빅히스토리 공부(박문호)

[시냇물]

https://naver.me/GkJcMCOa

빅 히스토리 공부

들어가는 말 중에서

1. 호주 서쪽 샤크베이 부근에서 야영하던 밤이 기억난다.
지평선에서부터 촘촘히 빛나던 그 많은 별과 은하수에 전율한 그 여름밤,홀로 그 은하수 아래를 서성이며 존재의 근원을 마주하고 싶었다.
지난 14년간 강의한 내용을 바탕으로 이 책을 시작했다.
하나의 통합된 관점으로 우주, 지구, 생명,인간을 설명하고 싶었다.
"별빛이 바위에 스며들었네"라는 시구절이 있다.
어린 왕자의 별을 간직하려면 물리학자의 별을 먼저 품어야 했다.
별빛을 구성하는 광자가 전자에 흡수되고 양성자를 세포 외부로 방출하는 과정이 바로 생명현상이다.

전자, 양성자, 광자는 자연을 구성하는 입자이다.
자연은 전자, 양성자, 광자는 상호작용이니 무한한 중첩 현상이다.
중력을 제외한 자연의 모든 현상은 전자, 양성자, 광자의 다양한 상호 작용이다.
이 책은 바로 전자, 양성자, 광자의 작용으로 우주, 지구, 생명, 의식을 설명하려고 한다.

2. 별 지구 생명 인간 모두에게 적용할 수 있는 관점은 이 모든 자연현상의 바탕에 광자 전자 양성자 상호작용이 있다는 것이다.

138억년 우주의 진화가 생성한 자연현상을 통합적으로 공부하는 효과적인 방법은 세 가지로 요약할 수 있다.

가. 기원을 추적하라
나. 시공을 사유하라.
다. 패턴을 발견하라

산화-환원 과정에서 세포 속 분자들의 변화 패턴이 생화학의 핵심이다.
변화하는 패턴이 생화학의 핵심이다.
분자, 세포, 개체들이 공간과 시간에서 분자 세포 개체들이 공간과 시간에서 변화하는 패턴이 진화다.
신경세포 시냅스에서 벌어지는 원자 배열의 패턴 변화가 우리의 생각이다.
패턴은 원자, 분자, 개체들의 배열 상태다.

자연 속 존재들의 배열 패턴 개수가 바로 엔트로피다.

가장 높은 확률의 패턴으로 가려는 속성이 자연 현상이다.

빅뱅과 초기우주

1. 우주의 모든 것은 서로 연결되어 있다.
2. 자연현상은 전자, 양성자, 광자의 상호작용
3. 원자의 결합과 물질
4. 분자라는 드문 형태
5. 원자의 작용은 전자의 작용
6. 전자, 물질을 구성하는 가장 가벼운 입자.
7. 전자의 흐름과 호흡
8. 미시세계는 확률의 세계
9. 미시세계와 양자역학
10. 광자의 방출과 레이저
11. 보존과 우주를 구성하는 네 가지 힘
12. 전하 중화 원리
13. 태양에너지의 기원
14. 핵융합과 원소의 탄생
15. 별의 일생과 태양의 운명
지구의 탄생과 판구조 운동


지구

1. 지구는 미행성이 충돌하여 만들어졌다.
2. 화강암 대륙의 출현
3. 슈퍼 풀름과 표층 환경의 변화
4. 양성자와 산성화된 지구 토양
5. 판게아 초대륙의 형성
6. 지질시대의 구분과 초대륙
7. 신생대의 지질학적 대사건
8. 기후변화와 밀란 코이치 주기
9. 지구의 대 빙하시대
10. 요동하는 지구 기후
11. 암석은 어떻게 만들어지는가?
12. 광물과 생물의 공진화
13. 양성자와 토양의 비옥화

초대륙 이동 과정

생명의 진화

1. 대사, 호흡, 광합성의 탄생
2. 미토콘드리아와 진핵세포
3. 질소 원자를 획득한 생물
4. 바이러스와 박테리아
5. 진핵세포의 전략
6. 생명 과정은 분자의 변환 과정
7.1차 산소 혁명과 진핵세포의 진화
8.2차 산소 혁명과 다세포 생물의 진화
9. 캄브리아 대폭발
10. 산호가 대륙을 만든다.
11. 해양무척추동물의 시대
12. 어류 땅을 딛다.
13. 중생대 공룡과 포유동물의 진화
14. 밤의 세계로 진출한 포유동물
15. 포유류의 시대
16. 열대 밀림에 적응한 영장류
17. 기후와 인류의 진화

인간과 의식의 진화

1. 초기 인류진화와 사회적 지능
2. 언어와 호모사피엔스의 사회
3. 대뇌 신피질의 부피가 결정한다.
4. 도약하는 인류의 생존능력
5. 시각 사고와 언어사고
6. 뇌는 무엇이든 연결하려 한다.
7. 뇌의 구조와 인류의 진화
8. 뇌 그리고 의식의 탄생
9. 의식에서 세계가 출현한다.

■ 생물의 광물화 현상

생물과 광물의 공진화 과정에서 생물의 외부 보호막과 생체조직 일부가 광물화되는 생물의 현상으로
예를 들어 광물의 공진화 과정을 세포 수준에서 살펴보면

탄소, 산소, 질소 원자나 금속 양이온의 상호작용

■ 엔트로피

1. 열역학 제2법칙

가. 열역학 제2법칙은 전 체계(system)의 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 일어난다는 것이다. 즉 우주 전체의 엔트로피가 감소하는
현상은 일어나지 않는다. 따라서 엔트로피는 보존되지 않고 시간이 증가함에 따라 증가한다.
정확한 열역학 2법칙 정의는 "우주의 엔트로피는 자발적인 과정에서는 항상 증가하고 가역적인 과정에서는 변화하지 않는다"이다.

나. 에너지(E)나 엔탈피 (H)와 마찬가지로 엔트로피는 일종의 상태 함수이다.

S=S 최 WHD 엔트로피-S 최초 엔트로피다. 열역학 제2법칙을 수식으로 표현하면
△S우주적+△S 계+△S 주변 =0 (가역적인 과정)
△S우주적+△S계 △S 주변〉O (비가역적인 과정)
가역적 : 물질의 상태가 한번 바뀐다음에 다시 본디의 가역적, 비가역적)

라. 열역학 법칙은 우주(고립된 SYSTEM)의 에너지가 항상 일정하다는 제1법칙과 우주의 엔트로피는 항상 증가한 다는 제2법칙으로 구성된다. 엔트로피 법칙인 제2법칙은 자발적 과정의 방향성을
나타내는 자연계 최고의 법칙이다.

우주 안에서 실질적으로 일어나는 모든 과정은 자발적 과정이다.

물이 높은 곳에서 낮은 곳으로, 열이 온도
가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동하는 등...

마. 볼츠만의 표현에 다르면 엔트로피는 무질서에 대한 척도이므로 우주는 결국 보다 무질서한 상태를 향해 가고 있다고 볼 수 있다.
영하의 온도에서 물이 얼음이 되는 것이나, 원시대기에서 생명체가 탄생하고 이들이 직접 또는 간접
으로 탄산가스, 물, 빛을 이용한 광합성을 통해 성장하고 번식하는 것은 엔 트로피 법칙과
모순되는 것처럼 보일 수 있다. 그러나 이들 과정에서도 우주 전체의 엔트로피는 증가하고 우주는 보다 무질서하게 된다.
즉 물이 얼음이 되는 과정이나 식물의 광합성 과정 그리고 생명체가 성장하는 과정에서 이들 계의 질서는 증가하지만 이 과정에서 주위로 방출되는 열은 다른 분자들의 운동을 활발하게 하여 결과적으로 우주 전체는 보다 무질서하기 때문이다.

마. 에너지는 일을 할 수 있는 능력이기 때문에 열역학 제1법칙은 우주가 할 수 있는 능력은 항상 일정함을 의미한다.
그러나 제2법칙에서 우주의 엔트로피는 항상 증가하므로 이는 결국 우주에서 실제 가능한 에너지가 줄어들고 있다는 것을 뜻한다.
따라서 우주는 궁극적으로 최대 엔트로피 상태, 즉 사용 가능한 에너지가 완전히 고갈되어 더 이상의 아무런 활동도 일어나지 않는 상태를 향해 치닫고 있다고 볼 수 있다.

농축된 에너지 상태에서 높은 엔트로피의 분산된 에너지 상태로 변하는 과정이라고 볼 수 있다.

언어와 상징

가. 현생인류인 호모 사피엔스는 언어를 통한 소통으로 개념과 의미를 공유하는 부족사회를 이루었다. 언어와 상징은 외부에서 입력되는 감각자극이 아니라 뇌 자체에서 생성되는 자극이다.
그래서 뇌속의 정보는 상징으로 전달된다.

나. 언어와 상징은 실제 자연에는 존재하지 않는,
뇌가 스스로 만든 제2의 자연이다. 이를 가상세계라 한다.
인간의 뇌 작용은 언어 개념을 통해 물리적 자연에는 존재하지 않는 가상세계를 출현시켰다. 언어를 통한 개념과 상징의 세계는 의미의 공간이다.

인간의 뇌의 연합 피질이 창출하는 언어의 세계는 가치에 근거한 의미의 세계지만 자연 속에는 의미가 존재하지 않는다.
의미와 가치는 인간이라는 종과 더불어 출현하는 인간 현상 그 자체다.

물리적 우주에 인간은 존재하지만 의미는 존재하지 않는다.
우주 속의 인간은 생물학적 신체의 일부분인 뇌의 작용으로 물리, 생리, 심리 단계가 동시에 작동하는
다층적이고 복합적인 존재가 되었다.

라. 우리의 뇌는 신경세포의 말단으로 분출하는 분자들의 공간적 배열을 매 순간 변화시켜 외부감각을 정신적 이미지로 만든다.
대뇌 신피질은 사물과 사건에 대한 뇌 속 이미지를 연속적으로 재배열하여 외부 세계사를 만든다.
신경세포가 만드는 신경 흥분 패턴 수가 기억과 의식이 된다.

마. 기억 공간에서 가능한 배열의 수가 정보의 양이 되며,물리학의 엔트로피가 된다.
엔트로피 증대의 법칙은 가장 확률 높은 배열의 패턴이 자연현상의 방향임을 나타낸다.

바. 결국 의식을 밝혀 내려는 뇌과학은 엔트로피라는 개념을 통해 물리학을 만날 수 있다.

언어와 호모사피엔스의 사회화

가. 인간의 언어는 뇌가 만든 새로운 우주다.
물리적 우주 속에 출현한 개념과 상징의 세계가 바로 언어다.
우주가 시공의 존재라면 언어는 관계 속의 존재다.
호모사피엔스에서 출현한 언어는 물질세계에서는 추론하기 어려운 상징에 의한 도약이다.
상징은 물리적 자연에 존재하지 않는 자연 속 또 다른 자연이다.

뇌과학자 Gerald M. Edelman이 주장하듯이 언어는 제2의 자연(가상세계)이다.

나. 개념, 지각, 의미는 대뇌피질이 기억을 바탕으로 생성하는 뇌의 인지 작용이다. 의미에는 비언어적
의미와 언어적 의미가 있는데 시각적 개념이 비언어적 의미이다.

초기 인류가 사용하는 단순한 숫자가 증가하면서
문법구조인 문장이 출현했다.
단어와 문장을 상징하는 이미지들로 연결되는 연상작용이 바로 생각이다.

다. 언어를 통해 개념을 공유하면서 공통의 목표를 향한 집단행동이 출현했다. 인간 집단 지향성은 다양한 사회적 실재를 창조했다.
원시부족사회의 통과의례, 부족 간 전쟁,고대국가의 율령과 복식은 모두 사회적 실재이다.
현대 인간 문화의 근간이 되는 학교, 군대, 직업 등도
모두 집단 지향성이 만들어낸 사회적 실재이다.

사회적 실재는 개념에서 만들어지고 개념은 언어를 통해 전파되고 확산된다.
언어를 통해 공유된 개념들이 만드는 사회적 실재가
바로 인간 문화의 핵심이다.

에필로그

책의 내용은 전문성을 요하는 내용들이 상당히 있지만 조금만 관심을 기울이면 숨겨진 보석까지 덤으로 얻는 내용들로 충만하다.
지금 여기서 일어나는 세계를 직접 접할 수 있는 통찰과 안목을 선사하기 때문이다.
깊은 도덕도, 전문적 지식을 얻기 위함도 아니지만
어떠한 인문서적보다도 깊은 통찰의 시야를 열어주는 시금석 같은 내용들이다.
수십 년간 학문과 성숙한 인간으로 거듭난 선구자의
안목에 그저 감사할 따름이다.