아름다움은 왜 진리인가

아름다움은 반드시 참이다. 참이 아닌 모든 것은 추하기 때문이다. -본문 중에서- 『아름다움은 왜 진리인가』 기획 의도 어느 세계적 물리학자의 고백, "아름다움은 올바른 이론을 고르는 매우 성공적인 기준이다." 노벨 물리학상 수상자인 머레이 겔만(Murray Gell-Mann)은 세계 최고 지성의 향연으로 주목받고 있는 TED 컨퍼런스에서 이렇게 고백했다. 더 논리적이기 때문에 그 이론을 추구하는 것이 아니라, 그 이론이 아름답기 때문에 참이라고 여긴다는 것이다. 심지어 그는 새로운 이론을 발견했을 때, 자그마치 7개의 실험이 이론과 불일치했음에도 불구하고 그 이론을 발표했다. 자신이 발견한 이론이 너무나 아름다웠기 때문에 틀릴 수가 없었다는 것이다. 실제로 이론과 불일치한 7개의 실험은 잘못된 것이었음이 나중에 판명되었다. 겔만은 아인슈타인 역시 상대성이론에 대해 그와 같은 태도를 보였다고 말한다. ( 머레이 겔만의 TED 강연 http://www.ted.com/talks/lang/eng/murray_gell_mann_on_beauty_and_truth_in_physics.html) 대체 왜 가장 합리적이고 논리적이어야 할 과학자들이 '아름다움'이란 주관적이고 심미적인 기준을 신봉하는 것일까? 여기서 '아름다움'이란 도대체 무엇을 의미하는 것인가? 세상에는 우주와 이 세계를 지배하는 기본적인 물리법칙이 있다. 그리고 과학자들은 이런 법칙들을 발견해 수학적으로 표현한다. 이 때 그 수학이 굉장히 단순할 때, 즉 어떤 이론을 수학적으로 기술함에 있어 큰 복잡함 없이 간결한 표현으로 기술된다면, 바로 그것을 아름다움이라고 부른다. 이런 관점에서 본다면 아름다움이란 개념은 물리학보다는 수학에 더욱 가깝다. 실제로 아름다움을 구성하는 요소인 대칭(Symmetry)은 수학에서 발달되었다. 이언 스튜어트는 『아름다움은 왜 진리인가』에서 수학과 과학(자연) 사이의 관계, 즉 아름다움과 진리의 관계를 고찰함과 동시에 대칭의 발전과정을 상세하게 다루고 있다. 20세기에 들어와 물리학과 우주론을 구성하는 가장 근본적인 아이디어들의 중심으로 떠오른 대칭은 물리학뿐만 아니라, 생명공학, 화학, 예술, 심리학 등 다양한 학문에서 그 역할이 점점 더 중요해져 가고 있다. 하지만 국내에서는 아직 대칭에 대한 관심과 콘텐츠가 현저하게 부족한 것이 현실이다. 『아름다움은 왜 진리인가』는 수학과 과학에 관심 있는 사람들을 대칭의 세계로 인도하는 좋은 입문서가 될 것이다. 『아름다움은 왜 진리인가』 책 소개 『아름다움은 왜 진리인가 : 대칭의 역사』는 삼천 년에 걸쳐 발전되어 온 대칭의 역사를 수학자들의 기이한 삶과 당시의 사회 문화적 배경과 함께 흥미롭게 버무려냈다. 더불어 순수수학에서 발전된 대칭이 어떻게 자연계의 법칙들을 밝혀내는 핵심 요소가 되었는지, 그 흥미로운 수수께끼에 대한 답도 함께 제시한다. 대칭은 기하학이 아닌 방정식에서 출발하였다?! 대칭은 누구나 생각할 법한 경로인 기하학에서 탄생하지 않았다. 오히려 대칭과는 무관해 보이는 대수(algebra)에서 나온 개념으로, 대칭의 발전 과정은 방정식의 해 찾기의 과정이었다고 해도 과언이 아니다. 그래서 이 책의 대부분의 내용은 대수방정식의 해 찾기에 관한 것이다. 다소 전문 지식처럼 보일지 모르지만, 이는 상당히 흥미로운 탐구이며, 이를 연구한 주요 학자들의 기이하고도 극적인 삶과 어우러져 수학과 과학에 관심이 있는 사람이라면 누구나 재미있게 읽을 수 있다. 독자들은 그들의 연애담과, 결투, 우위를 차지하기 위한 악의에 찬 언쟁, 술버릇 등에 대해 알게 될 것이며, 이 과정에서 어떻게 그들의 수학적 사고가 진행되었는지, 그로 인해 우리의 세계가 어떻게 바뀌었는지 알게 될 것이다. 바빌로니아 학자들의 2차 방정식의 해 찾기에서부터 시작된 대수학의 역사는, 존재하지도 않는 5차 방정식의 해 찾기에 수많은 학자들이 고군분투하는 이야기로 흐른다. 이 때 21세에 비운의 죽음을 맞이한 천재 수학자 갈루아가 등장해 5차 방정식의 해가 존재하지 않음과 그 이유를 증명함으로써 이 책의 두 번째 주제인 군(group)으로 넘어간다. 처음에 군은 '풀 수 있는 방정식'이 어떤 것인지 그 성질을 분석할 수 있는 수단이었지만, 그 자체로 수학적 대칭을 기술하는 새로운 언어였고, 그 후 대칭은 수학에서 완전히 독립적인 분야로 성장하기 시작한다. 아인슈타인과 하이젠베르크의 시대에 이르러 군론(group theory)이 이론물리학에 대혁명을 일으키면서부터 이야기는 이 책의 세 번째 주제인 기초물리학으로 나아간다. 대칭은 이제 수학이라는 울타리를 벗어났다. 머레이 겔만의 고백처럼 물리학자들은 수학적 아름다움이 물리학적 진리의 필수 조건이라고 믿고 있다. 그래서 현대물리학을 떠받치는 두 기둥인 상대성이론과 양자론을 통일하는 과정은 새롭고 혁명적인 실험을 필요로 하는 과정이라기 보다는 난해한 수학 과제로 여겨진다. 하지만 저자는 '아름다움은 왜 진리인가'에 대한 답은 영원히 풀리지 않는 수수께기로 남아있다고 여운을 남긴 채 책을 마무리한다. 그저 우리는 그 복잡한 관계를 숙고할 뿐이라고……