은 물리 전문가에게…)
2. 이 책은 다른 노벨상 수상자들의 자서전과 비교하여 특별히 구별되는 점을 가집니다.
– 노벨상 수상자들은 대부분 자신의 연구 과정의 에피소드를 담은 자서전을 출판합니다. 그리고 이런 책들은 대부분 어려운 이론이나 자세한 내용들을 담고 있기 보다는, 쉽고 흥미로운 에피소드 위주로 구성이 되어 대중들이 쉽게 읽을 수 있도록 구성이 됩니다. 책 많이 파셔야죠…
– 학생들도 잘 알고 있는 책들의 예를 들어봅시다.
‘이중나선’ – 제임스 왓슨, 1962년 노벨생리의학상 수상.
‘파인만씨, 농담도 잘하시네!’ – 리처드 파인만, 1965년 노벨 물리학상 수상.
‘학문의 즐거움’ – 히오나카 케이스케, 노벨상은 아니지만 수학계의 노벨상이라는 1970년 필즈상 수상.
위의 책들은 전부 가벼운 에피소드들을 중심으로, 어려운 이론들보다는 그 과정을 대중들에게 친숙하게 전달하고 있는 책이라 할 수 있습니다.
– 하이젠베르크의 ‘부분과 전체’도 그러한 부분이 없지는 않습니다. 하지만 하이젠베르크가 던지는 2가지 커다란 의문, 제가 생각했을 때 이 책을 관통하는 그 2가지 질문에 그 핵심적인 차이점이 있다고 생각합니다.
1) 과학자, 공학자가 가지는 철학적, 인문학적 사유
– 수학 과학만 잘 한다고 훌륭한 과학자, 공학자가 될 수 없습니다. 이 부분은 학생부 종합전형을 준비하는 모든 이과학생들에게 제가 지속적으로 강조하는 아주 중요한 핵심 부분이기도 합니다.
– 특히 양자역학, 양자물리학, 이론물리학을 중심으로 하는 하이젠베르크와 같은 물리학자들에게 철학은 떼어낼 수 없는, 숙명적인 부분일지도 모릅니다.
– 인간의 눈으로 확인할 수 없는, 이론적으로는 증명이 되지만 인간은 절대 도달하고 직접 확인할 수는 없는 부분. 전자를 눈으로 확인하는 순간 그 위치는 현재의 위치가 아니라니. 이 부분을 어떻게 이해하고 설명해야 할까?
빛의 속도로 움직일 때만 확인할 수 있는 상대성 이론. 인간은 빛의 속도로는 절대 움직일 수 없는데, 이것은 또 어떻게 설명하고 받아들여야 할까?
– 특히 저는 이 책의 제목인 ‘부분과 전체’ 와 연관하여 이 부분에서 동감이 되는 부분이 많았습니다. ‘과연 전체는 부분의 단순 합으로 이루어져 있을까?’ 라는 부분이었습니다.
– 인간이라는 존재도 여러가지 영양소, 물질들이 합쳐져 이루어져 있습니다. 생물학적으로 보자면 뇌, 뼈, 장기, 혈액 등 여러 요소들이 합쳐져 ‘인간’을 이루고 있고, 이 물질들 하나하나는 아주 작은 원자의 합으로 이루어져 있는지도 모릅니다.
– 그렇다면, 노벨상을 받은 아인슈타인과 지금의 나는 아무런 차이도 없는가? 아인슈타인도 원자의 합으로 이루어져 있고, 나 역시도 원자의 합으로 이루어져 있으니 나는 아인슈타인과 다를 바 없는 것일까?
– 또한 ‘실존하는 사실’과 ‘우리가 사실이라고 믿는 것’ 사이에는 우리가 알지 못하는 차이가 있을 수 있다. 그리고 특히 인간의 ‘언어’를 통해 자연 법칙을 이해할 때 분명히 왜곡이 있을 수 있는데, 이런 부분은 어떻게 이해를 해야 하는 것일까?
– 이런 과학의 연구과정에서 필연적으로 만나게 되는 철학적 사유에 대해, 하이젠베르크는 끊임없이 동료들, 학생들과 토론하고 자신의 대답을 찾아갑니다. 물론 이 과정에서도 하나의 정답을 도출하는 것을 목적으로 하지는 않습니다. 서로의 견해를 좁혀가면서, 서로 동의할 수 있는 합일점을 찾아가는 과정 자체에서 여러가지 결론과 또다른 연구의 영감을 얻어 냅니다. 이런 부분 때문에, 이 책을 이과 학생들에게 꼭 추천을 하고 싶은 것입니다.
2) 과학자가 가져야 할 윤리적, 도덕적 책임.
– 하이젠베르크는 두 번의 세계 대전을 일으킨 독일이라는 나라에서 태어나고 자란 사람이고, 그 두 번의 세계대전이 일어났던 시대와 동일한 시대를 관통하며 살아간 인물입니다.
– 특히 2차 세계 대전을 전후하여, 히틀러의 나치가 독일을 장악하고 있을 때 노벨상을 받은 물리학자로서 어떤 자세와 위치를 가져가야 할 지 그 자신도 끊임없는 고민을 합니다. 이 전에는 국제 학술대회나 여러 연구 과정에서 함께 교류하며 협력했던 동료들이었지만, 전쟁을 앞두고 서로의 신념과 이해관계에 따라 많은 물리학자들이 서로 다른 선택을 하게 됩니다.
– 1938년 노벨 물리학상 수상자인 이탈리아 국적의 페르미 (수학자 페르마 아님..) 는 미국 시카고 대학에서 핵물리학 연구를 하고 있었고, 2차 대전을 종결짓는 원자폭탄 개발에 큰 공헌을 합니다. 그리고 다 알고 있듯이 일본 나가사키와 히로시마에 2방의 원자폭탄이 투하되며 일본의 항복을 받아내죠.
– 이와 동시에, 하이젠베르크를 비롯한 독일에 남은 물리학자들 역시 원자폭탄을 개발하는 것에 투입이 됩니다. 히틀러의 나치 독일 역시 미국과 연합국 보다 더 빨리 원자력을 이용한 무기를 개발하는 것에 몰두하고 있었죠. 하이젠베르크와 동료들은 어쩔 수 없이 무기 개발에 참여는 하지만, 적극적으로 노력을 하지 않고, 그저 독일이 패망하기를 바라면서 시간을 보냈다고 책에는 기술을 하고 있습니다.
– 하지만 하이젠베르크는 전범국인 독일의 무기 개발 및 연구에 참여한 것은 사실이기 떄문에, 종전후 그 책임을 일부 지게 됩니다. 그리고 시간이 흘러 ‘원자 기술을 평화적으로 이용하는 것이 가능하다’ 는 자신의 신념을 토대로 무기가 아닌, 발전소 등에 사용할 수 있도록 노력을 기울이고 많은 기여를 하게 됩니다.
– 과학 기술의 발전 목표는 무엇인지, 그 과정에서 어떠한 이유를 막론하고 지켜져야 하는 것이 있다면 그것은 무엇인지. 이런 부분들을 앞으로 과학과 공학을 전공하고자 하는 이과 학생이라면 항상 고민해야 하는 부분이 될 것입니다. 하이젠베르크는 먼저 이런 고민들을 했고, 이 책에 그 고민들이 어느정도 잘 전달이 되고 있기 때문에 그 부분을 중점적으로 생각하며 이 책을 읽어볼 필요가 있습니다.
– 덧붙이면, 이 책의 말미에 원자력 발전과 관련한 하이젠베르크의 생각과 기대를 볼 수 있는 내용이 잠시 나오는데요. 최근 우리나라에 원자력 발전소와 관련한 여러 논의가 있었던 것과 연관하여, 하이젠베르크의 시기와 현재를 비교하여 생각을 해 보는 것도 큰 의미가 있을 거 같습니다.
3. 학생부 종합전형에서 중요하다고 하는 ‘꼬리에 꼬리를 무는 학습’ 의 전형을 소개합니다.
– 흔히 학생부 종합전형과 생기부, 자소서에서 ‘꼬리에 꼬리를 무는 연쇄적 학습 태도’ 가 중요하다는 이야기들을 많이 합니다. 특히 대치동 학원가에서 이런 이야기를 많이 하고, 설명회 같은곳에 가도 이런 이야기를 많이 접할 수 있기 때문에, 이것과 관련하여서 저한테도 질문을 주시는 학부모님들이 많습니다.
– 저 내용이 틀린 이야기는 아니지만, 연쇄적인 학습은 사실 억지로 만든다고 만들어지는 부분은 아닙니다. 컨설팅에 의해서, 학원에 의해서 만들수는 있지만, 자연스러움이나 완성도 측면에서 티가 날 수 밖에 없고 대학에서 당연히 그런 부분들을 느끼지 못할리가 없겠죠.
– 어쩔 수 없는 상황이라면 부자연스러운 전개라도 필요한 부분이 있을 수는 있는데, 그러한 부분 없이도 자연스럽게 학습 환경과 과정 내에서 이런 부분을 캐치하고 해 나갈 수 있는 역량을 기르는 부분이 중요합니다.
– 제가 이전에 이곳에서 소개해 드린 글입니다. 공부와 관련한 글인데, 날짜로 치면 2017년 3월에 쓴 글이니 거의 1년전에 쓴 글이네요.
https://blog.naver.com/ssonch16/220950735878
하이젠베르크의 부분과 전체
2011.10.31
부분과 전체는 양자역학의 아버지들 중의 하나인 하이젠베르크의 회고록내지 자서전의 형태를 지닌 책이다. 이 책은 김용옥교수의 형인 김용준교수가 번역한 책으로 서울대의 권장도서가 되기도 했다. 무엇보다 이 책은 나 자신에게 매우 깊은 감명을 준 책이기도 해서 많은 사람에게 나는 이 책을 권하곤 했다. 이 때문에 나는 내가 대학에 들어가던 무렵에는 가장 존경하는 인물로 하이젠베르크를 말하곤 했던 것을 기억한다.
그러나 이 책은 매우 좋은 책이면서도 매우 독자가 이해하기 어려운 책중의 하나다. 그 이유는 두가지다. 첫째로 이 책에 나오는 지식이 이 세상에서 가장 어려운 것은 아니지만 하이젠베르크가 양자역학의 아버지인 관계로 양자역학적인 사실들에 대한 논의가 주를 이루기 때문에 물리학적인 배경이 없는 사람에게는 많은 부분이 어렵고 지루하게 느껴질 수 있다. 두번째 이유는 그럼에도 불구하고 이 책이 말하고자 하는 본령은 형이상학과 윤리, 정치, 사회적 책임등 비물리적인 것이기 때문에 그렇다. 즉 과학 이야기를 하면서 동시에 철학 이야기를 하는데 오늘날에는 한쪽에 익숙하지만 다른 쪽에 익숙하지 않은 사람이 많기 때문에 종종 이 책이 읽기 어려워지는 것이다.
만약 읽기 쉬운 것을 좋은 책의 덕목으로 알고 있는 사람이 있다면 이와 같은 것에 대해 비판적인 태도를 취할 수도 있을 것이며 어렵고 쉬운 것은 상대적인 것이라 분명 많은 사람에게는 그다지 어렵지 않은 책이 될 수도 있을텐데 내가 굳이 어렵다라는 말을 써서 잠재적 독자들을 겁먹게 하는 것에는 이유가 있다. (사실 이 책은 많은 사람들이 흥분해 가면서 읽는 재미있는 책이기도 하다). 그 점이 바로 이 책의 핵심중의 하나이기 때문이다.
책을 읽어보면 우리는 하이젠베르크는 혁명적이론이라 불리는 양자역학의 아버지이면서도 동시에 매우 보수적이며 책임감에 넘치는 인물이었다는 것을 알 수 있다. 그는 혁명과 변화를 꾀하려는 자는 기성의 질서와 지식에 대해 책임감과 성실성을 가질 것을 요구한다. 즉 이미 있는 이론, 기성질서로 최대한 문제를 해결하려고 노력한 끝에, 그러한 노력과 땀을 투자하고 나서야, 우리는 비로소 변화와 혁명을 추구하고 말할 자격이 생기며 변화와 혁명의 진정한 의미와 가치를 알게 된다는 것이다.
그는 과학자이면서도 이런 문맥속에서 종교와 실증주의내지 실용주의적 철학에 대해 여러번 언급하고 있다. 미국식의 실증주의내지 실용주의철학은 하이젠베르크에게는 매우 유감스러운 것이었다. 양자역학을 너무나 쉽게 받아들이게 하는 실용주의나 실증주의는 보어나 하이젠베르크에게 놀라움의 대상이었다. 실증주의는 지나치게 우리의 시각을 제한해서 세상의 모든 것에게서 의미를 빼앗아 가는 경향이 있고 실용주의 역시 어떤 거대한 연관성에 대한 추구가 없기 때문에 아름다운 이론를 추구하는 열정을 허무한 것으로 만드는 경향이 있기 때문이다.
하이젠베르크는 이 세상을 분리된 것으로 나눠서 각자의 경우에 대하여 적당한 관습에 따라서 행동하는 것은 만족스럽지 않다고 생각했다. 따라서 그에게 종교와 과학을 분명하게 나눠서 이해하는 태도는 지속할 수 없는 것이었으며 과학적 발전을 그저 약간씩의 보정항을 첨부해서 근사치의 정밀성을 높여가는 공학적 개선과 비슷한 것으로 만드는 실용주의적 태도를 못마땅하게 생각했던 것이다.
한사람의 정신은 마치 그 논리적 무모순성이 꼼꼼히 점검된 수학체계 즉 뉴튼역학이나 유클리드기하학같은 이론들처럼 그 내부적 연관성이 확인되고 그 질서를 느낄 수 있어야 한다는 것이 하이젠베르크의 태도다. 그리고 그와 같은 성실한 점검의 결과 부족한 것이 있을때 정신적 점프 즉 패러다임의 전환을 인정하는 태도를 취해야 한다는 것이다.
이 같은 하이젠베르크의 태도에 찬성하느냐 마느냐는 둘째로 치고 우리는 일단 그 성실성에 대해 존경을 표하지 않을 수 없다. 실제로 양자물리학자가 아니라고 하더라도 많은 사람들은 여러가지 상황에서 판단을 내리고 보고 듣고 그것들을 해석한다. 그럴 때 많은 사람들은 자기점검에 게으르다. 여성의 노동착취에 반대하는 젊은 여성이 자신의 어머니를 부려먹는 일에는 무관심하다던가, 탈세와 편법에 물든 사람이 다른 사람의 작은 의혹에는 크게 분개한다던가 하는 일을 우리는 종종 목격한다. 이것이 과연 소수의 파렴치한 사람들의 일만이라고 할수 있을까. 그보다는 대부분의 사람들에게서 있는 일일 것이다.
부분과 전체가 복잡한 철학적 과학적 논의로 도배되다 시피한 책인데도 많은 사람들의 사랑을 받은 이유에는 그러한 내용을 담은 전체의 형식때문이라고 나는 생각한다. 많은 사람들이 하이젠베르크가 친구들과 동료학자들과 여러가지 논의를 하고 휴가를 보내는 방식에 대해 부러움을 표한다. 사실 전쟁의 여파가 사라지지 않아 학교가 자주 휴교하는 상황에서도 도보여행을 떠나 플라톤의 철학이나 원자론등에 대해 진지하게 토론하는 고등학생들의 대화를 묘사하는 장면을 보면 존경과 부러움의 마음을 가지지 않을 수 없으며 그 이후에도 디랙, 보어, 파울리등과 세상문제에 대해 진지하게 대화하는 장면 장면들을 보게 되면 그러한 논의 내용이상으로 그러한 삶의 형식자체에 매력이 있음을 부인할 수 없기 때문이다. 즉 나도 그렇게 살고 싶어지는 것이다.
책을 전부 읽고서 곰곰히 생각해 보면 하이델베르크의 삶은 어떤 신앙심깊은 수도사의 삶같은 것을 연상시킨다. 그것이 반드시 통상의 기독교적 신과 같은 것은 아닐지라도 그는 이 세상의 모든것에 의미를 주는 전체적인 질서, 거대한 연관성을 추구하는 삶을 살았기 때문이다. 그는 일찌기 플라톤의 책으로 부터 그리스사람들이 세상의 기본적 요소를 삼각형이나 다각형같은 도형으로 삼았다는 추상적인 내용을 듣고 의혹에 빠졌었다는 이야기로 그의 평생의 연구생활을 회고하고 있다. 그리고 책은 그가 평생 살아오면서 양자역학에 있어서 뿐만 아니라 세계대전을 통해서, 종교와 윤리에 대한 토론을 통해서 그같은 추상적인 원리를 찾고 싶은 소망에 충실했다는 것을 보여준다.
그래서 그의 책을 읽으면 우리는 종교나 윤리, 가치에 대해 어떤 확정된 답을 얻는가. 그렇지는 않다. 그는 천재였지만 기본적으로는 철학자나 정치가나 종교인이 아니라 성실한 물리학자로 바쁜 삶을 살았던 사람이다. 그가 어떤 형이상학적 윤리학적 이론을 이 책에서 전개하지는 않는다. 다만 그는 여러가지 고민을 통해서 사람들이 쉽사리 빠질 수 있는 편견에 대해 저항하는 그의 모습을 그릴뿐이다. 사실 그게 가장 중요한 것일지도 모른다. 그는 어떤 주장이 아무리 그럴듯해도 그 수단이 옳아야 한다는 점을 주장하는 평화주의자이며 쉽사리 어떤 사람들을 비난하지 않는 역지사지에 능한 자신의 모습을 책속에 그릴뿐이다. 그것을 통해 뒷사람들은 생각을 하게 되고 다각적인 면에서 문제를 보는 자세를 가지게 된다.
나는 이 책을 별로 이해할 수 없었던 어린 시절에 읽고 그저 그의 낭만적 학문생활을 부러워했을 뿐이다. 하지만 나는 그것으로 충분히 좋았다고 느낀다. 다 이해하지 못했던 시절에 읽었어도 나는 많은 것을 배웠을 것이다. 그 옛날 대학 물리학과에 입학하던 때 나는 내가 비로소 연구 커뮤니티에 가입하게 된다는 사실에 가슴이 두근거렸고 그것은 주로 이 책때문이었다. 사실 중요한 것은 세세한 과학적 철학적 논의를 따라가는게 아니라 그러한 것에 철저했던 인간 하이젠베르크를 느끼고 그 과정에서 마음을 단련하는 그 과정일 것이다.
천하가 뒤에 있으니 그대 참 행복하여라
이 책은 이번 여름에 읽었습니다. 384쪽 전 20장으로 구성되었고, 1920년에서 1965년 사이의 일이 주로 대화체 회고록 형식으로 쓰여져 있습니다. 제 경우 자연과학 읽기는 과학발달상 역순으로 된 거 같네요. 스티븐 호킹이 한국을 방문할 즈음에 호기심이랄까 뭐 그런류의 충동으로 천체물리학을 읽기 시작한 후 점점 프리고진, 아시모프 등의 손쉬운 대중서로, 그리고 몇 년 전부턴 양자역학에 부쩍 관심이 갔었군요. 하이젠베르크는 플랑크, 러더포드, 보어와 함께 양자역학의 비조중의 한사람이며 23세때 불확정성원리를 발표하고, 30세때 노벨물리학상을 받았습니다.
지루하더라도 4회 연재 되시겠습니당.
1장 원자론과의 만남 십대 후반의 독일태생 저자는 1차 세계대전 종전 후의 어수선함 속에서 10여명의 친구와 함께 도보여행을 한다. 여행 도중에 원자와 칸트에 대해서 이야기한다. 이야기 속에서 플라톤의 티마이오스까지 이야기가 전개된다. 여행 말미에 고성인 프룬성에서 독일의 현실을 위한 청년모임에 참석한다. —————— 10대후반의 나이에 풋풋하지만 진지한 학문에 대한 열정과 호기심이 엿보인다. 원자의 개념을 칸트의 선험철학으로 연결시키는 과정은 양자역사의 전 과정을 미리 보여주는 것 같다. 과학은 기본적으로 감각인상의 경험을 이용하여 마음속의 표상을 만드는 객관적인 과정이다. 마음속에 표상이 만들어져야만 정신은 어떤 사물을 인식할 수 있다. 하지만 원자는 감각인상에 의해 경험될 수 없다. 따라서 원자의 연구에 이르러서는 과학은 더 이상 객관적일 수 없다. 막다른 길이다. 이 지점에서 칸트의 선험적인 표상능력이 인용되고, 원자라는 객체는 주체인 마음속의 표상과 나누어질 수 없는 개념이 된다. 주체와 객체의 혼합이다. 즉 양자역학의 고유한 특징이다. 도보여행 말미에 프룬성 청년모임에서 바이얼린 연주곡 샤콘느를 듣고 이상과 열정과 현실의 합일을 경험한다. 20세기 자연과학의 큰 흐름 속에 철학과 음악이 존재한다.
2장 물리학을 전공하기로 결심하다 수학을 전공하기로 했지만, 수학교수가 데리고 있던 검은 강아지의 방해 때문에 물리학으로 바꾼다. 조머펠트 교수와 첫 대면을 하고 뮌헨대학에 입학해서 이론물리학을 전공한다. 샤콘느를 연주한 바이올리니스트 롤프와 첼리스트 발터, 그리고 저자는 슈베르트 3중주를 위해서 자주 회합한다. 음악과 과학에 대해서 이야기한다. —————— 예술과 과학의 차이는 무엇인가? 예술에 있어서 표현의 내용과 표현수단의 제한사이의 투쟁이 실제로 예술이 탄생하는 필요불가결한 전제이지만, 과학에 있어서는 그 표현내용과 표현수단 두가지 모두를 만드는 것이 주된 임무이다. 다시 말하면 예술가들은 이미 존재하는 정신적인 내용에 가치 있는 표현형식을 부여하지만, 과학자들은 그 내용을 만드는 것이다. 과학은 인간의 인식을 만들고 예술은 그것을 표현한다. 한가지 부언하면, 필자와 친구들은 이제 겨우 20세이다.
3장 현대물리학에서 이해라는 개념 평생 친구이자 동지였던 볼프강 파울리와 며칠간의 자전거여행에서 물리학과 이해라는 주제로 토론한다. 그 후, 21세인 1922년 초여름 닐스보어의 세미나에 참석해 반론을 편 후, 닐스보어와 산책을 하면서 양자이론에 대한 깊은 대화를 나눈다. —————— 이해라는 단어의 의미는 무엇인가? 특히 물리학에서의 이해는 무엇을 뜻하는가? 여기에서 양자역학이 안고 갈 숙명이 내비친다. 아인슈타인의 시간개념을 수학적으로는 이해하지만 개념적으로 이해하기엔 힘들다. 왜 그런가? 이해해야 안심하는 것이 인간의 본성이다. 종교에서는 신이란 개념으로 모든 현상을 서술하고 이해하려 한다. 다른 부문에서도 마찬가지로 이해한다는 것은 하나의 표상이나 개념으로 굉장히 많은 현상들을 통일된 연관성으로 인식한다는 뜻이다. 하지만 표상이나 개념은 언어를 통해서만 이루어진다. 그런데 과학에서의 전혀 새로운 개념이나 현상은 이를 서술할 알맞은 언어가 존재하지 않는다. 따라서 옛 언어로 이 개념이나 현상을 서술할 수밖에 없다. 이때의 옛 언어는 어떤 언어인가? 바로 시언어, 철학언어이다. 따라서 혁명적인 과학의 언어는 시적인, 철학적인 형식을 취할 수밖에 없다. 과학과 철학, 문학의 결합이다.
4장 역사에 대한 교훈 보어와 첫 대면 1년반 후인 1924년 23세 Ep 덴마크에 있는 보어의 연구생으로 입학한다. 두 사람은 스앨란드 섬을 며칠간 도보여행하면서, 조국과 정치 그리고 학문을 얘기한다. —————— 과학자는 조국과 정치에 대해서 어떤 태도를 취해야하며, 어떤 기준을 지녀야 하는가? 보어의 말을 빌면 독일의 프러시아식의 규율, 복종은 과학자에게 치명적이다. 북유럽식의 자유로움 즉 다른 사람을 지배하는 권력을 위한 동기가 아닌 내면적인 자유로부터 발로된 정열이 필요하다. 또한 과학자에게 있어서는 조국조차도 객관적으로 볼 수 있는 이성이 필요하다. 교수와 학부생이 정치, 민족에 대한 토론을 통해 인간적인 유대를 맺는다. 서로에 대한 탐색이며, 설득의 과정을 거치고 있다. 모든 일의 시작은 진정한 인간관계에서부터이다.
5장 아인슈타인과 나눈 대화 1924년 24세때의 일이다. 원자물리학은 비약적인 발전을 거듭하고 있었고, 양자역학은 태동기를 지나고 있었다. 필자는 신병치료차 요양 중 필생의 업적인 불확정성 원리를 증명한다. 즉 한 원자의 위치와 속도는 동시적으로 확정할 수 없다는 것이다. 그 후 베를린 대학에서의 강연을 마치고 아인슈타인과 대화를 나눈다. —————— 아인슈타인 자신이 뉴턴역학에 발판을 둔 칸트의 절대시공간 개념을 무너뜨린 장본임에도 불구하고 불확정성에서 제시된 인과율의 부정을 받아들이지 못한다. 즉 행성계로 비유되는 원자핵과 그 주위를 움직이는 전자의 일정한 경로가 없다는 것과, 원자가 뚜렷한 이유 없이 갑자기 한 상태에서 에너지를 빛으로 바꾸어 방출하고 다른 상태로 옮겨 가는것에 의문을 가진다. 철학적인 인식론의 궁극까지 밀려 올려간 원자물리학에서 각자의 철학이 드러난다. 아인슈타인은 여전히 절대적인 법칙이 지배하는 우주를 상정하고 있는 것이다. 양자역학에 대해서 끝까지 부정적인 견해를 나타낸 아인슈타인의 의문은 대부분 해소되었다. 자신의 세계를 벗고 새로운 세계로 뛰어 드는것이 이토록 어려운 것이다. 선가에서는 이것을 백척간두의 위기로 표현한다. ‘절벽 끝에서 한발 내 더 딛어라!’
물리학은 해마다 달라지고 있습니다. 최근 소립자물리학에선 쿼크와 아원자 입자 등이 발견되었고, 물리학 전체로는 자연계의 네가지 기본 힘인 중력, 전자기력, 강력, 약력, 전자기력을 통일해서 서술할 수 있는 통일장 이론이 연구되고 있습니다. 본책을 감상하면서 되도록이면 과학적인 내용은 추려내려고 합니다. 그 내용들이 이미 흘러간 옛노래가 되어버렸거든요. 대신 과학자의 일상적인 삶, 철학에 대해서 나름 의미를 달아보려고 합니다.
[독후감] 부분과 전체(2020)
소개글 “[독후감] 베르너 하이젠베르크. (2020). “에 대한 내용입니다.
과학자의 삶과 정치를 중심으로 작성되었습니다.
목차 Ⅰ. 서론
Ⅱ. 본론 – 과학자의 삶과 정치
Ⅲ. 결론
본문내용 〈부분과 전체〉는 ‘양자역학을 창시한 공로’로 노벨 물리학상을 수상한 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크(1901∼1976)의 학문적 자서전이다. 하이젠베르크는 학문은 사람이 하는 것이고 사람들과의 대화를 통해 학문이 탄생한다고 했다. 그는 책의 서두에서 “과학은 결국 사람이 만든다”라고 하면서 이 책 전체를 그러한 사람들 간의 대화로 구성해 어떻게 학문 활동이 이루어지는지를 보여준다. 학문 활동뿐 아니라 그가 살았던 시대의 정치적 현안이었던 히틀러 집권과 두 번에 걸친 세계대전과 원자폭탄 개발에 대한 생각을 비롯해 종교와 철학과 역사와 정치에 대한 깊은 이야기들은 과학적 사고와 복잡한 현실에 대한 철학적·인문학적 사유를 담고 있다.
여러 학문 분야에서 부분과 전체의 관계성은 늘 관심의 대상이 되어왔다. 이 책의 메시지를 인간과 과학의 견지에서 보면, 과학이 인간의 삶에 어떻게 기여하고 때로는 어떻게 거리를 두면서 순수성을 지켜내야 하는지를 배울 수 있다. 만약 인간의 철학에 무게를 둔다면 하이젠베르크가 플라톤의 이데아 철학, 칸트의 인과율 철학을 공부하면서 물질의 가장 원초적인 형태에 대해 어떻게 고민했는지 그 궤적을 쫓아볼 수 있다. 양자역학, 양자물리학, 이론물리학을 연구하는 하이젠베르크와 같은 물리학자들에게 철학은 떼어낼 수 없는 것이다. 예컨대 ‘인간의 눈으로 확인할 수 없는, 이론적으로는 증명되지만, 인간은 절대 도달하고 직접 확인할 수 없는 부분을 어떻게 이해하고 설명해야 하는 것일까?’ 혹은 ‘실존하는 사실과 우리가 사실이라고 믿는 것 사이에는 우리가 알지 못하는 차이가 있을 수 있다. 그리고 특히 인간의 언어를 통해 자연법칙을 이해할 때 분명한 왜곡이 있을 수 있는데 이런 부분은 어떻게 이해해야 하는 것일까?’와 같은 질문이다. 하이젠베르크는 과학 연구과정에서 필연적으로 만나게 되는 철학적 사유에 대해 동료들, 학생들과 끊임없이 토론하고 자신의 답을 찾아간다.
성균관대학교 오거서
– 과학을 둘러싸고 벌인 생각
I. 를 만나다
1. 고전을 읽다
. 저자 하이젠베르크. ‘기말고사를 치른 후 여유가 생기면 반드시 이번엔 책을 읽어야지.’ 제가 학기 중에 한 결심입니다. 학기 중에 전공 책 외에는 ‘책’을 거의 쳐다보지도 않았던 저는, 이번 기회를 잡아 한 권의 책을 정해 ‘정독’을 하고 친구들과 의견을 나눠보고 싶다는 생각을 하게 되었습니다. 하지만 도서관과 서점, 인터넷으로 책들을 찾아보아도 너무나 많은 책들 중 어떤 책을 읽어야 할 지 난감했습니다. 그렇다면 ‘많은 사람들이 읽을만하다고 생각하는 책을 읽어야겠다.’라는 생각을 하게 되었고, 그렇게 하여, 수 많은 책 중에서 저는 지혜가 가득하다고 오랜 세월을 통해 보장받은 ‘고전’을 읽어보기로 결심하였습니다. 처음에 수많은 고전 중 을 고른 이유는 단순했습니다. ‘생명과학’이라는 전공을 떠나서 다른 과학과 관련된 상식을 충족시키면서 과학자 개인의 생각을 살펴볼 수 있는 책. 그 책을 찾기 위해 몇 권의 책을 살펴보았습니다. 먼저 전공에 기반하여 어떤 책이 있는지 생각해보았습니다. 여러 인터넷 사이트와 학교 홈페이지, ‘창의적 글쓰기’ 과목의 추천 리스트 중에서 저는 고전을 살펴보기로 하였습니다. 제 나름대로의 기준으로 책을 한 권, 두 권 배제하다 보니, 남은 책이라곤 와 였습니다. 이 두 권을 모두 읽어보면서 저는 자연스레 두 권의 책을 비교할 수 밖에 없었습니다. 토마스 쿤의 는 한 문장 한 문장이 철학적 의미를 내포하는 듯한 느낌이 강하게 들어 책 한 페이지를 넘기는데 너무 오랜 시간이 걸렸고, 제가 이해가 부족했는지 수준이 너무 높은 수준의 책이라고 느꼈습니다. 반면, 하이젠베르크의 는 고전을 처음 접하는 저에게도 적합하다고 생각이 든 책이었습니다. 제임스 왓슨의 을 읽어보았던 저로서는 작가의 회고록 같은 이 가 아주 마음에 들었습니다. 또, ‘일반물리학2’를 수강해보았던 저는 양자역학을 공부했던 경험을 바탕으로, 하이젠베르크가 어떤 삶을 살았기에 26 세라는 아주 젊은 나이에 ‘불확정성의 원리’라는 엄청난 이론을 생각해냈는지 호기심이 생겼습니다. 이처럼 아주 단순한 이유에서 읽게 된 는 하이젠베르크 개인의 일생을 통해 과학자로서의 면모에 대해서 성찰하게 하는 책이었습니다.
2. 와 하이젠베르크
고전이라서 그런지 여러 가지 번역판이 많았습니다. 저는 그 중 삼성학술정보관에서 ‘지식산업사’의 김용준 교수가 옮긴 를 읽었습니다. 1982년에 번역되어서 그런지 상당히 딱딱하게 직역된 문장이라 처음엔 읽기 껄끄러웠으나 직역을 했기 때문에 번역자의 의견을 배제하고 역으로 어떤 내용일까 추론하며 읽을 수 있었습니다. 그리고 이런 생각을 하며 를 읽는 것으로, 하이젠베르크의 생각에 대해 더 잘 이해할 수 있었다고 생각합니다. 한창 많은 과학적 업적을 넘긴 청년 시절을 지나 쓴 의 의미를 살리는 하이젠베르크의 연륜이 묻어나는 늙은 얼굴이 표지였습니다. 이 얼굴에서 ‘과연 무슨 생각을 하면서 하이젠베르크는 를 썼을까?’ 하고 의문이 들었습니다. 이 책을 읽기 전에 ‘베르너 하이젠베르크’라는 인물에 대해 알고 읽어야겠다는 생각에 저자에 대해서 간단히 조사를 했습니다. 찾아보니, 하이젠베르크는 제2 차 세계 대전 당시 나치 독일에 가담한 사람 중 한 명이었습니다. ‘과학은 가치중립적이어야만 한다.’는 누구나 아는 사실을 어겼던 과학자, 하이젠베르크. 그런 하이젠베르크가 삶의 회고록처럼 쓴 이 에 어떤 생각을 담았을지 매우 궁금해져 저는 ‘과학자’와 동시에 ‘정치에 굴복한 시민’이라는 ‘하이젠베르크’의 를 펼쳤습니다.
II. 하이젠베르크의 생각
어떤 생각을 하고 하이젠베르크가 이 책을 썼는지에 대한 답변은 어이없게도 가장 맨 첫 번째 장 ‘머리말’의 단 하나의 인용구에서 찾을 수 있었습니다.
“서로 주고받은 대화를 한마디도 빠짐없이 정확하게 기억한다는 것은 도저히 불가능한 일이었으므로 나는 내 추측에 따라 그때그때의 상황에서 가장 옳다고 생각 되는대로 각 대화자들로 하여금 이야기하게 하였습니다. 그러면서 나는 구체적으로 전개되는 사상의 흐름에 다가가려고 노력하였습니다. – 투키디데스”
하이젠베르크는 삶을 회고하면서, 자신의 삶을 성찰하면서, 머리말 끝부분에서 “현대원자물리학은 철학적이며 윤리적이고 정치적인 문제에 이르기까지 새로운 문제점을 던지고 있다”는 말을 이 책을 통해 하고 싶었던 것입니다. 이 부분을 읽고 ‘야, 책에 대한 궁금증이 해소됐네. 이제 그만 읽어도 되겠다.’라는 생각이 들기보다 ‘하이젠베르크는 원자물리학을 어떤 관점으로 보았기에 이런 생각을 가졌을까?’가 더 제 머릿속을 맴돌았습니다. 고전 중 그나마 최근의 고전(古典)인 하이젠베르크의 . 고전읽기를 주저하던 저에게 이 작은 호기심 하나가 하나의 고전을 완독하게 만드는 원동력이 되었다는 사실은 책을 다 읽은 지금 시점에서 아주 놀라운 경험이라고 생각됩니다. 그 원동력을 이끈 인상적인 부분 두 부분을 소개하고자 합니다.
III. 를 읽고
‘물리학을 전공하기로 결심하다’, ‘정치와 과학의 대결’. 이 두 부분은 각각 이 책에서 가장 인상 깊었던 부분으로, 하이젠베르크의 에서만 오로지 접할 수 있는 부분이었습니다. 현대원자물리학에 큰 기여를 한 하이젠베르크가 본래 수학을 전공하려 했으나, 물리학을 전공하게 된 이유에 대한 이야기, 부제인 ‘원자물리학을 둘러싸고 나눈 대화’에 걸맞게 원자물리학을 여러 가지 상황, 학문, 이념에 따라 해석한 의 의미를 가장 잘 살린 부분이 ‘물리학을 전공하기로 결심하다’라는 부분이었습니다. ‘정치와 과학의 대결’은 앞서 이야기했던 의문, ‘정치에 굴복했던 과학자인 하이젠베르크의 모습을 자기 스스로가 충분히 늙고 난 후에 어떻게 생각할까?’에 대한 답변이 되었습니다.
1. 수학이 아니라 물리학을 선택한 이유
‘물리학을 전공하기로 결심하다’에서 드러나는 이야기는 하이젠베르크가 왜 ‘현대물리학’에 관심을 가지게 되었는지부터 시작합니다. 하이젠베르크는 대학 진학 전, 병을 앓아 한동안 쉬면서, 수학자 헤르만 바일이 아인슈타인의 상대성 이론의 원리를 저술한 에 깊은 감명을 받고, 수학 전공의 마음을 굳혔던 상태였습니다. 원래 수학을 전공하려 했으나 더욱 마음을 굳힌 셈입니다. 그런데 린데만 수학교수와 상담을 가진 후, 하이젠베르크는 실망스러운 결과를 얻게 됩니다. 이 점에 대해서 하이젠베르크는 되도록 그 당시의 실의에 대해 자세히 저술하지 않은 채 감정이 절제된 상태로 아주 짧게 표현했습니다. 하지만 저는 그 실의를, 전공이 부적합하다는 말을 돌려서 이야기한 린데만 교수의 그 발언 한마디, “그렇다면 자네는 이미 수학을 끝낸 것이나 다름이 없소.”라는 말을 읽는 순간 분노할 수밖에 없었습니다. 젊은 하이젠베르크도 그렇게 느꼈겠다고 생각했습니다. 저는 ‘생명과학’ 한 분야에 대해서 지속적으로 몰두해왔습니다. 그런데 대학 입시에 들어서서 교수님과 면접 중에, 혹은 전공진입 후 교수님과의 개별 면담 시간에 “자네는 생명의 신비를 모두 푼 것이나 다름이 없소.”라는 이야기를 듣는다면, 실소(失笑)할 것이 분명하기 때문입니다. 그런데 이 상황에서 하이젠베르크는 실낱같은 가능성을 찾아냅니다. 바로 수리물리학이었습니다. 수리물리학과 조머펠트 교수와 이야기를 나누자 교수는 이야기합니다. “학생은 너무나 야망이 크군요. 가장 어려운 것부터 시작하였다고 해서 더 쉬운 문제가 저절로 이해된다고는 말할 수 없지요.”라고 말입니다. 정말 하이젠베르크에게 있어서 이 두 사건은 전화위복(轉禍爲福)이었습니다. 조머펠트 교수의 이 한마디로부터 ‘파울리의 배타원리’로 유명한 볼프강 파울리와 하이젠베르크는 만날 수 있었고, ‘불확정성의 원리’를 밝힐 수 있었으며, 당시 최고의 물리학자로 꼽히던 닐스 보어와 만날 수 있었습니다. 당시 젊은 하이젠베르크는 ‘어려운 문제’에 몰두해 ‘쉬운 문제’를 놓쳐 두 마리의 토끼를 놓치는 이것도 실패하고 저것도 되지 않는 대참사를 겪을 수도 있었습니다. 이런 문제에 대해 주의를 줄 수 있는 ‘스승’과 ‘아버지’가 있었던 하이젠베르크의 모습을 보면서, 제게도 과학고등학교 시절, ‘Research & Education‘ 프로그램에서 ’생물‘에 대해 탐구할 때 조언을 주셨던 ‘아버지’와 ‘선생님’의 존재에 대해서 크게 와 닿았습니다. 시행착오를 거듭할 때 곁에 주의를 주고 조언을 받는 것의 유무는 엄청나기 때문입니다.
이야기를 계속 이어, 이 부분에서는 ‘음악과 물리, 사회’에 대한 논의와 ‘이론물리학과 실험물리학’에 대한 볼프강 파울리와의 대화가 이어졌습니다. 는 부제, ‘원자물리학을 둘러싸고 (다방면에서) 나눈 대화’에 걸맞게 책 곳곳에 ‘예술과 물리, 사회’같은 철학적 사색이 담겨있습니다. ‘음악은 끝났지만 물리학은 영원하다’는 하이젠베르크의 말에서 저는 약간 회의적이었습니다. 18세기 무렵만 해도 ‘물리학은 이미 종결되었다’라고 선언했던 어리석음이 반복되는 것처럼 느껴졌기 때문입니다. 또, 볼프강 파울리와의 대화는 얄궂게 느껴졌는데 그 이유는 일반물리학 시간에 파울리에 대한 일화를 들었기 때문입니다. ‘파울리의 배타원리’를 발견한 후, 실험을 무조건 실패하는 파울리의 모습을 보고 ‘이론물리학과 실험물리학은 양립할 수 없다’는 놀림조로 자주 인용되었는데, 하이젠베르크의 대화에서도 그 모습이 드러났기 때문입니다.
이 부분을 읽고 가장 인상 깊었던 점은 책 한 권에 전공에 대해 확신을 가지게 되었는데, 교수님 한 분의 말씀에 인생이 송두리째 바뀌는 것이 참 얄궂으면서도 우스웠습니다.
2. 정치에 오염된 과학
‘정치와 과학의 대결’. 하이젠베르크의 인생에서 ‘정치와 과학의 대결’은 ‘정치의 승리’로 막을 내립니다. 책의 전반에 걸쳐 ‘합리성’을 강조하던 하이젠베르크는 현실과의 타협을 가장 합리적인 선택이라고 판단했기 때문이라고 생각합니다. 이 ‘정치와 과학의 대결’ 부분에서 하이젠베르크는 “내가 그 때 협력한 것은 확실하지만 나는 근본적으로 그러한 성명을 내는 데는 반대다.”라고 합니다. 여기서 성명은 평화적 원자기술에 대한 성명서인데, 사실상 핵을 만들겠다는 독일의 의지로 하이젠베르크는 책에서 어렴풋이 나타내고 있었습니다. 이렇게 양심 있는 물리학자로의 소신을 펼치는 모습을 보여 지식인의 간악함을 엿볼 수 있었습니다. 정작 자신의 목에 칼이 들어오면 꼬리를 내리고 협력한 이 모습. 자신이 잘못했다는 것을 알면서 행했던 이전 모습에 대해서 하이젠베르크가 느낀 괴리감이 새삼 궁금해지는 순간이었습니다.
또, 이 부분에서 하이젠베르크는 몸과 마음이 지쳐 휴양을 가는 이야기가 나옵니다. 전쟁 후 10년 정도 지나자 다시 일상의 원자물리학자로 돌아온 하이젠베르크는 볼프강 파울리가 자신의 연구 성과가 의미가 없다는 답변에 대해 아주 회의적으로 받아들이고 있었습니다. 학문적 소신을 굽히지 않는 하이젠베르크의 모습이 인상적이었는데, 문제는, 검증할 수 없는 새로운 시도에 대해서 건설적인 비판과 그에 대응되는 답변이 주고받아야 이 상황이 진정한 빛을 발휘하는 것인데, 전쟁을 겪고 감옥에 수감된 채 정치적 색깔을 완전히 빼지 못한 상황에서 하이젠베르크는 신경이 곤두서서 이 시도를 억지로 의미 부여를 하는 느낌이 들었습니다. 그렇기에 볼프강 파울리가 격노하여 “도대체 자네의 편지는 불쾌하기 짝이 없다. 나는 자네가 주장하는 모든 것이 … (중략) … 거짓말투성이라고밖에는 생각되지 않는다.”라는 서슴없는 편지까지 보냈다고 생각했습니다. 오늘날 기계처럼 찍어내는 논문들처럼 20세기에도 이 같은 태도가 존재했다는 느낌이 들었습니다.
다시 이야기가 넘어와 하이젠베르크는 휴가를 마치고 ‘괴팅엔 선언’에 대해서 이야기합니다. 입자물리학을 공부하던 젊은 청년 하이젠베르크는 자신의 학문이 원자폭탄에 쓰일 것을 알았을까요? 독일 연방정부는 평화적인 원자기술을 위해 많이 이바지해 왔다며, 핵무장은 지나친 생각이라고 주장하였지만, 당시 하이젠베르크를 비롯한 물리학자 및 지식인은 ‘괴팅엔 선언’으로 원자무기의 위험성과 불필요성을 주장해 ‘긴 정치적 대결’을 시작합니다. 여기서 하이젠베르크는 자신만의 합리적인 사고를 펼칩니다. ‘독일군의 어떠한 핵무기도 특히 미국에서는 항의의 돌풍을 불러일으킬 것’이라는 경고와 ‘중대한 파국’을 야기할 것이라는 논리로 ‘이상주의자로서가 아니라, 냉철한 현실주의자로서’ 행동하기를 바란다고 했습니다. 비록 한 때 자신의 안보를 위해서 나치 독일에 협력했던 것은 잘못이었지만, 하이젠베르크 본인은 누구보다도 사람들을 사랑하며 독일에 대해 애정이 있는 사람이었다는 사실을 이 부분에서 느낄 수 있었습니다. 하이젠베르크도 ‘과학은 가치중립적이어야만 한다.’는 당연한 사실을 알고, 국가의 무시무시한 압력에 마음대로 휘둘려서는 안 된다는 사실을 안다는 것을 강조해왔지만 여기서 가장 확실하게 느낄 수 있었습니다. 몸이 아픈 상황에서 이런 정치적 활동을 재개하는 것 자체가 ‘과학적 가치중립성’, 즉, 과학에 가치판단이나 가치 주장에 대하여 관여하지 않거나 편견을 두지 않는 상태로 되돌아갈 수 있는 여부를 판별한다고 저는 생각했습니다. 이후 하이젠베르크의 업적은 초전도체 이론과 통일장 이론에 흥미를 보이는데 ‘양심적인 물리학자’로서의 모습을 보이기보다 다시 ‘한 사람의 순수한 물리학자’로 돌아와 다시 사색에 빠지는 글로 마무리를 지어 하이젠베르크의 이야기는 마무리됩니다.
IV. 그 의미를 찾아서
. 현대원자물리학, 즉 소립자물리학에 초점을 맞추어서 저술했지만 더불어 하이젠베르크의 자전적 성격과 철학적 논의가 버무려져 있어서 마치 ‘다중초점렌즈’같은 책이었습니다. 이 책의 제목에서 드러나듯이 는 환원론적 사고방식에 기초하여 이야기를 전개하고 있습니다. 독후감의 제목과 부제를 의 제목과 부제를 패러디한 이유가 여기에 있습니다. 제가 이해한 는 환원주의적 사고를 기반으로 저술한 의미보다 더 큰 의미를 내포하는 창발적인 특성을 띤 하나의 고전이기 때문입니다. 책의 의미에 맞게 단편적인 상황에 제 생각을 표현하고 다시 내용을 전개하였지만, 본론의 마지막에 제가 왜 이 부분이 인상 깊었는지 종합적인 생각과 느낌을 적었습니다. 하지만 정작 책을 제가 읽을 때는 종합적인 부분을 먼저 생각하고 단편적으로 파고들어 생각하는 마인드맵과 같은 사고를 거쳤습니다. 이 책의 흥미로움이 바로 거기에 있었습니다. 언뜻 보면 라는 제목에 매혹되어 환원주의적인 눈으로 책을 볼 수 있지만, 사실은 책 내용도 한 부분마다 다양한 주제를 아우르기 때문에 ‘이 더 좋은 제목이 아닐까?’ 하는 생각도 들었습니다.
이 책은 물리를 뛰어넘어 다양한 분야를 이야기한 일종의 철학적 사고로 본 과학의 느낌이 강했습니다. 독후감의 부제를 ‘과학을 둘러싸고 벌인 생각’이라고 적은 이유가 여기에 있습니다. 입자물리학과 세상의 관념, 이치에 대해 차분히 논의하는 는 인생의 자서전, 여행의 기행문 같으면서도 3인칭 관찰자 시점이나 편지 묶음처럼 다가온 책이었습니다. 제가 이 책을 읽고 찾은 의미는 세 가지입니다. ‘환원주의적 시각은 전체적인 사고의 과정을 거친 후 이용해야 그 의미가 값지다.’가 첫 번째입니다. 두 번째로, ‘하이젠베르크의 일생에서 드러났듯이 삶에서 조언을 해줄 누군가가 내 삶을 송두리째 바꿀 수 있다.’입니다. 마지막으로, ‘과학은 가치중립적이다. 그리고 음악이던 과학이던 기존 체계에 의문을 제기하고 고쳐나가는 것이야말로 혁신의 시작이다.’입니다.
오늘날 ‘인생 성공 비법’이 TV, 인터넷, 그리고 책으로 남발하고 있습니다. 에서 얻은 이 안목은 비단 과학적 사유에서만 통하는 것이 아닙니다. 에서 언급된 모든 과정과 결과는 우리의 일상과 깊은 연관이 있고, 또, 한 사람의 인생을 좌지우지하는 큰 역할을 한다고 생각합니다. 위에서 언급한 세 가지 교훈을 바탕으로, 저는 ‘과학적 사고’에 대해 한 층 더 앞으로 걸음을 내딛었다고 자부할 수 있게 되었습니다. 더불어, 고전의 두려움도 떨쳐버리고, 즐겁게 사유하는 과정을 가질 수 있게 되었습니다.
끝으로, 이 책을 성균관대학교에 재학 중인 동기, 이동현 형에게 권해주고 싶습니다. 어떤 분야를 막론하고 환원주의적 사고가 아주 당연시되는 학문 추세에 휩쓸려가지 말고, 오히려 이 고전에서 자신의 상황에 대한 답을 찾을 수 있다는 의미를 알려주고 싶기 때문입니다.
부분과 전체, 원자물리학을 둘러싼 하이젠베르크의 대화들 (4)
부분과 전체, 원자물리학을 둘러싼 하이젠베르크의 대화들
(1) 하이젠베르크, 양자역학, 부분과 전체. 2020년 7월 15일
(2) 하이젠베르크의 청년 시절, 이론물리학과 원자이론. 2020년 7월 22일.
(3) 보어와 하이젠베르크, 독일 최연소 대학교수. 2020년 7월 29일.
(4) 서른 살의 노벨상, 전쟁 속의 하이젠베르크. 2020년 8월 5일.
(5) 코펜하겐 1941년, 왜 부분과 전체일까? 2020년 8월 12일.
김재영 (녹색아카데미)
서른 살의 노벨상
하이젠베르크는 독일 최연소 정교수 취임에 이어 1933년에는 노벨물리학상을 수상하는 영예를 안았다. 1932년에는 노벨물리학상을 누구에게 줄지 정하지 못한 채 수상자 선정이 한 해 늦춰졌다. 1933년 11월 9일에 발표된 1932년 노벨물리학상 수상자는 하이젠베르크였고, 1933년 노벨물리학상은 디랙과 슈뢰딩거가 1/2씩 상금을 나누게 되었다.
이것은 1922년의 상황과 유사하다. 1921년 노벨물리학상 수상자를 정하지 못해서 1922년에 아인슈타인이 1921년에 해당하는 상을, 보어가 1922년치를 받는 바람에 보어와 아인슈타인이 같은 해에 노벨상을 받게 되었다.
[그림 1] 슈뢰딩거(왼쪽)와 하이젠베르크(오른쪽), 스웨덴 왕(가운데). 1933년 노벨상 수상식. (출처: Maryland University. 사진: Scanned at the American Institute of Physics, Emilio Segre Visual Archives.)이제 하이젠베르크의 노벨상을 상세하게 살펴보자. 하이젠베르크의 공식적인 업적은 “양자역학을 창안하고 이를 응용하여 특히 수소의 동소체 형태를 발견하게 한 공로”이다.
이에 비해 1933년 노벨물리학상 수상자인 슈뢰딩거와 디랙의 공동업적은 “원자이론의 새로운 생산적 형태를 발견한 공로”이다. 흔히 생각하는 것과 달리 노벨상 위원회는 양자역학을 창안한 공로를 오롯이 하이젠베르크에게 주었던 것으로 보인다.
표준적인 물리학사에서 양자역학의 결정적 계기가 된 논문이 세 편 있다. 먼저 1926년 2월 4일에 출판된 막스 보른, 베르너 하이젠베르크, 파스쿠알 요르단 세 명의 공동논문 “양자역학에 관하여 II”는 행렬을 이용한 가장 체계적인 양자역학의 틀을 보여준 논문이다. 이 논문은 흔히 ‘삼인작’이라는 이름으로 널리 알려져 있다.
이보다 앞서 폴 디랙이 “양자역학의 기본 방정식”이란 제목의 논문을 1925년 12월 1일에 출판했다. 끝으로 1926년 3월 13일에 출판된 에르빈 슈뢰딩거의 논문 “고유값 문제로서의 양자화”가 있다. 슈뢰딩거의 이론은 당시 파동역학이라는 이름으로 불렸으며, 실제적인 많은 난제들이 파동역학으로 해결되었다.
양자역학을 처음 만든 공로로 노벨상을 주고자 한다면 보른, 하이젠베르크, 요르단, 디랙, 슈뢰딩거 중 누구에게 가장 큰 공로가 있다고 해야 할까. 막스 보른은 1954년 노벨상을 받기까지 1930년부터 모두 34회 후보에 올랐다. 하이젠베르크도 1928년부터 1933년까지 무려 29회나 후보에 추천되었다. 보어는 1931년부터 매년 하이젠베르크를 추천했다.
하지만 1933년에 하이젠베르크를 추천한 사람이 무려 10명이다. 1932년에도 7명이 추천했다. 1932년 몫으로 노벨물리학상을 준 게 당연해 보이기도 한다. 그런데 하이젠베르크의 공로에서 덧붙여진 것은 “수소의 동소체 형태를 발견하게 한 공로”이다. 단순히 새로운 이론을 만들어 기존에 이해하기 어려웠던 현상들을 말끔히 설명하는 것보다 더 강력한 것은 그 새로운 이론을 통해 이제까지 없던 현상을 예측하여 확인하는 것이다.
이와 관련된 연구가 새로 제안된 양자역학을 헬륨 원자에 적용하여 헬륨 두 가지 동소체, 즉 파라헬륨과 오르토헬륨을 설명한 논문이다. 하이젠베르크가 라이프치히 대학의 교수직 제안을 마다 하고 코펜하겐으로 가서 보어의 연구원으로 있을 때 했던 연구였다.
[그림 2] 수소 동소체. 오르토수소와 파라수소의 구조. (출처: wikipedia)전쟁 속의 하이젠베르크
1930년대에 물리학자로서의 하이젠베르크의 삶은 평온했다. 이 책의 10장과 11장을 보면 양자이론과 현대물리학이 안고 있는 철학적 문제들과 여러 분과 과학들 사이의 관계와 같은 학구적인 대화가 등장하기도 하지만, 12장과 13장처럼 히틀러와 국가사회주의당의 집권으로 암울했던 사회상을 둘러싼 진지한 대화도 등장한다.
특히 1933년 이후 반유대주의에 따라 많은 과학자들이 하루아침에 직장을 잃고 쫓겨나야 했던 상황에서 하이젠베르크는 유대인의 물리학으로 낙인찍힌 아인슈타인의 상대성이론을 대학에서 강의하는 것만으로도 많은 나치주의자들의 공격의 대상이 되었다. 1937년 7월에는 SS 친위대의 수장 하인리히 히믈러가 파멸되어야 할 유대인을 비호한다는 이유로 하이젠베르크를 ‘백인 유대인’이라고 비난하기도 했다.
1939년 9월 1일 독일이 폴란드를 침공하면서 이차세계대전이 시작되었다. 전쟁이 시작되기 전 엔리코 페르미와 나눈 대화(14장)는 당시 하이젠베르크의 상황을 잘 말해 준다. 하이젠베르크는 괴팅겐 대학에서 보른의 조수를 하며 강의를 할 때 페르미를 만났다.
페르미는 1938년 노벨물리학상을 받으러 스웨덴 스톡홀름으로 갔다가 귀국하지 않고 바로 미국으로 가는 배에 올랐다. 무솔리니의 파시즘 정권에서 반유대인법이 그 해 11월에 발효되었고, 페르미는 유대인이었던 아내를 보호하기 위해 미국행을 결정했다.
1939년 7월, 하이젠베르크는 미국을 방문하여 두 주 동안 시카고 대학에서 힘겨운 연속강연을 마친 뒤 앤 아버로 가서 사무엘 하우츠미트의 집에 머물렀다. 하우츠미트는 울렌벡과 함께 전자의 스핀이라는 아이디어를 낸 네덜란드의 물리학자로 미국으로 망명한 뒤 미시건 대학의 교수로 있었다.
[그림 3] 왼쪽부터 사무엘 하우츠미트, 클레런스 요아쿰(당시 미시건대 부총장), 베르너 하이젠베르크, 엔리코 페르미, 에드워드 크라우스(광물학자). 1939년 앤 아버 미시건대학에서. (출처: Nature)페르미는 하이젠베르크에게 나치가 지배하는 독일을 떠나 미국으로 와서 물리학을 더 깊이 있게 공부하는 것이 어떻겠느냐고 권유했다. 하이젠베르크는 이 책의 14장에서 “나는 그냥 유럽에 남아 과학을 하고자 하는 젊은이들을 주변에 모아 데리고 있다가 전쟁이 끝난 뒤에 이들이 다시금 독일의 과학계를 재건하게끔 돕기로 결정했어요. 이런 젊은이들을 내버려두고 떠난다면 배신하는 기분이 들 거예요.”라고 대답했다고 적고 있다.
하지만 함께 있던 하우츠미트의 기억은 조금 다르다. 그에 따르면, 미국으로 오라는 하우츠미트와 페르미의 권유에 하이젠베르크는 “그럴 수는 없어요. 독일이 나를 필요로 하고 있어요.”라고 답했다.
함께 있던 미시건 대학의 학생의 기억으로는 옆에 있던 페르미의 부인이 “누구든 유대인을 미워하는 독일에 남아 있는 사람은 틀림없이 미친 사람일 거에요.”라고 말하자, 하이젠베르크가 격렬하게 반대했고 강한 애국심을 표현했다고 한다.
이차대전의 발발로 독일의 모든 남자들이 군대에 징집되었는데, 하이젠베르크도 예외가 아니었다. 라이프치히 대학 물리학과에서 7명이 군장을 꾸려 떠나야 했다. 그나마 최전선이 아니라 베를린의 후방부대로 가는 것을 다행스럽게 여겼다.
독일로 돌아간 하이젠베르크도 징집을 기다리고 있었다. 그런데 9월 26일 바이츠제커와 함께 베를린 육군병기국에 도착한 하이젠베르크는 “나는 다른 물리학자들과 더불어 원자에너지를 기술적으로 활용하는 문제를 연구하게 되었다.”라고 회고한다. 그 비공식 이름은 ‘우라늄 클럽Uranverein’이었다.
[그림 4] 알소스 미션(하우츠미트가 과학자문 수석) 소속의 미국, 영국 과학자들이 1945년 독일의 실험용 원자로를 해체하고 있다. 슈투트가르트에서 남서쪽으로 50km 떨어진 하이거로흐. (출처: wikipedia)1939년 1월 오토 한과 프리츠 슈트라스만은 핵분열을 발견했다는 논문을 제출했다. 우라늄원자핵에 중성자를 충돌시켰는데 바륨 원자핵이 나왔다는 것이었다. 한은 이 논문을 발표하기 전에 결과를 스웨덴으로 망명해 있던 리제 마이트너에게 보냈고, 마이트너와 오토 프리슈는 이것이 연쇄반응이 될 수 있음을 계산하고 실험으로 확인하는 데 성공했다.
1939년 4월 독일 제국교육부의 빌헬름 다메스를 중심으로 ‘우라늄 클럽’이 만들어졌다. 오토 한, 발터 보테, 쿠어트 디프너 등이 주축이 된 1차 모임에서 주된 관심을 ‘우라늄 기계’ 즉 핵반응로를 건설하는 데 있었고, 겉으로는 핵반응로를 이용하여 막대한 에너지를 얻는 것이 목표라고 내세우고 있었다. 핵무기와는 직접 관련되지 않는다는 것이다.
“(5) 코펜하겐 1941년, 왜 부분과 전체일까?”로 계속됩니다.
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* 이 글은 2016년에 출간된 <부분과 전체> (베르너 하이젠베르크 지음, 유영미 옮김, 서커스)에 실린 감수의 글을 위한 초고를 편집한 것입니다.
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