과학이 게임이라면, 게임체인저는 이것이다

양자물리학 개척자 에르빈 슈뢰딩거는 약 1세기 전 철학자들이 풍부했던 한 세대의 물리학자들 중 철학에 대한 최고의 사상가 중 한 명이었다. 슈뢰딩거의 가장 흥미로운 진술 중 하나는 과학의 미래에 대한 폭발적 함의를 가지고 있다: "과학은 게임이지만 현실과 함께 하는 게임, 날카로운 칼을 가진 게임". 그가 무엇을 의미하는지 즉시 명확하지는 않지만, 칼들이 과학적 방법의 중심에 있다고 언급되고 있는데, 슈뢰딩거는 그림을 천 조각으로 잘라서 다시 조립하는 것에 비유한다.

아무도 이것이 사실이라고 주장할 수 없었다. 과학의 큰 문제들은 더 다루기 쉽고, 계량하기 쉽고, 실험에 더 이용 가능한 더 작은 구성 요소들로 그것들을 줄임으로써 해결된다. 하지만 왜 슈뢰딩거는 과학을 게임이라고 부르는가? 신비주의자 또는 이상주의자(당신이 선호하는 용어를 골라보자)인 그는 신을 테이블의 반대편에 있는 플레이어로 보았고, 조각조각 잘라낼 준비가 된 그림과는 달리 현실을 전체적으로 미리 볼 수 없기 때문에 이것이 필요한 요소라고 느꼈다. 현실에 대한 모양이나 모양도 없고, 정해진 경계선도 없으며, 편리하게 제쳐두거나 무시할 수 있는 불필요한 요소도 없다.

게임에서 신의 역할은 무엇인가? "그는 문제를 설정했을 뿐만 아니라 게임의 규칙을 고안했다. 그러나 그들이 완전히 알려진 것은 아니다. 그 중 절반은 여러분이 발견하거나 추론할 수 있도록 남겨져 있다.' 합리주의자들은 여기서 신을 사용하는 것을 주저하겠지만, 대신 "자연"이나 "현실"을 대체하면 과학의 판도가 명확해진다. 그것은 소위 자연의 법칙과 최신 이론들이 일반적으로 잘 작동하지만 여전히 통일된 전체에 대한 폐쇄성이 없는 추론과 추론의 게임이다. 어떤 의미에서, 기본 규칙은 기껏해야 절반밖에 알려져 있지 않다. 물리학의 최근 발전은 게임을 더욱 어렵게 만드는 암흑 물질과 에너지를 밝혀냈다. 왜냐하면 이러한 모호한 실체는 눈에 보이는 우주의 일반적인 물질과 거의 상호 작용하지 않지만 창조된 물질과 에너지의 대부분을 차지하기 때문이다.

그러나 아마도 우주에 존재하는 어둠보다 더 중요한 것은 과학이 투쟁하는 정신적인 어둠이다. 슈뢰딩거를 다시 인용하자면, "실험은 어둠의 영혼에 맞서 성공적으로 휘두르는 강화 칼날이다." 그가 의미하는 것은 무지의 어둠, 미지의, 어쩌면 알 수 없는 어둠을 의미한다. 양자 혁명에서 실험은 실행 가능한 물리적 실험이 없는 상황에서 정신적인 탐구인 "생각 실험"이 되면서 급진적으로 바뀌었다. 아인슈타인은 그의 시대의 진보된 수학을 활용하여 일반 상대성 이론에 대한 사고 실험을 고안해냈고, 이는 발표 후 몇년 안에 광자가 태양의 강한 중력장 근처를 지나갈 때 예상되는 빛의 굽힘을 관찰함으로써 아인슈타인이 주장한 중력파의 존재를 검증하게 된다.

그러나 물리학이 시공간이 용해되는 지평선에 가까워짐에 따라 특정 시점에서는 실험이 한계에 도달한다고 생각하기도 한다. 이것은 물질, 에너지, 공간, 시간으로부터 나오는 공허함인 소위 양자 진공에서 일어난다. 같은 지평선이 빅뱅 직전에 나타나는데, 그 때 창조는 측정할 수 없는 혼란과 같았다. 이 이전에도 실험, 측정 또는 데이터 수집을 통해 전혀 알 수 없는 우주의 실제 기원이 나타나며, 과학 이론 자체가 붕괴되면서 사실상 과학을 넘어서는 것이다. 최첨단 물리학의 대부분은 관찰할 수 있고 검증할 수 있는 현실에 이론을 맞추기보다는 직접 관찰할 수 있는 범위를 넘어 추상적인 수학적 이론에 의존한다.

대체로 동의한 사실은 우리의 경험적 세계가 비경험적 기원에 기초하고 있다는 것이다. 또는 멀리 내다본 물리학자 존 아치볼드 휠러가 선언했듯이 물질적인 물체는 근본적으로 중요하지 않고 위대한 양자 물리학자 존 폰 노이만이 지녔던 것과 더 비슷하다는 것이다. 과학자들이 슈뢰딩거와 휠러, 폰 노이만의 통찰을 따라잡으려 한다면, 이 격차, 자연의 격차는 판도를 바꾸는 것이다. 만약 여러분이 시공간이 용해될 때, 그들이 말한 논리적인 결론에 따르면, 정신 활동도 마찬가지입니다. 왜냐하면 인간의 뇌와 그 안에서 일어나는 모든 것은 시공간과 시간에 의존하기 때문입니다. 화학 및 전기 활동은 시간 제한이 있습니다. 사실 원인과 결과가 연결되어야 하는 시스템은 분명히 "전"(원인)과 "후"(효과)를 필요로 한다.

그래서 지금 과학에 대한 가장 큰 도전은 궁극적으로 철학적인 것이다. 우리가 그것에 대해 생각할 수 없다면 현실은 어떤 것일까? 4차원 우주에 서 있는 관찰자에 의해 차원 없는 공허함이 정확하게 묘사될 수 있을까? 알 수 있는 것과 알 수 없는 것 사이의 경계선은 어디에 있는가? 많은, 아마도 대부분의 과학자들은 과학이 철학보다 훨씬 우수하고 더 현실적이라는 믿음을 확신하기 때문에 그러한 질문을 싫어하거나 혐오한다. 그러나 이것은 무지에 대한 방어이며, 그러한 맹목적인 견해를 가진 사람은 어둠의 정령과의 게임에서 이기기 위해 과학이 존재한다는 슈뢰딩거의 선언을 잊어버렸다. 비록 대부분의 과학자들이 철학을 무시하지만, 세계의 모든 과학 이론과 모델은 철학적 가정에 의존한다. 이것이 결론이다.