SF 칼럼 [4]：가능성의 한계(4)-순시전달(瞬時傳達)과 외계와의 소통
|
들어가기 전에 + 칼럼의 제목인 순시전달(瞬時傳達：순간통신, 순간송수신, 순간전달 등은 같은 의미)은 풀어쓰면 ‘초광속 실시간 통신’ + SF나 양자물리학에서의 “순간이동(瞬間移動=공간이동, Teleportation)”은 물질을 양자 암호화(quantum cryptography, 양자얽힘이 어쩌고 저쩌고…)해서 목적지로 복사(전송)하고 원본은 파괴되는 개념. + 순간이동(공간이동)에 대해서 쉽게 설명해 놓은 책으로는 ≪스타트렉의 물리학 (로렌스 M. 크라우스 著)≫이 있다. 스타트랙(SF)에서 제안하는 순간이동과 양자물리학에서의 순간이동의 차이점을 알고 싶은 분은 책의 “제5장 원자냐, 비트냐?(p93~p115-구판본, p113~p144-신판본)”와 아래의 페이지를 참조하면 될 것입니다. 다른 참조 페이지：p156, p174, p195 (구판본의 페이지임) + EBS의 기획 포럼 프로그램인 “미래포럼 2050”에서 2008년 4월 중순에 『순간이동 현실가능성은?(제8회, 2008년 4월 19일 방영)』이란 제목으로 다룬 적이 있다. 관심 있는 분은 <EBS 미래포럼 2050 (무료)> 홈페이지로 접속하셔서 감상하십시오.(※ EBS는 회원가입 후에 동영상 감상이 가능함.) ※ 도서 ≪스타트렉의 물리학 (로렌스 M. 크라우스 著)≫과 영상『순간이동 현실가능성은?(제8회, 2008년 4월 19일 방영)』 이 두 가지를 보고나면 스타트랙에 등장하는 순간이동장치의 맹점을 알게 될 것이고, 현실 과학과 SF적 아이디어의 차이점에 대해서 확실하게 알게 될 겁니다. SF에서의 순시전달은 물질을 보내는 것이 아니라, 순수하게 정보만을 보내는 것이라는 의미에서 현실적인 규정을 피하려는 것이다. 이를테면 여기 한 가지 매우 간단한 FTL(Faster Than Light, 초광속) 통신기의 안(案)이 있다고 가정하자. 그것은 몇 광년이든 무방한 길이를 가진 강체(剛體)의 막대이다. 이 막대는 강체이여서 이쪽 끝 가까이를 밀면 그 막대 전체가 동시에 움직이는데 밀거나 끌어당기는 신호에 따라 순간적으로 별에 메시지를 보낼 수 있는 것이다. 그러나 이는 두말할 것도 없이 터무니없는 얘기다. 완전한 강체의 막대라는 것은 존재하지 않는다. 밀 때마다 그 에너지는 관(管) 속을 달리는 음파처럼 막대를 따라 광속보다도 훨씬 느리게 전진하는 것이다. 또다른 비슷한 안(案)도 있다. 몇 광년이나 되는 길이의 막대 두 개를 우주에 나란히 세워 사용하는 것이다. 먼저 지구쪽의 끝을 접촉시켜 두 개의 막대를 극히 작은 각도로 교차시킨 후 저쪽 막대앞이 몇 센티 떨어져 있도록 한다. 여기서 한쪽 막대를 옆으로 움직이면 그것은 다른 한쪽의 막대 위를 미끄러지면서 매우 단시간내에 건너편의 막대끝이 접촉하여 지구쪽 막대끝도 수센티미터 떨어지게 된다.(그림은 추후에 보강함.) 이렇게 하여 짧은 시간동안에 질량이나 에너지를 초광속으로 보내는 것이 아니라, ＜무엇인가＞가 막대를 따라 몇 광년을 여행한 것이 된다. 즉, 막대가 접촉되는 점이 지구에서 훨씬 떨어진 저편 끝까지 사뭇 이동해 가는 셈이다. 이는 정보전달에 이용할 수 있는 것일까? 실상 이에 대한 대답은 단적으로 ＜NO＞이다. 제임스 블리쉬 James Blish의 몇 가지 소설에 나오는 ＜울트라 웨이브 커뮤니케이션(초광파 통신기)＞와 같은 이런 종류의 장치인 전자기판(電磁氣版)이라고도 할 수 있는 보다 정교하고 기묘한 장치도 성공하지 못할 것이다. 여기서 간과되고 있는 것은 두 개의 막대가 접촉된 곳이 초광속으로 전진하기 전에 막대의 가로이동(橫移動)은 이미 시작돼 있지 않으면 안되는 점이다. 그러므로 저편 막대의 끝에서는 이미 ＜신호＞가 오는 것을 알고 있으며, 또한 그 신호외의 정보는 아무것도 없다는 것도 알고 있는 것이다. 물리학자들은 이에 관한 것을 ＜무의미한 초광속신호＞라 말하고 있다. 달을 향해 레이저를 휘두르면 빛나는 점은 달의 표면을 FTL 속도로 움직인다. 그러나 이 점은 월면의 한 점에서 다른 점으로 아무런 정보도 가져다 주지 않는 것이다. 초광속으로 정보만을 보내는 것으로써 상대론과 인과율을 또한 회피하려고 하더라도 그것은 불가능하다. 곤란한 것은 마찬가지인 것이다. 모든 FTL 메시지는 관측자의 입장에 따라서는 그것이 보내지기 전에 이미 도착한 것으로 보이는 결과를 가져온다. 우리의 우주관은 이를 받아들일 수가 없는 것이다. 
제임스 블리쉬 James Blish는 ≪시간의 5점성 Quincunx of Time (1973)≫*에서 앤시블과는 다른 안(案)을 제시하고 있다. ＜디랙 전송기(Dirac Transmitter：실재 물리학자인 폴 디랙과 관련시켜 이름지어졌다.)＞에서 보내지는 메시지는 과거, 현재, 미래를 불문하고 모든 디랙 수용기로 포착할 수 있다. 이 블리쉬의 세계에서는 미래는 과거와 마찬가지로 불변인 것이므로 원인이 있기 전에 결과가 있다는 것(인과율 역전현상)과 같은 역설은 사라져 버리게 된다. 다시 말하면 결정론적 세계인 것이다(만약 탄환이 표적에 명중한다면 손가락은 방아쇠를 당기지 않으면 안되는 것으로 그곳에서는 이같은 하나의 사상(事象)이 또다른 원인이냐 아니냐의 여부에 대한 논의는 이미 아무런 의미도 없게 된다. 그 대신 결정론적인 우주에서는 모든 사상이 단단한 수정의 원자처럼 고정되어 있으며, 따라서 어떤 순서로도 보고 갈 수가 있는 것이다.). * ≪시간의 5점성 Quincunx of Time (1973)≫은 장편(掌篇) ≪비프 Beep (1954)≫의 확장판이다.  결국 입자의 위치와 속도는 어느 한쪽이 측정되지 않으면(동시에 양쪽을 측정할 수는 없는 것이므로) 어느 한쪽도 실재하지 않는 것이 된다. 입자는 아마도 그곳에 존재할 것으로 예측되는 희미한 ＜확률함수＞로서 공간에 퍼져 있다. 우리가 측정했을 때에 한해서만 그 확률파(確率波)는 붕괴되어 일순간만 고체입자로서 활동한다. 그러면 이것을 FTL전달자에 연결시키는 방법은 없는 것일까? 예컨대 동시에 발생하여 반대방향으로 가는 두 개의 입자에 관한 ＜확률함수＞를 다루는 실험을 생각하는 것은 가능할 것이다. 여기서는 한쪽 입자를 측정함에 따라 또다른 한쪽의 입자상태를 추정할 수 있다. 양자물리학의 작용으로 이렇듯 가까운 쪽 입자의 무엇을 측정할 것이냐에 대한 선택에 따라 일순간에 먼 곳의 입자에 영향을 미칠 수 있는 약간의 가능성이 생기게 된다. 이같은 실험은 1972년에 처음으로 이루어졌으며(아래 그림 참조: 이후에 추가 예정), 그리고 1981년 파리에서 그 결과가 추인되었다. 만약 이 결과가 받아들여지게 된다면 아마도 ＜벌레 구멍＞ 또는 무엇인가를 통해서겠지만, 한쌍으로된 입자 사이에 초광속전송이 있게 된다. 이 상대론은 물론 이같은 루트에 의해 효과적인 정보를 보내기란 불가능한 것으로 예측하고 있다. 그런데 양자물리학자는 원인과 결과문제에 대해 때때로 오만한 태도를 취한다. 미국의 물리학자 헨리 스타프 Henry P. Stapp는, ≪초광속 전달은 필연적인가? Are Superluminal Connections Necessary?(1977)≫라는 논문에서 아래와 같이 쓰고 있다. 양자현상은 정보가 반드시 고전적인 사고방식을 따르지 않는 작용을 하는데 대해서 일단은 증거를 갖추고 있다. 정보가 초광파적(빛보다 빨리)으로 운반된다는 생각은 선험적(先驗的)으로 불합리한 것이라고는 할 수 없다. 이같은 종류의 실험과 이론은 매혹적인 가능성을 지니고 있다. 그것은 다른 우주에 대한 가능성마저도 암시하고 있는 것이다. 끝으로, 시인의 심안(心眼)으로 바라본 세상이 양자물리의 세계와 어떻게 닿아 있는가를 여실히 보여주는 예라고 할 수 있는 작고하신 김춘수 시인의 ＜꽃＞을 읊조리며, 미시세계와 거시세계의 경계선상에서 불안해 하는 마음을 추수려봅니다. ^^ 꽃 김춘수(金春洙, 1922~ 2004 작고) 내가 그의 이름을 불러 주기 전에는 그는 다만 하나의 몸짓에 지나지 않았다. 내가 그의 이름을 불러 주었을 때, 그는 나에게로 와서 꽃이 되었다. 내가 그의 이름을 불러준 것처럼 나의 이 빛깔과 향기(香氣)에 알맞은 누가 나의 이름을 불러다오. 그에게로 가서 나도 그의 꽃이 되고 싶다. 우리들은 모두 무엇이 되고 싶다. 너는 나에게 나는 너에게 잊혀지지 않는 하나의 눈짓이 되고 싶다. (잊혀지지 않는 하나의 의미가 되고 싶다.) 1952년 作 | ||||||
| 주석 註釋 | ||||||
| 주⑴ 앤시블(ansible) 정식명칭：Ansible FTL Communicator(Faster Than Light Communication device: 초광속 통신기) 앤시블(ansible)의 어원 앤시블(ansible)은 answerable(답할 수 있는)에서 파생됐다고 어슐러 르 귄이 언명한 바 있다. 앤시블(ansible)은 어슐러 K. 르 귄의 '헤인 우주' 시리즈*의 첫 작품인 ≪로캐넌의 세계 Rocannon's World (1966)≫에서 처음으로 사용됐고, ≪빼앗긴 자들 The Dispossessed (1974)≫에서 도입됐으며, ≪어둠의 왼손 The Left Hand of Darkness (1969)≫과 ≪세계는 숲이라는 단어 The Word for World is Forest (1976)≫ 등의 작품에서 등장한다. 앤시블(ansible)은 르 귄의 소설 ≪빼앗긴 자들≫의 주인공인 아나레스의 과학자 쉐벡에 의해 처음으로 발명되었다. 르 귄은 냉전시대를 토대로 한 SF ≪빼앗긴 자들≫에서 앤시블의 탄생을 다루었다. 앤시블은 공산 사회인 ‘아나레스’에서 자본주의 사회인 ‘우라스’로 망명한 수학자 쉐벡의 공식을 토대로 생겨난 기계다. 엄청난 이득을 챙길 수 있는 공식을 두고 암투가 벌어지는 가운데 쉐벡은 전파를 통해 모두에게 자신의 공식을 공개한다. E=mc² 공식이 원자탄으로 이어졌듯, 간단한 수식으로 이루어진 쉐벡의 공식은 르 귄이 그려낸 헤인(Hain) 우주 시리즈의 핵심인 앤시블의 토대가 된다. 앤시블은 현재 알려진 물리학으로는 말이 되지 않지만(어떤 정보도 광속보다 빠를 수 없다!) 소설적으로 매우 편리한 설정임에 틀림없다. [박스글 출처] 월간 판타스틱 홈페이지 앤시블은 르 귄의 '헤인 시리즈'에 등장하는 통신장치(송신기)로써, 상대성 이론(빛보다 빠르게 움직이는 물체의 시간은 그렇게 움직이지 않는 물체의 시간보다 느리게 간다)을 극복하여 수십만 광년 떨어진 지점에서도 실시간 통신을 가능하게 해주는 장치이다. 간단히 말하자면 '초광속 통신기기'라고 보면 된다. 원리는 송신기 중 한쪽을 어느 정도의 질량을 가진 행성상에 고정시킨 후 나머지 한쪽을 자유로이 가지고 다님으로써, 어떠한 지점에서도 두 군데에서 동시에 메시지의 교환이 가능하도록 하는 것이다. 앤시블은 ≪빼앗긴 자들≫의 주인공인 과학자 쉐벡에 의해 처음으로 발명된 이후, 르 귄의 헤인시리즈에 등장하고, 미국 SF작가 OSC (Orson Scott Card, 오슨 스콧 카드)는 그의 엔더(Ender)시리즈에서 차용하기도 했다. 국내에서는 얼굴없는 작가 듀나의 ≪대리전≫*과 유명한 판타지 소설 '눈물을 마시는 새'의 작가인 이영도씨의 SF단편 ≪카이와판돔의 번역에 관하여≫"에서‘앤시블’의 개념을 차용하기도 했다. * ≪대리전≫은 원작은 단편이었고, 2006년 중편으로 개작되어 작품집이 출판됨 * '헤인(Hain) 우주' 시리즈란? 헤인 시리즈란 전미 SF·판타지 작가 협회가 선정한 '그랜드 마스터'이자 전미 도서상, 휴고 상, 네뷸러 상 수상 작가인 르 귄의 대표적 연작 소설을 지칭한다. 서로 다른 문화를 지닌 수많은 세계들이 공존하는 가상의 '헤인 우주'를 배경으로 사십 년에 걸쳐 집필된 이 시리즈는 오늘 우리 세계를 비추는 문명 비판적 통찰을 담고 있다. ≪대리전≫에서의 앤시블의 응용 듀나는 ≪대리전≫에서 ‘앤시블’이라는 장치를 도입, 우주여행 문제를 깔끔하게 해결했다. 앤시블은 어슐러 르 귄의 소설에 등장하는 장치로, 아무리 먼 거리에 있어도 실시간으로 통신이 가능한 통신기다. 여행은 힘들지만 채팅과 접속은 가능하다는 것이다. 듀나의 ≪대리전≫은 이 앤시블을 이용하여 실제 여행은 하지 않고 정신만을 현지의 다른 육체에 다운로드하여 먼 행성의 관광을 즐긴다는 아이디어를 제공한다. [박스글 출처] 월간 판타스틱 홈페이지 주⑵ 광자(光子) 광자(Photon, 빛입자)：빛을 구성하는 입자 주⑶ 불확정성원리(不確定性原理, Uncertainty principle) 불확정성원리는 우리가 아원자(亞原子)*의 세계를 깊이 파고 들면 들수록 자연상의 어느 한 부분 또는 다른 부분이 모호해지는 지경에 도달하며 그 부분을 다시 분명하게 하면 또 다른 부분이 모호해진다는 사실을 밝히고 있다. 이것은 우리가 마치 카메라로 움직이는 그림을 조정하려는 것과 같다. 마지막으로 촛점을 맞추고 나서 보면, 그 사진의 오른쪽이 선명해지고 왼쪽은 완전히 초점을 잃어버리게 된다. 사진 왼쪽에 초점을 맞추려고 애를 쓰면 오른쪽이 희뿌옇게 되기 시작하여 상황은 뒤바뀌어 버리게 된다. 이 두 극단 사이에서 균형을 유지하려고 하면 사진의 양쪽이 알아 볼 수 있는 상태로 돌아오기는 하지만 최초에 있던 그 흐림을 제거할 방법이 없게 된다. 불확정성원리의 원형에 따르면 사진의 오른쪽은 움직이는 입자의 공간적 위치와 상응한다. 그런데 사진의 왼쪽은 그 운동량과 상응하게 된다. 이처럼 움직이는 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정할 수 없다는 것이 불확정성원리의 핵심이다. 이 성질의 어느 하나를 정확하게 결정하려고 하면 할수록 다른 것을 점차 알 수 없게 되어 버린다. 가령 입자의 위치를 정확하게 밝히게 되면 이상하게 들리겠지만 그 운동량에 대해서 전혀 알 수 없게 된다. 만일 입자의 운동량을 정확하게 결정하면 위치를 알아낼 방법이 없다. * 아원자(亞原子)란? 원자보다 작은 구성요소들. 즉, 원자핵이나 전자등을 말한다. 원자 이하의 미시세계에서는 만유인력은 영향을 미치지 못하고 오히려 전자기력, 핵력들이 크게 영향을 미친다. 그렇게 되면 기존의 거시세계적인 상식으로는 설명이 불가능한 현상들이 벌어진다. 따라서 그러한 현상들을 설명하기 위해서 정립된 것이 양자역학이다. | ||||||
| 【참고어】 | ||||||
| ㆍ광자 ㆍ불확정성원리 ㆍ아원자 | ||||||
| 작가 소개 (가나다)순 | ||||||
| + 어슐러 K. 르귄 | Ursula K. Le Guin (1929 ~ ) [상세 정보] - ① ② 1929년 저명한 인류학자 알프레드 크로버와 동화작가 디어도어 크로버 사이에서 태어났다. 래드클리프 칼리지를 졸업하고, 콜롬비아대학에서 프랑스와 이탈리아 르네상스 문학을 전공했으며, 풀브라이트에서 프랑스 역사학자인 찰스 르귄을 만나 결혼했다.1962년 시간여행을 다룬 로맨틱한 단편소설「파리의 4월」을 발표하면서 작품 활동을 시작, 현재까지도 왕성한 작품 활동을 펼치고 있다. 저자의 저작은 물론 판타지와 SF가 중심이긴 하지만 그 외에도 에세이, 어린이책, 비평, 시에 이르는 폭넓은 세계를 아우르고 있으며, SF 문단만이 아니라 미국 문학계에서도 높은 평가를 받고 있다. 인류학과 심리학의 영향을 받아, 휴고 상과 네뷸러 상을 동시에 수상한 대표작「어둠의 왼손」이나「빼앗긴 자들」의 경우에서 보이듯 단순히 외계라는 이름의 세계를 그리는 것이 아니라, 다른 환경 속에 사는 사람들의 사고 방식과 문화를 깊이 있게 파고들어 일종의 사고 실험과 같은 느낌마저 준다. 저자는 많은 상을 탔는데, 십여 차례 휴고 상, 네뷸러 상을 수상했으며, 그 외에도 세계 환상문학상, 카프카 상, 필그림 상 등 다수의 수상 경력이 있다. + 폴 디랙 | Paul Adrian Maurice Dirac (1902 ~ 1984) [상세 정보] 폴 에이드리언 모리스 디랙(Paul Adrian Maurice Dirac, 1902년 8월 8일 - 1984년 10월 20일)은 영국의 이론 물리학자이다. 양자 역학을 탄생시킨 사람 중의 하나이다. 1933년 에어빈 슈뢰딩거와 함께 "원자 이론의 새로운 형식의 발견"으로 노벨상을 수상했다. 1932년부터 1936년까지 케임브리지 대학교에서 루카스 석좌 교수를 역임했다. 그의 이름을 따서 주는 상인 디랙 메달은 국제 이론 물리 센터(ICTP) 이론 물리학자들에게 주는 상이다. 그가 워낙 말수가 적었다는 것을 가리켜 디랙이란 단위를 정했는데, 1 디랙은 한 시간에 한 마디를 내뱉는다는 단위이다.(출처: 마틴 가드너, ≪양손잡이 자연세계 The New Ambidextrous Universe≫, 과학세대 옮김, 까치, 1993) ※ 말 수 적은 건 저도 디랙과 견줄만 하군요! 근데, 물리학은…… ^^ㆀ + 제임스 블리쉬 | James (Benjamin) Blish (1921 ~ 1975) [상세 정보] 제임스 블리쉬는 1942년 microbiology에서 학사를 받았다. 세계 2차 대전이 터지자 블리쉬는 졸업 후 참전하여 1944년까지 medical technician으로 종군하였다. 전쟁 후 콜롬비아 대학에서 2년 있었는데, 이 시기에 Futurians에 가입했다. 그의 아내이자 에이전트인 Virginia Kidd도 Futurians의 멤버였었다. 학업을 끝낸 뒤 블리쉬는 문학계에 뛰어들었으나 시간이 나면 언제든지 SF의 나래를 펼쳤다고 한다. 블리쉬는 1968년 영국으로 이주했으며, StarTrek 11 서문에 그의 주소를 영국으로 쓰기 시작했다. 말년에 그는 StarTrek 각본과 단편 모두에 있어서 중심 작가였었다. 그의 다른 취미는 고양이, 음악 콘서트, 아마추어 연극, 비행이었다. - ≪양심의 문제 A Case of Conscience (1958)≫로 1959년 휴고상 장편부문 수상. - 동명의 단편 소설은 뒤늦게 1953년 레트로휴고상 (2004년 시상)을 탔음. SF에 있어서의 제임스 블리쉬(James Blish - William Athling, Jr.의 가명)의 업적은 많지만,  블리쉬는 또 SF 4부작으로도 유명하다. 이 4부작은 통칭 ＜우주 도시(Cities in Flight:공중도시)＞라 불리는데, 여기에는≪지구인, 고향에 오다 Earthman, Come Home≫, ≪별을 가진 사람들 They Shall Have Stars≫, ≪시간의 승리 The Triumph of Time≫, ≪별을 위한 삶 A Life for the Stars≫이 포함되어 있다. 이 소설들에서 사건과 배경의 전개는 매우 광대하다. 이들을 하나로 묶는 개념은 모든 도시들-우주선뿐만이 아니라-이 "spindizzy field"로 알려진 반중력을 이용한 동력에 의해 은하 간의 여행을 할 수 있게 되었다는 것이다. [참고] 멋진 신세계 회지(1호) 'SF의 역사(정직한 옮김)' | ||||||
| 참고 - 서적, 웹사이트 | ||||||
| - 세계 백과 대도전 + 인터넷 - http://www.seoprise.com/ - http://sfcave.kr/ - 위키페디아 (국내) - 월간 판타스틱 - 그외 이곳저곳 | ||||||
| + 더 읽어야 할 책과 영상 | ||||||
|
다음 SF 칼럼 [5] 가능성의 한계(5)： ▷ 우주의 시초
+ 본 SF 칼럼은 40여회 분량으로 실을 예정입니다.
+ 짜투리 시간 쪼개서 작성하는 것이라서 주기적으로 올리지는 못할 겁니다. 되는 대로 쓰고 되는 대로 올리겠습니다.
+ 전문적인 SF 칼럼니스트 만큼의 깊이는 없겠지만, 나름대로 기획해서 성심성의껏 올려보겠습니다. 많은 격려바랍니다. ^^
※ 이 칼럼은 퍼다 나르지 않으셨으면 합니다.
댓글 없음:
댓글 쓰기