열린연단: 문화의 안과 밖 | 강연 시리즈＞ 가모브와 이휘소, 우주론과 표준모형

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열린연단: 문화의 안과 밖 | 강연 시리즈> 가모브와 이휘소, 우주론과 표준모형

남순건 교수는 스스로를 “과학자의 길, 특히 우주와 입자물리학 이론을 전공하게 운명을 바꿔놓은 두 과학자”, 가모브(George Gamow)와 이휘소의 “삶과 그 업적”에 대해 간략하나마 소개를 한다. 이 둘이 중요한 이유는, 물론 그들 또한 숱한 학자들의 어깨를 빌렸으며 일궈낸 성과도 일개인이 아닌 공동의 노력이 빚은 것임은 분명하지만, 우주의 기원과 물질의 기원을 파헤치는 긴 학문적 여정에 있어 그들이 인류가 더불어 기억할 만한 커다란 족적을 남긴 덕분이라고 설명한다. 그럼에도 “세상은 무엇으로 만들어졌을까”에 대한 답은 미흡하다고 할 수 있는데 왜냐하면 여태껏 물리학에서 연구한 물질이라고 해봐야 “우주를 구성하는 물질의 4%”에 불과하기 때문으로 나머지 96%의 암흑 물질 문제와 함께, 중력을 포괄하여 이 세상에 존재하는 힘들을 통일해 설명해야 하는 과제 등이 남아 있다고 말한다.

열린연단 강연 (패러다임 21강) – 남순건 경희대 물리학과 교수

남순건 : 누구나 우주가 뭔가 하는 그런 궁금증은 다 갖고 계실 겁니다. 그리고 우주가 어떻게 시작되고 얼마나 큰가 이런 질문들을 어릴 때부터 가졌다고 저는 생각을 합니다. 그에 대해서 단초를 제공하는 우주론에 큰 역할을 한 분이 바로 가모브입니다. 그다음에 또 다른 질문 하나를 던질 수가 있는데요. 도대체 이 세상에 일어나는 여러 가지 현상들은 무엇으로 이루어져 있고 그것들이 어떻게 서로서로 작용을 해서 우주의 여러 현상들이 일어나는가 하는 또 다른 근원적인 질문으로 이에 대해 연구하는 학문이 소위 말하는 입자물리학이라는 것입니다. 그 물음에 대해서 표준모형이라는 것이 지난 몇십 년 동안 굉장히 여러 사람들이 역할을 해서 그 모형을, 이론을 거의 완성해가는 과정에 있는데요. (…) 그 이론에 결정적인 역할을 한 사람 가운데 한 분이 바로 이휘소입니다. (…) 다큐멘터리가 만들어진 적이 있는 굉장히 유명한 분들인데 이분들에 대해 소개를 하면서 이분들이 어떤 일들을 했는지 제가 설명을 드리겠습니다. (…) 그리고 두 가지, 빅뱅 우주론과 입자의 표준모형을 나눠서 먼저 생각을 하다가 나중에는 이 둘이 어떻게 합쳐지는가 하는 것에 대해서 간단하게 말씀드리겠습니다.

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열린연단 토론 (패러다임 21강) – 김항배 한양대 물리학과 교수

이덕환(사회) : 철학에서 말하는 물질의 질료하고 형상의 경우에 화학 수준, 그러니까 우리가 거시적으로 경험할 수 있는 물질의 수준까지는 어떻게든 철학적인 지적에 대응하거나 설명을 보완하거나 할 수 있을 것 같아요. 그런데 미시 세계로 들어가면 우리의 일상적인 경험의 범위를 벗어나거든요. 거기에서 우리가 할 수 있는 얘기는, 질료에 대한 부분은 분명히 얘기할 수 있을 것 같은데, 형상에 대한 것은 어렵다고 보입니다.

김항배 : 거창하게 ‘입자물리학은 어디로 가고 있는가’라고 해봤는데요. 입자물리학이 추구해온 게 물질이 무엇으로 이뤄져 있는가 하는 거였고, 우리는 20세기 초에 물질은 원자와 분자로 되어 있다는 것에 도착했습니다. 그다음에 다시 그 원자를 봤더니 이게 안 쪼개지는 게 아니고 이름의 뜻과 달리 핵과 전자로 나눠지더라 그래서 핵은 다시 원자핵으로, 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 되어 있다는 것을 발견했고, 다시 또 쪼개지더라 그래서 이 양성자와 중성자들은 쿼크(quark)들로 되어 있다라는 것에 이르러 있습니다. 현재 실험으로는 쿼크와 전자를 렙톤(lepton)이라고 부르는데 저것은 더 이상 안 쪼개지는 것 같이 보입니다. 그런데 모르는 거죠. 우리가 에너지를 더 높인다면 저것도 쪼개질 수 있다고 생각합니다. 그렇지만 과연 우리가 물질의 궁극을 이해하기 위한 이 짓을 언제까지 해야 될 것이냐는 문제입니다. 사실 ‘atom(원자)’이라는 말의 의미는 더 이상 쪼개지지 않는다는 의미거든요. 그래서 우리가 과학을 통해서 진짜로 쪼개지지 않는 무엇을 발견할지 아니면 더 쪼개질지, 이게 앞으로 결국 어떻게 될지에 대한 고견을 한번 듣고 싶습니다.

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강의록 전문 보기

         

우주와 미시 세계의 표준 언어를 구하다 - 가모브와 빅뱅 우주론, 이휘소와 입자물리 표준모형의 형성 과정

1. 들어가며

우리나라는 과거에 천문학 분야에서 세계 최고 수준이었다. 예를 들어 천상열차분야지도만 보더라도 그렇다. 또한 케플러의 별이라 불리는 초신성도 사실 조선 시대에 관측을 더 잘해놓았고, 그 기록만 가지고도 이것이 어떤 유형의 초신성임을 현대 천체 물리로 해석할 수 있을 만큼 잘 되어 있다. 그럼에도 우리나라의 과거에는 ‘과학자’들의 이름이 거의 알려져 있지 않다. 동아시아에서 그런 경향이 크고 그중에서도 우리나라에서의 과학자를 2등으로 여기는 전통은 아직까지도 이 사회에 뿌리깊게 남아 있다. 이런 한국에서 과학자로 평생을 살아가는 것은 과학에 대한 부정확한 시각 때문에 때론 어렵고 마음껏 연구하기 어려운 환경 때문에 때론 마음고생을 하게 한다. 그러나 과학에 대한 첫사랑을 지금까지 유지하면 살 수 있다는 것은 매우 큰 행운이기도 하다. 내가 과학자의 길, 특히 우주와 입자물리학 이론을 전공하게 운명을 바꿔놓은 두 과학자의 삶과 그 업적에 대해 간단하게나마 적을 수 있는 기회를 가지게 되어 매우 기쁘게 생각한다.

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강연자 소개

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  남순건 (경희대 물리학과 교수)

  경희대학교 대학원 원장

  경희대학교 미래정책 원장

  한국물리학회 입자물리분과 위원장, 수석부회장

  미국 하버드 대학교 방문교수

  미국 MIT 박사후연구원

  미국 예일 대학교 물리학 박사

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