바퀴벌레 원리 vs 인류 원리 음의질량-암흑물질-암흑에너지


※ 이번 포스팅은 지극히 주관적인 포스팅이며, 이러한 포스팅을 쓴다고 해서 그분들에 대해서 존경하지 않거나, 업적을 폄하하는 것이 아님을 밝힙니다!

[ 인류원리는 과학자에게 있어 불명예이자 일종의 마약이다! ]


요즘 물리학계에는 '인류원리(anthropic principle)'가 유행이다. 인류원리(또는 인간원리)란 인간이라는 지적 생명체의 존재 자체가 어떤 물리계의 특성을 설명한다는 원리이다. 인류원리를 처음으로 제기한 사람은 카터(Brandon Cater, 1973)였다. 간단한 예를 들자면, 왜 하필 지구가 태양으로부터 1억 5천만km 떨어져 있을까? 하는 문제를 인류원리로 설명할 수 있다. 지구가 그 보다 더 멀리 있거나 더 가까이 있다면 지구상에 생명체가 태어나 인간 같은 고등지식을 가진 생명으로 진화하지 못했을 것이라는 설명이 인류원리적인 설명이다. 고전역학에서는 지구가 왜 태양으로부터 이만큼 떨어져 있는지를 설명하지 못한다.
(네이버캐스트-오늘의과학:인류원리
http://navercast.naver.com/science/physics/622)

            
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간략하게 이야기하자면, 인류원리란 우리가 지금과 같은 모습의 우주를 보고 있는 까닭은, 최소한 부분적으로는, 우리가 존재하기 때문이라는 것이다. 그것은 자연이 완벽하며 현재 모습 이외의 다른 모습이란 절대 불가능하다는 완전히 예측적이고 통일적인 이론에 대한 꿈과는 전혀 상반된 관점이다. 인류원리에는 여러 가지 변형판들이 있다. 그중에는 알아차리기 힘들 만큼 약한 주장에서부터 터무니없게 느껴질 만큼 강한 주장까지 다양한 유형이 있다. 대부분의 과학자들은 강한 인류원리를 받아들이기 꺼려하지만, 약한 인류원리의 주장이 가지는 유용성에 대해서는 왈가왈부하는 과학자는 거의 없다.


약한
인류원리는 '인류가 거주할 있는' 우주의 다양한 시기나 부분들에 대한 설명을 제공한다.

예를
들면, 빅뱅이 하필이면 100 전에 일어났는가라고 물으면 원리는 일부 항성들이 진화를 끝내서 우리의 몸을 구성하고 있는 탄소나 산소와 같은 원소를 생성하려면 정도의 시간이 필요하고, 그보다 오래 되었다면 태양이 충분한 열과 빛을 내서 우리가 생명을 유지하는 데에 필요한 에너지를 제공할 없기 때문이라고 대답한다

무경계 가설의 틀에서 우주의 어떤 특성들이 가장 나타나기 쉬운지를 알아보기 위해서 우리는 파인먼의 법칙을 이용해서 우주의 각각의 역사에 숫자를 할당할 있을 것이다. 이러한 맥락에서 인류원리는 우주의 역사가 지적 생명체를 포함해야 한다고 요구함으로써 충족될 있다 - 스티븐 호킹 [호두껍질 속의 우주]
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인류원리에는 약한 인류원리 및 강한 인류원리가 있는데,

약한 인류원리는 공간적으로나 시간적으로 크거나 무한한 우주에서 지적 생물이 발달하기에 필요한 조건은, 오직 공간적으로나 시간적으로 한정된 특정한 구역에서만 충족된다. 그러므로 이런 구역의 지적 생물은 우주 안에서 그의 고장이(그가 존재하고 있는 구역이) 그의 생존에 필요한 조건을 충족하고 있다는 것을 관측해도 놀라울 것이 없다.는 생각

 

그런데, 여기서 유의해야 할 것은, 어떠한 상황을 관측한다고 해서 놀라울 것이 없다는 생각과, 어떠한 상황이 관찰자가 존재하기 위해서 선택되었거나 필요하다거나, 무언가에 대해서 인류원리가 답이라고 말하는 것은 다르다는 점이다.

 

가령, 우주의 나이가 왜 137억년 인가? 라는 질문에 대해서,

인류와 같은 지적인 생명체가 빅뱅으로부터 탄생하기 위해선 은하의 형성이라던지 원소의 형성이라든지 물의 존재라던지 이런데에 상당한 시간이 소요될 수 있기에 우주가 100억년 이상이라 하더라도 놀라운 일이 아니다!

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우주는 우리 인류와 같은 지적 관찰자를 필요로 하고, 이러한 지적 관찰자를 탄생시키기 위해서는 100억년 이상이 필요하기 때문에 우주의 나이는 100억년 이상이어야 한다!는 다르다는 점이다.

 

강한 인류원리와 약한 인류원리의 경계가 어느지점인지 확실치는 않지만, 인류원리는, 우주의 긴 역사도 인류를 위해서 필요한 시간이고, 태양으로부터 지구가 적당한 거리만큼 떨어져 있는 것도 인류가 존재하기 위해서이고, 은하의 형성도 인류와 같은 고등생명체가 탄생하기 위해서 이며, 중력이 역자승법칙을 따르는 이유도 인류의 존재를 위해서이고, 블랙홀이 태양계내에 있지 않는 이유도 인류의 존재를 위해서이며, 거의 모든 문제에 대해서 인류와 같은 지적인 관찰자의 존재를 위해서라고 답을 할 수 있게 된다.



그런데, 이러한 인류원리적 설명이 시간이 지나감에 따라 점점 더 대담해지고, 점점 더 당당하게 주장하며, 설명하지 못하는 과학적인 문제를 접할때마다 대놓고 말해도 전혀 이상함을 느끼지 않는 시대가 되어가고 있는것 같다.

코페르니쿠스의 전통을 이어받은 물리학자와 천문학자들이 앞장서서 인류원리를 제창하는 것은 아이러니한 일이 아닐 수 없다.

   

20세기 후반의 몇가지 우주론적인 문제에 부딪혀서 그것을 잠시 설명할 수 없다고 해서 결코 손대서는 안되는 금단의 존재에 손을 내민 셈이다. 잠시의 아픔을 잊고자 마약에 손을 내민 셈이며, 잠시의 성공을 위해 미봉책과 결과를 원인으로 삼은 셈이 되어 버렸다.

우리는 신이 아니며, 따라서 모든 것을 지금 당장 만족스럽게 설명해야 할 의무가 없다. 그러나, 근원적인 무언가를 설명해야 한다는 의무감과 압박감에 시달리고 있는 물리학자와 천문학자들이 20세기의 우주론이나 소립자적인 문제에 대해서 당장의 이론적인 설명이 어려워지자 일부에서 인류원리라는 것을 제창하고, 그러한 미봉책이며 결과론인 인류원리를 당당하게 하나의 답으로 제시하는 경우들이 점점 늘어가고 있다.


 

우리는 무언가를 모를 수 있으며, 이는 결코 부끄럽거나 하는 일이 아니다. 우리세대에 무언가를 설명하지 못한다고 하더라도, 그 질문을 후대에 전해주면 되며, 우리의 후손들이 그것을 설명할 날이 있을 것이기 때문이다.

또한 설령 우리 인류가 설명하지 못하는 것이 있다고 해서 그 책임을 우주의 전체 역사를 경험하지 못하고 137억년의 맨 끝자락에 탄생하여, 태양계도 벗어나기 힘든 구속조건을 가진 우리 인류가 져야 하는가?

 

우주의 질량밀도가 임계질량밀도에 근접하는 이유를 인류원리에(Susskind 10^500승 개의 우주에서의 선택이라는 관념까지 포함하여) 기대어서는 안된다. 또한 우주상수가 왜 작고 non-zero 값인가를 인류원리로 설명된다고 말하는 것은 물리학자의 사명에서 벗어나는 길이다.

 

 

우리는, 매우 간단히 인류원리보다 훨씬 더 강력한 원리를 만들 수 있다. 

[바퀴벌레 원리] [로봇 원리]가 그것이다.

 
우주의 진화, 물리학적인 상수값의 선택은 "인류원리"가 아니라, "바퀴벌레 원리"를 더 강력히 지지한다. 중력이 다른힘들에 비해 작은 이유는 인류가 존재하기 위해서 선택된 것이 아니라, "바퀴벌레"가 존재하기 위해서 선택된 것이다.

우주의 대폭발이 약 137억년 전에 일어났던 까닭은 "인류"와 같은 지적 생명체가 탄생하기 위해서가 아니라, "바퀴벌레"와 같은 하등 생명체가 탄생하기 위해서 필요한 시간이다.

지구가 태양계의 3번째 행성으로 태양과 1.5km 떨어져서 공전하고 있는 것은 우리 인류가 존재하기 위해서 필요한 적당한 에너지원의 존재조건이 아니라, 바퀴벌레가 존재하기 위해서 적당한 에너지원이 필요했고, 따라서 태양은 지구로부터 적당한 거리만큼 떨어져 있는 것이다.

 

우주의 나이가 100억년이 넘어가서 탄소가 합성될만한 충분한 시간이 소요된 것은 인류가 탄생하기 위해서가 아니라 바퀴벌레가 탄생하기 위해서 필요했던 시간이다.

 

블랙홀이 대단히 커져서 은하들, 물질들을 모두 삼켜버리지 않은 시대에 살고 있는 것은 인류가 존재하기 위해서가 아니라 바퀴벌레가 존재하기 위해서이다.


우주의 질량밀도가 우주의 팽창과 수축을 결정하는 경계선상에 있는 이유는 인류가 탄생하기 위해서가 아니라, 바퀴벌레가 탄생하기 위해서이다.
 

더욱이 바퀴벌레는 인류보다 더 적은 열량을 가지고도 생존할 수 있고, 더 높은곳에서 떨어져도 생존할 수 있으며, 더 작은 공간에서 생존할 수 있고, 한번에 몇만개의 알을 낳는 번식능력을 갖도록 제반 법칙과 상수값들이 선택된 것이다.

 
우리가 농담삼아 얘기하는 "지구에서 끝까지 살아남는 생명체는 인류가 아니라 바퀴벌레일 것이다"라는 일반적인 생각은 결국 바퀴벌레가 우리 인류보다 우주의 최종 선택에 가까이 있다는 점을 강력히 시사한다.

따라서, 우리는 앞으로 무언가 설명하지 못하는 문제에 부딪힐때 마다 "인류원리"를 제창할 것이 아니라, "바퀴벌레 원리"를 제창해야 하지 않겠는가?

 

우주의 역사에서 우리의 존재는 현재 1000만년도 되지 못한다. 또한 우리가 살고 있는 공간은 겨우 태양계에 머무르고 있다. 137억년의 우주의 역사와 우주전체를 인류의 존재를 위한 역사와 공간으로 편입하는 것은 결코 옳지 못하다!

 

 

[ 우주는 우리 인류를 위해 존재하지도, 우리 인류를 기억하지도 않는다! ]

 

우주의 기나긴 역사 속에서, 우리 인류의 존재는 겨우 몇백만년 밖에 안됐으며, 이러한 인류의 지속이 수억년이 될지, 몇백년으로 끝날지 우리는 아직 알 수 없다.

 

그러니, 우주전체의 역사에서 현재까지는 그 존재가 매우 짧은 시간인 인류, 또는 인류로 대표되는 고등생명체의 존재를 위해서 우주가 탄생되었고, 나이를 먹었으며 제반물리법칙과 물리상수들이 선택되었다고 주장하는 것은 옳지 못하다!

 

또한, 과학도이거나 과학자인 사람들이 인류원리를 무언가에 대한 범위를 예측하는데 사용할 수는 있으나, 그것을 바꾸어서 그러한 범위중 하나의 값이 인류의 존재를 위해서 선택되었다고 말해서는 안된다고 생각한다! 또한, 어떤 미해결된 문제를 접함에 있어 인류원리가 하나의 답이다! 라고 말해서도 안된다고 생각한다!


  
 

우주초기에 음의질량이 양의질량과 쌍생성되었다! 라는 가설이 당연히 옳지 않을 수도 있다.

또한, 음의 질량가설이 설명하는 우주의 질량밀도가 임계질량밀도에 가까운 이유(http://icarus2.egloos.com/2736930), 우주상수가 왜 매우작고 non-zero값을 갖는지에 대한 답(http://icarus2.egloos.com/2739777)이 옳지 않을 수도 있다.
 

가설의 옳고 그름과는 전혀 상관없이,

우주론적인 몇가지 문제를 설명하기 위해서 결과로부터 원인을 합리화시켜 학문의 모태인 인과론을 위태롭게 하고, 물리학의 근간인 에너지보존을 위협하면서도 그러한 행위의 심각성을 왜 인식하지 못하는 가?