우리가 살고 있는 3차원 세계가 우주의 궁극적인 환상일 가능성이 있나요? 쿨쿨

사이비 괴짜라면 의심하기 전에 논리적 추론과 데이터를 봐야 한다.

아래: 물리학의 논리와 호킹의 답변. by Tongren Yuye

스타 물리학자 호킹(Hawking)의 신간 『위대한 설계(The Grand Design)』는 당시 『시간의 간략한 역사(A Brief History of Time)』 못지않게 대중과 언론의 뜨거운 호응을 얻었으며, 계속해서 베스트셀러 목록을 차지하고 있는 '물리학서'. 호킹이 이 책에서 신의 존재 가능성을 배제한다는 사실에 많은 언론의 관심이 집중되고 있지만 사실 이 책은 신의 존재보다 더 중요한 것에 관한 책이다. 인간의 생존에 딱 맞는 그런 우주가 왜 존재하는지 이야기한다.

한번은 모임에서 목사님과 이야기를 나눈 적이 있습니다. 낡은 워크맨과 성경테이프를 들고 어디를 가든지 아주 독실한 목사님이다. 나는 내 지식이 그의 믿음에 도전하기에 충분하다고 생각했습니다. 나는 그에게 지구가 6,000년 전에 하나님에 의해 창조되었다는 것을 어떻게 믿을 수 있느냐고 물었습니다. 우리는 지구상의 많은 것들이 백만년보다 오래되었다는 좋은 증거를 가지고 있습니다. 뜻밖에도 목사님은 나를 거의 놀라게 할 만한 이론을 말씀하셨습니다. 그는 하나님이 만물을 창조하실 때 모든 시대에 창조하실 수 있다고 말씀하셨습니다. 이것은 지금 사람을 만들 수 있다고 가정하는 것과 같습니다. 이 사람의 나이는 20살로 보이지만 언제 만들어졌습니까? 이제 생성되었습니다.

이것은 완벽한 이론이다. 이 목사는 이 이론에 의지하여 내적 평화를 얻었다. 하나님이 전능하시고 모든 것을 주관하신다는 것을 믿으면 어떤 현상도 설명할 수 있고 내면의 평화를 얻는다는 것은 쉬운 일이라고 볼 수 있습니다. 그러나 물리학자들은 "내면의 평화"보다 더 높은 요구 사항을 가지고 있습니다. 나는 목사님에게 내 이론이 다양한 화석의 연대를 설명할 수 있을 뿐만 아니라 아직 발견되지 않은 화석에 대해서도 예측할 수 있다고 말했습니다. 당신의 이론은 그것을 예측할 수 있습니까?

물리학 이론의 질은 그것이 인간의 직관에 부합하는지, 충분히 아름다운지에 따라 판단되는 것이 아니라, 예측할 수 있는지 여부로 판단됩니다. 자신의 학파와 '신념'을 주장하기 위해 하루 종일 다른 사람들과 다투는 철학자들과 달리, 물리학자들은 어떤 물리학 이론도 고수하지 않으며 가장 철저한 혁명가라고 할 수 있습니다.

그러나 물리학자들에게도 '신념'이라고 부를 수 있는 것이 있다. 이 믿음은 세상이 '합리적'이어야 한다는 것이다. 즉, 물리 법칙은 언제 어디서나 적용되어야 하며, 모든 사건은 물리 법칙을 설명하는 수학 방정식과 정확히 일치해야 합니다.

물리학자들이 계속해서 예측을 할 수 있게 해주는 것은 바로 이러한 믿음이다. 만약 수사관이 1월 1일에 누군가가 살해되고, 2월 1일에 또 다른 사람이 같은 방식으로 살해되고, 3월 1일에 또 다른 사람이 같은 방식으로 살해되었다는 사실을 발견하면, 그는 범인이 2월 1일에 살해됐다는 이론을 세울 것입니다. 매월 1일에 사람을 죽여라. 이 이론은 지난 세 건의 살인 사건을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 4월 1일 누군가가 살해될 것이라는 예측도 가능하다. 물리학자들도 비슷하게 생각하지만, 4월 1일에 누군가가 죽어야 한다는 점만 빼면 물리 법칙이 범죄처럼 멈추는 것을 허용하지 않습니다. 과거에는 전자기적 상호작용과 약한 상호작용이 서로 다른 두 가지 힘으로 간주되었으나, 1967년 Salam과 Weinberg가 두 힘을 통일이론으로 통합하였다. 이 이론은 알려진 현상을 설명할 뿐만 아니라 나중에 실험적으로 발견된 이 틀 내에 반드시 존재해야 하는 세 가지 새로운 입자를 예측합니다. 한편, 어떤 사람들은 강한 상호작용을 통합하려고 했고, 그 결과 소위 여러 가지 대통일론, 즉 대통합이론(GUT)이 탄생했다. 이러한 GUT는 모두 양성자가 붕괴해야 한다고 예측합니다. 그러나 지금까지의 모든 실험에서는 양성자가 붕괴하더라도 반감기가 GUT에서 예측한 것보다 길다는 것을 보여주었습니다. 따라서 GUT 이론이 아무리 정교해도 받아들여질 수 없습니다. .

행성 궤도 방정식을 푼 후 뉴턴은 중력이 이러한 궤도를 교란할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

이 책에서 호킹은 M 이론과 같은 물리학의 최신 발전과 양자 중력에 대한 자신의 연구 결과를 논증으로 사용하여 이러한 큰 질문에 대해 상당히 그럴듯한 답을 제시합니다. 그러나 전문 물리학자들의 눈으로 볼 때 이 주장은 엄밀한 것이 아니다. 초중력 등 책에 사용된 많은 물리 이론은 수학적으로 엄격하지 않으며, M 이론이 실험적 확증과는 거리가 멀다는 점은 말할 것도 없습니다. 호킹은 물리학자들이 추구해 온 '통일 이론'이 이미 구체화되었다고 주장하고 있으며, 큰 질문에 대한 답은 이미 나와 있습니다. 그러나 예를 들어 물리학 연구소의 리 미아오 씨는 그의 의견에 동의하지 않습니다. 중국과학원의 이론물리학은 그의 의견에 동의하지 않습니다.

그러나 호킹은 M 이론이 최선의 선택인 이유도 설명했다. 첫째, 우주가 연속 시스템이고 물리적 법칙이 시간이 지나도 변하지 않는다면 에너지는 그 안에서 보존되어야 합니다. 둘째, 이 보존의 총 에너지는 0과 같아야 합니다. 에너지가 0보다 크면 우주는 허공에서 생성될 수 없고, 에너지가 0보다 작으면 진공 상태의 어느 곳에서나 나타날 수 있기 때문입니다. 더욱이 우주의 전체 에너지는 0이고 그 안에 행성을 만들려면 양의 에너지가 필요하므로 중력은 음의 에너지를 제공하므로 중력을 포함해야 합니다. 마지막으로, 이 중력은 무한항을 제거하기 위해 초중력 이론으로 설명되어야 하며, M 이론은 초중력에 대한 가장 일반적인 이론입니다.

호킹은 우주가 정말로 이렇게 탄생했다면 마이크로파 배경 복사에서 미묘한 특징이 관찰되어야 한다는 이론을 제시하기도 했습니다. 이 특징에 대한 현재의 관찰 방법은 여전히 ​​제한적입니다. 아직은 그렇습니다. 그러나 우리는 미래에 그것을 보게 될 것입니다.

물리학 법칙은 어디에나 적용되어야 신이 존재하더라도 아무 상관이 없을 것이며, 좋은 물리 이론은 알려진 현상을 설명할 뿐만 아니라 알려지지 않은 현상도 예측해야 합니다. 이것이 물리학의 두 가지 논리입니다. 호킹의 이론은 분명히 첫 번째 논리에 부합하지만 두 번째 논리에도 부합할 수 있는지 여부는 알 수 없습니다.

PS: 읽고 나니 정말 감동적이에요. 우리가 지구에 올 수 있다는 건 정말 행운이에요.