"진짜" 우주는 없다. 그럼 이제는?

​1955년 아인슈타인이 죽은 지 60여 년이 지난 지금, 그의 위신은 엄청나고 걱정스럽다. 상대성이론은 여전히 매우 중요하며 오늘날까지 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론이 모두 유효하기 때문에 거대하다. 양자역학을 실험적으로 검증하고, 아인슈타인 자신이 양자광전효과로 노벨상을 받은 창시자 중 한 명임에도 불구하고 아인슈타인은 양자역학에 대해 깊은 회의감을 갖고 있었기 때문에 걱정스럽다. 당혹스러운 사실은 가장 작은 차원의 자연행동을 설명하는 양자역학은 가장 큰 차원의 우주의 행동을 설명하는 일반상대성이론과 양립할 수 없다는 것이다. 그들은 둘 다 옳지만 아직 병합되지 않았다.

뉴 사이언티스트의 최근 기사는 지구의 광학 망원경으로 관측할 수 있는 우주에서 가장 먼 물체인 퀘이사에서 방출되는 빛을 이용한 믿을 수 없을 정도로 정교한 실험을 묘사하고 있는데, 이 실험은 아인슈타인의 양자역학에 대한 반대를 단호히 반박하기 위해 시도되었다. "아인슈타인은 틀렸다: 왜 '정상적인' 물리학이 현실을 설명할 수 없는가"라고 말하는 이 기사는 일반 독자들에게는 뉴스거리가 될 만한 것 같지 않지만, 사실이다. 빛의 입자인 양자 같은 광자의 행동은 평범한 현실을 거스른다. 예를 들어, 두 쌍의 광자는 우주에서 얼마나 멀리 떨어져 있든지 상관없이 연결된 상태로 남아 있다(기술 용어가 얽혀 있다). 한 광자가 일정한 측정 가능한 양을 바꾸면, 다른 광자는 그것을 역반사시킨다. 이것은 두 광자 사이의 상관관계가 빛의 속도보다 빠르게 이동하도록 하는 것을 포함하는데, 상대성 이론에 따르면 이것은 불가능하다.

좀 더 자세한 설명(저의 책 "당신은 우주입니다"에서 찾을 수 있다)을 제쳐두고, 아인슈타인이 옹호했던 것은 현실주의로 알려진 원리이며, 우주가 어떤 관찰자와도 독립적으로 존재하는 독립적인 물체라고 주장한다. 현실주의에는 다양한 종류가 있지만, 어떻게 해서든, 그들은 여러분이 보는 것이 여러분이 얻는 것이라는 상식적인 개념을 옹호한다. 가장 흔한 다양성은 지역적 현실주의인데, 이것은 이제 반박되는 것처럼 보인다. 글로벌 리얼리즘은 그 누구도 상상할 수 없는 이상하기 때문에 현재로서는 물리학자들의 사고에서 제외된다.

현실주의는 수세기 동안 많은 타격을 받았다. 태양이 실제로 아침에 뜨지 않고 저녁에 지는 것이 아니기 때문에, 우주는 우리가 보는 것과 확실히 다르다. 원자와 분자는 작은 조각으로 여겨졌다. 더 큰 것부터 우주 전체까지, 더 큰 것을 만들 수 있는 축소할 수 없는 구성 요소였다. 하지만 그것들은 심지어 더 작은 아원자 입자에 의해 점점 작아져 없어지고 말았다. 양자 역시 순수한 잠재력의 물결로 존재하는 규칙적인 행동으로 사라진다는 사실은 현실주의를 놀라게 했지만 완전하지는 못했다.

아인슈타인은 여전히 사물이 실제로 어떻게 작동하는지 설명하는 양자 세계의 이상함보다 더 정상적인 근본적인 현실이 있어야 한다고 믿었다. 그러나 뉴 사이언티스트 기사는 거의 문자 그대로 138억 년 전 우주의 탄생으로 거슬러 올라가면서 그러한 힘이나 영향은 존재하지 않는다는 것을 재확인했다. 먼 퀘이사의 고대 광자는 양자역학의 예측대로 정확히 행동한다. 사건 종결.

그러나 현실주의로 사건을 종결짓는 것은 또한 당신이 보는 것이 당신이 얻는 것이라는 상식적인 개념에 대한 사건을 종결짓는다. 양자역학의 전문 분야 밖에서는 아무리 신뢰할 수 있는 계산이라 할지라도 불가사의한 이론과 진보된 수학을 바탕으로 "밖"의 물리적 세계를 희생시키지는 않을 것이다. 이것은 과학뿐만 아니라 인류의 이해에도 손실이다.

양자역학은 이국적이고 심지어 난해해 보이지만 상대성 이론과 모순이 없는 새로운 현실을 엿볼 수 있다. 그러나 이 새로운 현실 뒤에 필요한 개념을 형성하려면 급진적인 도약이 필요하다. 필요한 것은 하나라는 필요한 개념을 채택하는 것이다. 만약 우리가 현실이 전체적으로 작동한다는 것을 의심의 여지 없이 안다면, 아인슈타인의 본능은 정확할 것이다. 비록 그의 과학이 양자역학의 문제에 대해 지지하지 않았더라도 말이다. 그가 직감했듯이, 거기에는 근본적인 현실이 있다. 그것은 가장 간단한 일을 함으로써 상대성 이론과 양자 역학 사이의 모순을 조화시킨다. 즉, 하나의 상태에서는, 모순이 처음부터 존재하지 않는다.

우리는 간단한 비유로 이것에 접근할 수 있다. 만약 여러분이 호모 사피엔스를 처음 관찰하는 외계인이었다면, 인간이 사랑하고 미워하고, 웃고 울고, 잔인하고 친절하게 행동하고, 창조적이고 파괴적인 상반된 행동을 끊임없이 보인다는 것은 모순적으로 보일 것이다. 그러나 인간의 본성은 이 모든 모순을 포괄한다. 인간의 행동이 아무리 극단적이더라도 같은 의식이 모든 것의 근원이기 때문에 그것들은 별도의 이론으로 설명될 수 없다.

두 번째 유추는 꿈의 현상과 관련이 있다. 꿈에서는 어떤 미친 일도 일어날 수 있고, 코끼리가 꿈속에서 날 수 있거나 나무가 눈 깜짝할 사이에 사라지는 이유에 대한 이론을 공식화하는 것은 좋지 않다. 시간과 공간의 수용된 차원은 꿈에서도 뒤틀리고 유동적이다. 꿈은 깨어났을 때 비로소 통일될 수 있는데, 이때 꿈의 공간에서 일어나는 설명할 수 없는 사건들은 사람이 꿈을 꾸는 동안 단순히 의식의 양상으로 드러난다.

이 두 가지 유추를 결합하면 현실주의가 "실제" 우주에 대한 보다 타당한 개념으로 대체될 수 있는 방법에 가까워진다. 그러한 우주는 인간의 경험 속에서 일어나고 의식 속에 그 근원을 가짐으로써 통일된다. 아마도 현재의 물리학이 건드리기를 꺼리는 글로벌 리얼리즘의 경우일 것이다. 우리 책에서 우리는 자연과 우주에 대한 "하나의 현실" 관점을 펼치기 위해 수백 페이지를 할애한다. 우리는 상당수의 물리학자들이 특히 의식이 중력이나 전자기만큼이나 우주에서도 기본적이라는 것을 받아들임으로써 그러한 견해에 조금씩 가까워지고 있다고 믿는다.

"하나의 현실" 가설은 상대성 이론과 양자역학을 조화시켜 관찰자와 분리된 우주를 주장하지 않는다. 좋든 싫든 어떤 식으로든, 우주가 존재하기 위해서는 인간의 관찰자가 존재해야 한다. 고대 그리스 이후 나타난 우주의 각 버전은 당시 인간의 의식이 서 있던 곳을 그대로 반영했다. 우주는 우리와 함께 진화했다. 그것은 현실주의가 그러하듯이 외부의 현존하는 현실에 완강히 집착하는 누구에게나 터무니없는 진술이지만, 우주는 아주 오랫동안 비현실적이었다. 그것은 인간의 참여 없이는 "저 밖에서" 발견되는 어떤 것에도 유효한 근거가 없다.

현실주의가 마침내 양보하기 위해서는 마음과 물질 사이의 분열을 끝내는 또 다른 단계가 필요하다. 정신은 "여기"에 없고 물질은 "여기"에 있지 않고, 우리가 임의로 객관적이고 주관적이라고 부르는 다른 방식을 채택하는 의식만 있을 뿐이다. 이 자의적인 구별이 옹호되는 한, 물리학은 스스로 만든 모순에 의해 방해받을 것이다. 그런 모순을 지우는 시각이 있는데, 이를 채택하면 오늘날 주류 과학에서 꿈도 꾸지 못한 해답을 제시하며 인간 우주의 시대가 도래할 수 있다.