[고급물리 인문과학적 사색] 아인슈타인과 사회적 네트워크의 힘

아인슈타인, 에디슨, 피카소, 간디, 마틴 루터 킹 (아인슈타인 기준으로 시계 방향)

"여기 미친 이들이 있습니다. 혁명가, 문제아, 하지만 이들은 사물을 다르게 봅니다. 다른 이들은 미쳤다고 말하지만, 저희는 그들에게서 천재성을 봅니다. 미쳐야만 세상을 바꿀 수 있다고 생각하기 때문입니다.”  1997년, 애플에서 쫓겨났다 다시 복귀한 스티브 잡스가 ‘Think Different(다르게 생각하라)’란 마케팅 캠페인을 펼치며 말한 문구를 인용한 것입니다.

 

당연한 것을 당연하게 생각하지 않는 것에서 창의력은 시작됩니다. 누구나 당연한 것을 당연하지 않게 바라볼 수 있는 것이죠. 따라서 '창의'는 거창한 것이 절대 아닙니다.

 

오늘 우리는 한 평범한 사람이 가진 사소한 의문에서 시작된 창의가 인류의 과학적 관점과 사회적 관점을 어떻게 뒤흔들게 되고, 그로 인해 그가 일약 스타덤 반열에 오르게 되기까지의 서사를 인문과학적으로 사색하는 시간을 가지겠습니다.

 

그 서사는 '동시성'에서부터 시작됩니다.

 

사거리에 여친을 기다리고 있는 나, 어? 저기에서 여친이 자전거를 타고 나에게 오고 있네요. 손을 흔들어 줬습니다. " 안녕 자기야~~"

그러나 그 아름다운 찰나의 순간에 나는 알아차렸습니다. 여친이 자전거를 타고 오는 방향의 수직 방향으로부터 자동차가 달려오고 있다는 것을요... 

제가 "차 조심해!!!!" 말하는 순간 다행히 여친은 옆에 자동차를 보고 방향을 틀어 사고를 면했습니다.

 

자동차와 자전거의 접근은 나에게도 일어났고 여친에게도 일어난 하나의 사건입니다. 동시에 발생한 것이죠. 여친은 자동차가 부딪힐 것을 알고 피했고, 나는 여친과 자동차가 부딪힐 것을 알고 경고했습니다. 

'동시에 발생한다.'라는 생각은 전혀 이상하지 않습니다.

어떤 두 사건이 같은 시간에 발생했다는 의미인데 아무리 봐도 이상한 포인트가 없죠? 뭐가 이상하겠습니까...

그런데 단 한 명 만큼은 그렇게 생각하지 않았나 봅니다.

 

똑같은 상황입니다.

여친이 자전거를 타고 당신을 향해 가고 있다고 합시다.  여친이  옆에서 달려오는 자동차와 거의 부딪칠 뻔합니다. 여친은 자동차에 깔릴 것 같아 방향을 틀고 그 덕분에 간신히 자동차와의 충돌을 피합니다. 이제 자동차와 자전거가 광속에 가까운 속도로 움직인다고 가정하고 같은 사건을 다시 생각해 봅시다.

 

만일 당신이 길에 서 있다면 자동차는 당신의 시선 방향에 대하여 직각으로 움직이고, 여친(자전거)은 당신을 향해 당신의 시선 방향으로 움직이게 됩니다. 그리고 당신은 여친한테서 반사된 다음 당신을 향해 움직이는 태양 광선을 통해 여친을 알아볼 것입니다. 이 경우 빛의 속도에 여친이 탄 자전거 속도가 더해진다면 당신은 여친 모습을 자동차보다 훨씬 먼저 알아볼 수 있게 되겠죠?

만약 그렇다면 당신은 자동차가 다가오고 있다는 사실을 알아채기 전에 여친이 자전거의 방향을 트는 모습부터 보게 될 것입니다. 

 

이상하죠? 여친의 관점에서 볼 때, 자전거와 자동차는 사거리의 교차점에 동시에 도착합니다. 그런데 당신의 관점에서는 그렇지가 않습니다.

당신은 여친이 부딪칠 자동차가 없는 데도 괜히 핸들을 틀었다가 계속해서 페달을 밟는 것이라고 생각할 것이다. 그런데 여친 스스로는 이렇게 생각합니다. "나 자동차에 깔릴 뻔 했어.."

어떻게 동일한 사건이 여친과 당신에게 다르게 인식될 수 있단 말인가? 이 동시성 역설은 자연이 우리에게 던진 하나의 도전장임에 틀림없습니다. 과거에는 아무도 이런 도전을 경험해본 적이 없었습니다. 왜? 아무도 무언가가 빛의 속도에 가깝게 움직인다는 생각을 하지 않았기 때문이죠. 하지만 이것은 자연 세계의 근본을 건드리는 질문이며 매우 심각한 도전입니다. 

독일의 과학자 아인슈타인

바로 그 평범한 사람, 아인슈타인은 이러한 질문들을 통해 세계를 그 뿌리에서부터 다시 보기 시작함으로써 자연에 대한 근본적인 이해에 도달하기 위한 기틀을 마련했습니다. 

 

19세기가 20세기로 바뀌는 시기에 대부분의 유럽인들은 뉴턴 역학 관념에 도취하여 세상에는 어떤 특별한 기준 좌표계(관성계라고 하죠?)가 존재한다고 믿고 있었습니다. 모든 물리 법칙이 인정되는 하나의 기준 좌표계가 있듯이 어떤 일련의 기준이 있어야 세상이 잘 돌아간다는 생각을 한 것이죠.

가령 독일 또는 프랑스 혹은 영국의 문화와 정치 체계가 다른 나라보다 더 낫다는 생각에서 시작하여, 유럽 인은 스스로가 식민 지배를 받아 마땅한 다른 인종들보다 유전적으로 우수하다고 믿었습니다. 

그러나 뉴턴 역학의 관점을 뒤흔들어버린 젊은 아인슈타인은 그가 정치에 대해 그랬던 만큼 물리학에서도 절대적 의미의 기준 좌표계를 거부했습니다. 적어도 그에게는 이리저리  공간을 배회하는 별들로 가득 찬 우주에서 '정지해 있는' 장소라든가 우주를 관측하기에 더 좋은 좌표계 같은 것은 있을 수가 없었습니다.  그리고 이 생각에서부터 '상대성 이론'은 탄생하게 됩니다.  

여러분은 과학이 과학이라는 영역에서만 영향을 미친다는 단순한 생각을 버리게 하는 역사의 한 단면을 보고 있습니다. 정치, 경제, 문화, 심리등 다양한 분야와 과학은 상호 유기적으로 연결되어있고, 서로가 서로에게 영향을 주고 있음을 알게 되었습니다. 그리고 이러한 과학사를 통해 지금은 악습이라고 여겨지는 인종주의와 오리엔탈리즘의 뿌리가 과학 관념의 잘못된 접근과 오해로부터 시작되었고, 이는 우리로 하여금 현상에 대한 올바른 판단과 그에 따른 객관적인 비판적 사고가 필요함을 시사합니다. 그리고 지금의 다문화, 글로벌 사회에서 향유하는 공동체적 가치가 아인슈타인의 상대성 이론에서 대두되었다는 점은 아인슈타인의 상대성 이론이 왜 유명한지를 한층 더 실감하게 될겁니다.

 

다시 본론으로 돌아와서 우주를 보는 데에 있어서 모든 장소가 공평하고, 대자연의 법칙은 그 누가 설명하든지 간에 동일해야 한다는 것이 상대성 이론의 아이디어입니다. 

이 아이디어가 사실이라면 아무도 빛보다 빠르게 여행할 수 없게 됩니다. 그래야만 동시성 역설을 해결할 수 있죠. 다시 그림을 봅시다.

광속으로 달려오는 자전거에 반사된 빛은 광속을 초월하여 나의 눈에 도달할 것입니다. 이는 어느 무엇도 빛의 속도보다 빨라질 수 없다는 상대성 이론 공리를 위반하는 것입니다.

따라서 여친에게 반사되어 오는 빛과 자동차에 반사되어 오는 빛은 동일한 속력을 가지고 나의 눈으로 오는 것이죠.  그래서 나도 여친이 차를 피해 핸들을 꺽은 것으로 판단할 수 있고 이로 인해 동시성 역설이 해결되는 것입니다.

 

상대성 이론의 주요 골자

아인슈타인은 모든 좌표계에서 물체가 가지는 속도는 광속을 넘어설 수 없다는 공리를 기반으로 독립적으로 여겨왔던 시간과 공간을 상호 유기적으로 엮어 '시간지연'과 '길이수축'이라는 물리적 현상을 설명하는 '특수 상대성 이론'과 중력장을 시공간의 왜곡으로 설명하는 '일반 상대성 이론'을 발표하여 과학계의 유명인사가 되었습니다.

 

광전 효과

다만 발표 당시에는 상대성 이론을 실질적으로 증명할 수 있는 기술이 발달되지 않은 한계때문에 큰 두각을 받지는 못했죠. 실제로 아인슈타인에게 노벨상이라는 영예를 안겨 준 과학적 발견은 '광전 효과'였습니다. 광전 효과는 지금의 빛의 이중성에 기여한 빛의 입자설을 실험으로 증명한 사례였지요. 

이렇듯 아인슈타인은 '광전 효과'와 '상대성 이론'으로 과학계의 유명 인사가 됩니다. 

 

하지만 '광전 효과', '상대성 이론'에 비견할 만한 우수한 과학적 성과는 차고 넘칩니다. 일단 뉴턴과 케플러의 업적, 갈바니와 볼타의 전지, 패러데이의 전자기 유도, 보어의 수소원자모형, 하이젠베르크와 슈뢰딩거의 양자역학 등등 일일이 꼽자면 오늘 날샙니다.

 

그런데 여러분들 생각해보십시오.

 

누가 누군지 알겠나요? 아인슈타인, 뉴턴, 보어, 케플러, 볼타, 하이젠베르크 (아인슈타인 기준 시계방향)

 지나다니는 일반인들을 붙잡아 뉴턴이나 볼타나 하이젠베르크 사진 그리고 아인슈타인 사진을 띄워놓고 아는 사람을 찍으라고 하면 십중팔구 아인슈타인을 꼽습니다. 물론 뉴턴을 찍는 사람도 있겠지만 아인슈타인을 뽑는 비중이 더 클겁니다.

 

아인슈타인은 왜 유명할까? 생각해보셨습니까? 단지 과학적으로 뛰어난 업적을 냈기 때문에? 그렇게 따지면 지금 우리의 생활을 편하게 하는 전기에너지를 편하게 쓰도록 힘쓴 볼타와 패러데이는 왜 유명하지 않을까요? 광전효과와 상대성 이론이 우리의 생활과는 큰 연결고리가 없음에도 불구하고 대부분의 사람들이 아인슈타인을 과학의 인물이라 꼽는 그 미묘한 원인이 무엇일지 생각해본 적이 없을겁니다. 오늘은 그 비밀을 파헤쳐볼까 합니다.

프레젠테이션 영감을 준 책

아인슈타인은 유명해지기전엔 그저 독일의 물리학자로서 광전효과로 노벨상을 수상하고 상대성 이론을 주장해 과학계에 신선한 충격을 준 애송이 청년 과학자 그 이상 그 이하도 아니었습니다.

그러나 미국에 발을 밟는 순간 그를 맞이하는 수만 명의 인파에 감명을 받은 기자들의 대서특필로 그의 인생은 180도 바꼈습니다. 여기까지만 보면 아인슈타인이 과거로부터 쌓아왔던 공적이 빛을 발하는 순간인 것 같지만 그 진실의 이면은 정말로 충격적입니다.

유대계 인사속의 아인슈타인

그는 혼자 미국에 온 것이 아니라 이스라엘 건국과 관련된 유대계 정치인사와 같이 온 것이었고, 수만 명의 인파는 미국에 거주하고 있었던 유대인들이었습니다. 그 인파는 유대계 정치인사를 환영하기 위해 모여들었던 것이었고 그 영문을 모른 기자들은 아인슈타인을 환영하기 위해 모여든 인파로 착각해 기사로 쓴 것이었습니다. 그리고 신문을 보는 대중들도 아무래도 유대계 정치인사들보다는 과학자 아인슈타인을 더 알아봤기 때문에 그 작성된 기사를 곧이 곧대로 받아들인 것입니다.

아인슈타인은 그 일을 계기로 엄청나게 유명해집니다. 뛰어난 과학적 업적 그 이상의 명성을 얻게 된 것이죠. 물론 아인슈타인의 명성에는 이런 운도 크게 작용했지만 '운'이라는 것도 작용할 만한 가치가 있는 사람에게 돌아가기 마련입니다. 아인슈타인은 과학 분야에서 명성을 떨칠 정도로 유능한 과학자인 것은 분명한 사실이었고, (아인슈타인은 유대인이었다.) 알게 모르게 그러한 역량은 유대계 사회적 연결망과 연결되게 해줬을 것입니다. 그리고 그 사회적 연결망은 그를 미국으로 가게 해주었고 미국에서 사람들의 그에 대한 인식이 판타지를 만들어낸 것입니다. 성공하는 것에 있어 중요한 것은 개인의 역량뿐만 아니라 사회적 연결망도 엄청 중요하다는 것을 아인슈타인의 일화로 확인할 수 있다는 사실이 너무나 흥미롭지 않습니까?

정보의 홍수

아주 먼 옛날에는 정보를 획득하여 자기를 계발한 사람이 성공하기 쉬웠습니다. 정보를 얼만큼 빨리 얻느냐가 성공의 관건이었죠. 지금은 과거 그 어느 때보다 주위에 정보가 넘쳐나고, 정보를 접할 수 있는 기회도 무궁무진하여 마음만 먹으면 정보를 쉽게 얻을 수 있습니다. 따라서 우리는 과거 그 어느 때보다 개인적인 역량을 강화하기가 훨씬 쉬운 시대에 살고 있습니다. 너도 나도 정보를 얻어 계발할 수 있는 시대에 살기 때문에 우리는 다른 무언가로 경쟁력을 갖춰야 할 필요가 있습니다.

어떤 경쟁력이 필요할까?

'천상천하 유아독존' 이 세상에서 내가 잘나야만이, 나 자신만을 믿으면 성공할 수 있다는 생각은 애석하게도 이제 적용되지 않습니다.

사람과 사람이 시공간을 초월하여 초연결되는 이 복잡한 시대이니만큼 사람의 힘, 사회적 네트워크의 힘까지 이용해야 성공하는 시대가 온 것입니다.

트로트가 이렇게 센세이션을 일으킬 정도로 인기있게 된 비결엔 '미스터 트롯' 대중 매체의 힘에 있습니다. 대중 매체가 음악 문화계의 판도를 뒤흔들었죠. 과학적 역량이 훨씬 뛰어난 테슬라보다 사업자였던 에디슨이 더 유명했던 이유는 에디슨이 대중에게 더 알려진 인물이었기 때문입니다. 아인슈타인이 다른 과학자들에 비해 더 알려진 이유는 그가 대중들에게 인기 있었기 때문입니다. 

 

정리하면 

성공은 개인적 성과 뿐만이 아니라 사회적 인식을 바탕으로 이루어집니다.

따라서 성공은 사람들이 우리의 성과를 어떻게 인식하는가를 보여주는 집단적인 현상이라는 사실을 기억해야 합니다.

 

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그러니까 결국 선생님이 여러분께 하고 싶은 말은

애들아 친구를 잘 사귀어라. 사람 소중한줄 알고 주위 사람에게 살뜰히 대해라.

사람은 사회적 동물이라는 태생적인 조건때문에 사람은 사람으로 완성이 된다. 우리가  왜 학교를 다녀야 하는지 알겠죠?