[북데일리] 과학에 문외한인 일반인에게 다소 생소한 ‘대칭’이란 개념은 과학에서 무척 중요한 키워드다. 노벨상을 받은 리처드 파인만은 “현대 과학이 이룩한 가장 중요한 업적 중 하나를 한 문장으로 요약한다면 아마도 대부분의 과학자는 ‘우주의 법칙 저변에는 대칭성이 깔려있다.’일 것”이라고 말한 바 있다.
<대칭과 아름다운 우주>(승산. 2012)는 현대물리학의 가장 중요한 화두인 ’대칭’이라는 개념을 흥미롭게 다룬 책이다.
이와 관련 최기운 카이스트 물리학과 교수는 추천사를 통해 이 책이 시공간에 대한 우리의 관념을 바꾼 상대성이론에서부터 만물을 하나의 최종 이론으로 기술하려는 소립자물리학이 발전하는 과정에 대칭성의 원리가 어떤 역할을 하는지 재미있는 사례를 들어 설명하고 있다고 소개했다.
이어 “대칭은 물리학자들이 자연현상을 기술하는 기존의 이론의 모순을 찾아내고 더 궁극적인 심오한 원리를 어떤 과정을 통해 발견해내는지를 보여주는 훌륭한 주제”라며 “이 책을 통해 자연법칙이 보여주는 아름다움에 함께 경탄하고 이를 가능하게 한 인간의 지적 성취에 대한 자부심을 공유하는 기회를 가지길 바란다.”고 기원했다. 다음은 대칭의 개념을 설명한 머리말 부분이다.
‘대칭은 어디에나 존재한다. 자연이 디자인한 수많은 패턴 속에서 무수히 많은 모습으로 나타난다. 대칭은 음악, 춤, 시, 건축 등 모든 형태의 예술에서 핵심 요소이며, 주요하고 결정적인 주제가 되곤 한다. 대칭은 모든 종류의 과학에 스며 있으며 화학, 생물학, 생리학, 천문학에서는 확고한 지위를 누린다. 대칭은 물질의 구조라는 내적 세계, 우주라는 바깥 세계, 수학이라는 추상 세계에 걸쳐 두루 존재한다. 자연에 대한 가장 근본적인 서술이라고 할 수 있는 물리학의 기본 법칙들은 대칭을 바탕으로 한다.
어린 시절, 우리는 경험을 통해 대칭을 처음으로 접한다. 우리는 대칭을 보고 대칭을 들으며 대칭적 상호관계를 보이는 상황이나 사건을 경험한다. 꽃잎, 빛을 받아 반짝이는 조개껍데기, 달걀, 아름드리나무의 가지, 잎의 잎맥, 눈송이, 하늘과 바다를 가르는 수평선 속에서 우리는 우아한 대칭을 본다. 태양에서, 달에서, 그들이 밤낮을 이동하며 하늘 위에 그리는 완벽하게 대칭인 궤도에서 우리는 이상적인 대칭적 원반과 마주한다. 노래나 새소리 속 단순한 음의 반복 진행을 듣고, 북소리에서도 대칭을 느낀다. 한 유기체의 생의 주기에서, 매년 주기적으로 반복되는 계절에서도 대칭은 목격된다.‘
