물리학의 철학적 토대
The Philosophical Foundations of Physics
―― 필립 고프(Philip Goff)
때때로 대중 과학 프로그램들이 갈릴레오가 실험을 행함으로써 세계를 알게 된다는 멋진 생각을 품었을 때 과학 혁명이 시작되었다고 주장하는 것을 듣게 된다. 그렇지만, 갈릴레오는 실험을 수행한 역사상 최초의 인물은 아니었지만, 자연 철학의 언어는 전적으로 수학적인 것이어야 한다고 주장한 역사상 최초의 인물이었는데, 그 견해는 <<분석자(The Assayer)>>에서 인용된 다음과 같은 유명한 구절에서 표현되었다.
"철학[즉, 물리학]은 우리의 시선 앞에 줄곧 열려 있는 이 거대한 책―우주를 의미한다―에 씌여 있지만, 먼저 언어를 이해하고 그 언어를 표현하는 문자를 해석할 수 있게 된 후에야 이해할 수 있다. 그것은 수학이라는 언어로 씌여 있으며, 그 언어의 문자는 삼각형, 원, 그리고 다른 기하학적 도형인데, 이것들이 없다면 이 거대한 책의 한 마디도 인간의 힘으로 이해할 수 없다. 이것들이 없다면 인간은 어두운 미로에서 방황하게 될 것이다."
왜 이전에는 아무도 자연 과학의 이론들을 수학적 언어로 구성할 생각을 하지 않았었던가? 문제는, 갈릴레오 이전 철학자들은 세계가 감각적 성질들―색깔, 냄새, 맛, 소리―로 가득차 있다고 간주했다는 것이다. 수학의 간소한 추상적 언어로는 토마토의 빨강 또는 카레의 매운 맛 또는 꽃의 달콤한 냄새를 직관적으로 포착할 수 없다. 갈릴레오는 감각적 성질들의 세계를 제거하고 그것들을 비물질적 영혼에 위치시킴으로써 이 문제를 해결한다.
갈릴레오의 경우에, 카레의 매운 맛은 실제로 카레 속에 있지 않는데, 오히려 그것은 카레를 맛보는 사람의 영혼 속에 있다. 꽃의 달콤한 냄새는 실제로 꽃 속에 있는 것이 아니라, 그것의 냄새를 맡는 사람의 영혼 속에 있다. 갈릴레오의 경우에 색깔도 객체의 표면 위 "저쪽에" 존재하는 것이 아니라 인간의 영혼 속에 존재한다. 외부 객체로부터 모양 이외의 어떤 성질도 박탈함으로써 갈릴레오는 수학적 기하학으로 완전히 서술될 수 있는 세계를 만들어 내었다.
다시 말해서, 수리 물리학을 가능하게 만든 것은 세계에 대한 우리의 철학적 관념의 변화였고, 그 변화는 우리가 의식적 경험 속에서 마주치는 감각적 성질들을 물리학에 의해 연구되는 물질적 세계의 외부에 위치시키는 것의 문제였다.
이것이 나중에 거대한 성공인 것으로 판명된 수리 물리학의 시작이다. 일단 수학으로 자연을 포착할 수 있게 되면, 자연 법칙을 수학적 언어로 구성하기 시작할 수 있다. 얼마 후에 뉴턴의 운동 법칙과 중력 법칙이 제시되었다. 그리고 지난 5세기의 발달 시기 동안 세계의 인과적 구조에 대한 더욱더 정확한 수학적 모형들 덕분에 우리는 모든 종류의 특별한 방식들로 세계를 조작할 수 있게 되었는데, 레이저, 전자레인지 그리고 달로의 비행을 낳았다.
이런 성공을 수리 물리학이 공간, 시간 그리고 물질의 본성에 대한 완전한 설명을 제시하는 과정에 있다고 주장하는 일종의 물리학 근본주의에 대한 증거로 간주하고 싶을 것이다. 그러나 이것은 잘못 도출된 결론이다. 수리 물리학의 성공은 탐구 범위를 한정함으로써 비롯된 것이다. 우리가 의식적 경험 속에서 마주치게 되는 감각적 성질들―색깔, 냄새, 맛, 소리―을 물리 과학의 영역 바깥에 위치시킴으로써 남게 되는 것에 대한 순전히 수학적인 서술을 제시할 수 있다. 그러나 갈릴레오가 물질적 세계에서 배제한 그런 성질들은 여전히 어딘가에 현존하고, 그래서 아무튼 여전히 설명되어야 한다. 카레의 매운 맛이 실제로 카레 속에 있지 않다면 그것은 어디에 있는가? 갈릴레오는 그것이 영혼 속에 있다고 생각했지만, 영혼의 존재를 믿고 싶지 않다면 갈릴레오가 영혼 속에 위치한다고 믿었던 감각적 성질들을 위한 자리를 자연적 세계 속에서 찾아낼 필요가 있다.
그것을 어떻게 할 수 있는가? 물리학으로부터 알게 되는 인과적 구조와 더불어 우리의 의식적 경험 속에서 마주치게 되는 감각적 성질들도 아무튼 포괄하는 '탈갈릴레오적" 세계상으로 이동할 필요가 있는가? 아니면 감각적 성질들은 수학적 견지에서 설명될 수 없다고 생각한 갈릴레오가 틀렸을까? 카레의 매운 맛 또는 꽃의 달콤한 냄새의 본성을 수학적 언어로 포착할 수 있게 할 그것들에 관한 사고 방식이 존재할 것인가?
이것들은 매우 어려운 의문들이다. 그런데 그것들에 대답을 계속해서 찾아내고자 한다면, 나는 몇몇 철학자들을 가까이에 둘 필요가 있을 것이라고 생각한다.