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최종 이론은 없다
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356쪽 | A5
ISBN-10 : 8972914959
ISBN-13 : 9788972914952
최종 이론은 없다 중고
저자 마르셀로 글레이서 | 역자 조현욱 | 출판사 까치
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2010년 11월 10일 출간
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책 소개

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거꾸로 보는 현대 물리학 『최종 이론은 없다』는 현대 물리학의 기초가 되는 여러 가지 이론을 통해 물리학에 대해 재조명하고 반성해보는 책이다. 예부터 세상을 만들었다 일컬어지는 세상에 대한 다양한 신화들에 대한 내용을 담은 제1부 ‘전일성’을 시작으로 빅뱅과 우주에 대해 설명한 제2부 ‘시간의 비대칭성’, 물질세계와 기원에 대해 알아보는 제3부 ‘물질의 비대칭성’, 생명의 기원에 대해 과학적으로 설명한 제4부 ‘생명의 비대칭성’, 대칭과 통일, 우주적 고독 등 존재에 관해 알아보는 제5부 ‘존재의 비대칭성 등 총 5부로 구성되어 있다. 또한 참고문헌과 인명 색인 등을 수록하여 내용을 이해하는데 도움을 준다.

저자소개

저자 : 마르셀로 글레이서
저자 마르셀로 글레이서(Marcelo Gleiser)는 다트머스 대학에서 자연철학 애플턴 석좌교수로서 물리학과 천문학을 가르치면서 우주론 연구 팀을 이끌고 있다. 저서로 '춤추는 우주(The Dancing Universe)', '선지자와 천문학자(The Prophet and The Astronomer)'가 있으며 미국 국영 라디오 방송(NPR)의 블로그 13.7 : Cosmos and Culture에 참여하고 있다. 현재 뉴햄프셔에 살고 있다.

역자 : 조현욱
역자 조현욱(趙顯旭)은 1957년 부산에서 태어나서 서울대학교 정치학과를 졸업하고 같은 대학원을 수료했다. 1985-2009년 중앙일보 기자로서 국제부장, 문화부장, 논설위원을 역임했다. 2009년 한국외국어대학교 언론정보학부 초빙교수를 지냈다. '메모리 바이블', '동시성의 과학, 싱크', '이성적 낙관주의자' 등을 옮겼다.

목차

서문

제1부 전일성(全一性)
1 창세기!
2 어둠에 대한 두려움
3 이행
4 믿음
5 전일성 : 시작
6 피타고라스 학파의 신화
7 플라톤의 꿈을 실현하기
8 태양이라는 신
9 우주의 열쇠를 마음속에 가지는 것……
10 케플러의 실수

제2부 시간의 비대칭성
11 확인된 빅뱅
12 모래 한 알갱이 속의 세계
13 빛은 신비하게 행동한다
14 전자기의 불완전성
15 원자의 탄생
16 창조 신화에서 양자까지 : 간략한 역사
17 믿음의 도약
18 지르박 춤을 추는 우주
19 우리가 보는 우주
20 비틀거리는 빅뱅 모델
21 우주의 시작으로 돌아가서
22 색다른 원시 물질
23 좁고 기묘한 구역
24 암흑이 깔린다
25 암흑의 지배

제3부 물질의 비대칭성
27 대칭성과 아름다움
27 대칭성에 대한 좀더 자세한 탐구
28 에너지는 흐르고 물질은 춤춘다
29 아름다운 대칭성이 깨지다
30 물질세계
31 틈새의 과학
32 물질의 대칭성과 비대칭성
33 우주 내의 물질의 기원
34 상전이하는 우주
35 통일 이론 : 비판

제4부 생명의 비대칭성
36 생명!
37 생명의 불꽃
38 무생명에서 생명으로 : 첫 단계
39 최초의 생명 : "언제"의 문제
40 최초의 생명 : "어디서"의 문제
41 최초의 생명 : "어떻게"의 문제
42 최초의 생명 : 건축용 벽돌
43 생명력을 죽인 남자
44 우주는 비대칭이다!
45 생명의 편향성
46 시작은 그토록 비대칭적이었는데……
47 우리는 모두 돌연변이이다

제5부 존재의 비대칭성
48 어둠에 대한 두려움 Ⅱ
49 우주는 의식이 있는 존재인가?
50 의미와 경외감
51 대칭과 통일을 넘어서서
52 마릴린 먼로의 점 그리고 생명에 "꼭 맞는" 우주라는 오류
53 희귀한 지구, 희귀한 생명?
54 우리와 그들
55 우주적 고독
56 인류의 새로운 사명

맺는 말 : 환희의 정원

참고 문헌
감사의 말
역자 후기
인명 색인

책 속으로

출판사 서평

“우주는 멋지게 혼란스럽다! 최종 이론은 없다!” <최종 이론은 없다-거꾸로 보는 현대 물리학>은 서구 과학계를 2,500여 년간 지배해온 사상을 뒤엎는다. 그 사상이란, 자연이 겉보기에는 복잡한 것 같지만 그 이면에는 하나의 단순한 실체가 존재...

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“우주는 멋지게 혼란스럽다! 최종 이론은 없다!”

<최종 이론은 없다-거꾸로 보는 현대 물리학>은 서구 과학계를 2,500여 년간 지배해온 사상을 뒤엎는다. 그 사상이란, 자연이 겉보기에는 복잡한 것 같지만 그 이면에는 하나의 단순한 실체가 존재한다는 믿음을 말한다. 마르셀로 글레이서는 이러한 믿음이 사실과 증거에 기초한 것이 아니라 하나의 도그마에 불과하다고 주장한다. 최근 화제작인 <위대한 설계>에서는 스티븐 호킹은 신이 우주를 창조하지 않았다는 말로, 큰 논란을 불러일으켰다. 글레이서는 여기에서 더 나아가 우주는 비대칭이고, 우주를 하나의 원리로 설명할 수 있는 최종 이론(final theory)은 존재하지 않으며, 우리의 존재는 매우 희귀한 우연의 결과라고 말한다. 이 책은 독자들에게 현재 물리학계에서 가장 큰 논란의 중심에 있는, 최종 이론과 우주의 탄생에 대한 새로운 시각을 제공할 것이다.

<최종 이론은 없다-거꾸로 보는 현대 물리학(A Tear at the Edge of Creation)>의 제1부 전일성(全一性)에서 저자 마르셀로 글레이서는 자신의 어린 시절을 소개하고, 통일 이론가에서 통일 의심론자로 바뀌게 되는 과정을 설명한다. 브라질 열대에서 어린 시절을 보낸 그에게 자연이란 흥미진진한 것들로 가득 찬 탐구의 대상이었다. 케플러에 심취하여 케플러가 평생 믿어 의심치 않았던 전일성에 대한 믿음을 발전시켜 이어가겠다고 다짐하면서, 그는 통일론자가 된다. 그러나 전일성에 대한 믿음으로 진리를 밝히려는 필생의 탐구를 했던 케플러의 믿음은 지금에 와서 보면, 결국 오류였음이 드러났다. 신(神)의 완전성에 부합하는 다면체와 우주 행성 간의 연관성은 그 당시에만 선험적인 해석이었을 뿐이다. 케플러는 자신이 자연의 숨겨진 코드를 찾아냈다고, 신이 준비한 만물을 하나의 원리로 설명할 수 있는 최종 이론을 발견했다고 생각했다. 이러한 케플러의 믿음의 맹목성을 스스로에게 적용한 글레이서는 통일 이론가로서의 자신의 시절이 끝났음을 깨닫는다. 제2부에서는 시간의 비대칭성에 대해서 설명한다. 우주가 팽창한다는 사실, 빛의 이동, 자기홀극, 그리고 우주의 전체 모습을 설명할 수 있다고 제시된 빅뱅 모델까지도, 새롭게 등장하는 사실들 앞에 흔들린다. 우주 탄생의 극히 초기까지 다가갈 수 있게 된 과학적 발전들로 인해서 암흑 물질, 암흑 에너지의 존재들이 밝혀졌고, 이는 우리 우주의 존재를 점점 더 우연적인 산물로 설명하도록 한다. 거의 존재할 수 없을 법했던 우주가 실제로 여기 있다는 사실은 비대칭성의 존재를 더욱 강하게 말할 뿐이다. 제3부에서는 물질의 비대칭성에 대한 설명이 이어진다. 우리는 대칭성을 갈망하고, 그것이 아름답다고 생각한다. 바로 그것이 믿음이 되어 과학에도 그러한 대칭성과 궁극의 진리를 적용하려는 것이다. 그러나 물질세계는 원자와 반원자의 약간의 불균형, 즉 개수의 차이로 인해서 지금의 모습이 되었다. 만약 그러한 차이가 없었다면, 둘은 쌍소멸하여 우리는 존재할 수 없었을 것이다. 여러 곳에서 발견되는 부분적인 통일성에 대한 발견으로 궁극의 통일성을 찾아내려는 시도는 플라톤적 망상일 뿐이다. 그리고 제4부에서는 생명의 비대칭성을 설명한다. 무생물에서 생물에 이르는 여러 단계에서 비대칭성은 필수적인 요소였다. 파스퇴르가 발견한 특정 유기 분자의 좌우 비대칭은 생명의 놀라운 특성이다. 생명은 분명한 편향성을 가지고 있고, 근본적으로 이 같은 불균형이 우리라는 생명을 탄생시켰다. 결국 우리가 존재할 수 있었던 것은 일련의 매우 독특한 환경 조건을 발생시킨, 매우 독특한 일련의 돌연변이 덕분이라는 것이다. 마지막 제5부에서는 존재의 비대칭성을 말하고 있다. 여기서는 우주의 우연성을 인정하더라도 그것이 과학에 대한 책임 회피가 되지 않는다는 점을 강조한다. 우주를 설명하는 하나의 원리가 없고, 우주가 신의 의도대로 만들어진 계획적 존재가 아닌 우연의 산물이라고 해도, 우리가 존재한다는 사실 자체가 우주를 의미 있는 것으로 만든다. 이처럼 글레이서는 목적의식을 가진 우주가 생명을 창조했다고 말함으로써 생명에 대한 책임 면제권을 부여할 것이 아니라, 희귀한 지구와 희귀한 생명의 가치를 인정하고 그것을 지켜나가는 것이 우리의 의무이자 책임이라고 말한다.

[추천사]

“글레이서는 서구 과학에서 만물의 이론에 대한 과학적 탐구와 일신론 간에는 심원한 연관성이 있다고 명쾌하고도 강력하게 주장한다. 그는 이 같은 꿈을 포기해야 한다고 설득력 있게 주장한다. 이것은 세계에 대한 우리의 이해가 엄청나게 바뀔 전조가 될 수 있다.”
-스튜어트 카우프만, 캐나다 왕립학회 회원, <혼돈의 가장자리>의 저자

“글레이서는 우리가 불완전하고 비대칭적이며 우연한 우주의 어디에서 아름다움을 찾을 수 있을 것인지를 명쾌하게 안내한다. 그는 대가다운 멋진 주장을 통해서 과학의 오랜 꿈인 대통일이 어째서 결코 이루어지지 못할 것인지를 보여준다. 대통일 이론은 단순성을 향한 우리의 거의 필사적인 열망을 투사한 것에 지나지 않는다. 생명은 복잡하고 우연적이며 풍요로운 실체인데, 여기에 그 같은 열망을 투사하는 까닭에 실패할 수밖에 없다.”
-노벨 화학상 수상자 로얼드 호프만, <같기도 하고 아니 같기도 하고> 저자

“지나치게 단순화한 불모의 ‘전일성(全一性)’ 개념을 헛되이 추구할 것이 아니라, 우주를 있는 그대로 - 그 모든 풍요롭고 창조적인 불완전성 그대로 - 받아들이고 소중히 여기라는 한 과학자의 직접적인 호소. 글레이서는 우주와 생명은 그 자체로 의미 깊은 것이지 의미 깊어야 할 ‘이유’ 같은 것을 필요로 하지 않는다는 점을 우리에게 일깨워준다.”
-K.C. 콜, <믿을 수 없을 정도로 멋진 어떤 일이 일어난다>의 저자

“글레이서는 우주의 심원한 구조에 대해서 내가 가장 강하게 가지고 있던 직감을 깨부수는 일에 나서고 있다. 설득력과 명쾌함이 특징인 그의 글은 매력적인 친밀함까지 갖추고 있다. 도발적이고 계몽적인 이 책은 시종일관 독서의 순수한 즐거움을 느끼게 해준다.”
-레베카 뉴버거 골드스타인, <신의 존재에 대한 36가지 근거:소설의 역할>의 저자

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책 속 한 문장

회원리뷰

  • - 대칭 vs 비대칭 - 이 책은 어릴적 죽음에 대한 두려움을 떨치기 위해 마법이나 뱀파이어 같은 존재에 심취하다&nbs...
    - 대칭 vs 비대칭 -

    이 책은 어릴적 죽음에 대한 두려움을 떨치기 위해 마법이나 뱀파이어 같은 존재에 심취하다 
    결국 '가장 강력한 마법'인 물리학에 입문한 저자가 오랫동안 통일이론을 신봉해왔음에도 불구하고
    전 우주를 포괄해낼 수 있는 단 하나의 원리는 존재하기 어렵다는 내용을 담고 있습니다.
    결정론적 시각에 입각하여 집필된 <최종 이론의 꿈>이 '대칭의 미학'이라면,
    이에 대한 반론의 성격으로 집필된 <최종 이론은 없다>는 '비대칭의 미학'을 다루는 책이라고 볼 수 있지요

    세상을 하나의 원칙으로 설명하려는 전일성에 대한 강력한 희구를 가진 이들이 많듯
    우리가 누구이고 이 세상은 어떻게 만들어졌는지, 그 근본을 이해하고자 하는 노력은 
    신학부터 최종 이론을 찾고자 하는 물리학에 이르기까지 대단히 유서 깊습니다.

    만물을 설명할 수 있는 그 무언가가 있다/없다라는 명제는 학문적으로 가장 근본적인 논쟁거리듯...
    이 책은 '전일성'이라는 것이 정말 가능할 것인가라는 의문으로 시작하여
    시간, 물질, 생명의 비대칭성을 다루고 마지막으로 '존재'에 대한 비대칭성을 언급합니다.
    참고로 본문 중 2~4장 내용은 난이도가 상당히 높고 난해하며
    그래서 저자는 가독성 높은 1, 5장을 먼저 보는 것이 나을 수 있다고 서두에 권해주기도 합니다.


    - 인간의 한계 -

    인간의 한계라는 측면은 세상을 아우를 수 있는 이론이 과연 존재하는가와는 별도의 문제이겠지만
    생각해보면 본인이 현대과학을 다시 한 단계 도약시킬 수 있는 근거를 마련해주고도 
    정작 자신은 오랜기간 받아들이지 않았던 엄청난 천재가 바로 아인슈타인이었던 것처럼
    인간이 제아무리 뛰어나더라도 한계를 지닌 존재라는 점은 명확합니다.

    가령 '위대한 설계'가 정말 있다하더라도
    과연 불완전한 존재인 인간이 이를 제대로 이해·인지할 수 있을 것인가에 대해
    우리는 분명 상당부분 의문을 품을 수 밖에 없습니다. (불완전성, 불확정성의 원리) 


    - 미시, 거시 -

    그렇다고 이 책이 과학적 탐구가 별 의미 없다고 주장하는, 회의론적인 내용을 담고 있는 건 절대 아닙니다.
    모든 것을 설명할 수 있는 통일이론에 집착할 필요가 없을 뿐
    만물을 움직이는 숱한 원리에 대해 연구해나가는 것의 의의는 충분하므로.

    경제든 물리든 사회학이든 미시적-거시적으로 '굳이' 나눠보자면 물리학의 경우 
    미시적으로는 원자, 전자, 광자를 탐구하면서 물질의 아주 미세한 부분을 찾아나가는 환원주의,
    거시적으로는 최근 가장 핫한 화두가 되고 있는 복잡계를 언급할 수 있겠습니다.

    여기저기 부대끼며 살다보면 거시적인 시야의 중요성을 계속 느끼게 되기 마련이고
    추가로 요즘은 단편적인 정보가 넘쳐나다보니 종종 미시적 탐구에 대한 중요성을 간과하는 경우가 많은데
    '빛이 휘고 시공간이 굴절한다'라는 연구가 GPS에 반영되어 있는 것을 비롯
    실생활에 활용되고 있는 상당수의 편의시설들은 미시적 탐구로부터 파생된 부산물들입니다.

    이제 일반인에게도 영화 <가타카>에 나온 A, C, G, T가 익숙한 개념이 되었고 
    뱀파이어처럼 영원하기를 원하는 이들을 위한 줄기세포 관련 광고를 늘 접할 수 있듯...
    과학자들의 연구가 어떤 면에선 괴짜들의 단순 장난 정도로 비춰질 여지도 있으나
    세상의 모습을 바꾸는 데 있어 그들의 기여도를 간과해선 안된다는 생각이 절로 들게 되지요.

    입자물리학 등 본문의 일부가 일반인에게 꽤나 먼 내용일 순 있어도
    뉴턴의 중력에서부터 빅뱅이론, 특수상대성 이론, 일반상대성 이론, 양자역학에 이르기까지
    머나먼 딴 세상 이야기를 하는 건 절대 아닌 셈입니다.
    (책 중반부는 난이도가 높아서 1장 → 5장 → 2~4장 순으로 읽는 편이 나아 보입니다.)


    - 물리학과 소설 사이 -

    이 책은 읽는내내 물리학과 소설의 오묘한 경계선에 있다는 생각이 들었습니다.
    <세상을 설명하는 단 하나의 방정식>,
    분야는 전혀 다르지만 어디선가 많이 봤던 것 아닌가요?

    영화·드라마에서의 슈퍼 영웅·재벌·일탈 판타지나 무협지·판타지에 늘상 나오는 절대무공·대마법 같이
    우리가 마음 속 깊이 희구하는 환상성은 문화컨텐츠 뿐만 아니라 물리학에서도 똑같이 재현되고 있습니다.
    가령 '초끈이론'은 인간이 열망하는 또 하나의 절대마법이라고 볼 수도 있겠지요ㅎ
    문득 완벽한 유피넬적 존재인 엘프와 불완전한 헬카네스적 존재인 인간을 대비시킨 
    <드래곤 라자>가 오버랩되기도 했고
    물리학서임에도 불구하고 죽음을 무서워해서 늑대인간·뱀파이어 등을 찾아보았다는 본인의 이야기부터 
    프랑켄슈타인 등 다양한 '비과학적'인 사회현상들을 언급하는 수많은 내용을 보면
    이 책은 철학과 우리네 인생을 같이 담고 있는 퓨전 물리학서로 보는 것이 맞다는 생각입니다.

    이 세상은 어떤 대원칙에 의거 대칭적으로 굴러가는 것 같지만
    살다보면 비대칭성에 의해서도 굴러가는 것 같기도 합니다.
    우리가 초월적 존재 혹은 대원칙에 의거 탄생했든, 
    우리가 아니지만 결국 우리였던 단순 물질에서 우연히 잉태되었든 간에 
    지금 이 순간 나라는 존재와 생명의 소중함이 경시되는 건 전혀 아니며 저는 살짝 비대칭성에 기우는 입장인데, 
    '운칠기삼'이라는 단어가 이를 압축적으로 가장 잘 표현해주지 않나 합니다.

    대칭의 미학, 그리고 비대칭의 미학
    여러분은 어느 쪽에 좀 더 끌리시나요?
  • MARCELO GLEISER   A   TEAR   AT &n...
    MARCELO GLEISER
     
    A   TEAR   AT   THE   EDGE   OF   CREATION
    - A Radical New Vision for Life in an Imperfect Universe
    by  Marcelo Gleiser  2010.
    최종 이론은 없다 ----- 거꾸로 보는 현대 물리학
    저자  마르셀로 글레이서 Beyond Edge : Marcelo Gleiser Home page

    저자 서문 중에서 ----- pp. 13 -       

    ...... , 나는 이 책에서 주장하려고 한다. 물질세계의 모든 비밀 -- 자연의 숨겨진 코드(hidden code of Nature ) -- 을 통일하는 물리 이론에 대한 믿음은 전일성(全一性, Oneness )에 대한 종교적 믿음의 과학적 등가물이라고 말이다.

    ----- Theory  of  Everything  /  Final  Theory

    ...... , 모든 통일 이론의 주춧돌을 이루는 인식이 있다. 자연을 깊이 있게 묘사한 설명에는 더 높은 차원의 수학적 대칭성이 포함되어 있어야 한다는 것이다.

    ...... , 하지만 결국 나의 연구는 새로운 방향으로 나아가게 되었다. 나는 자연의 가장 기본적인 측면들을 가장 잘 설명하는 것이 대칭성( symmetry )이라기보다 비대칭성( asymmetry )이라는 사실을 인식하게 되었다. 대칭성도 나름의 매력이 있을 수 있지만 그 속성상 정체할 수밖에 없다. 무엇인가가 변화하려면 그 이면에는 반드시 모종의 불균형이 있어야 한다. 내가 이 책에서 설명하듯이, 물질의 기원에서 생명의 기원에 이르는 모든 구조의 출현은 기본적으로 비대칭성의 존재에 좌우된다.

    역자 후기 중에서 ----- by  조현욱( 趙顯旭 , b. 1957 - pp. 350 -

    최종 이론이란 자연에 존재하는 네 가지 기본 힘, 즉 중력, 전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력을 하나로 통일해서 설명하는 단 하나의 이론 을 말한다. 오늘날 전자기력과 약한 핵력은 하나의 이론 로 통합되어 전약력으로 불린다. 전약력과 강한 핵력을 통일하려는 시도가 소위 대통일 이론이지만, 아직까지 검증되지 못했다. 여기에 중력을 더해서 모든 힘을 통일하는 이론의 후보로 각광받는 것이 초끈 이론이다. 저자는 대통일 이론과 초끈 이론에 회의적이다. 실재를 반영하지 못하는 무리한 이론에 불과할 가능성이 상당하다고 본다.

    ***
    저자는 이 책을 통해, 지난 25세기 동안 이어져온 (과학에서의) 통일성 마법의 오류를 폭로한다. 아울러, ( 어떤 통일 이론도 최종적인 것으로 증명될 수 없기 때문에 ) 대통일 이론(최종 진리)이라는 것은 인간의 마음이 만들어낸 구조물이라고 주장한다.

    그리고 우리 자신과 우리를 둘러싼 모든 것들은 자연의 불완전성의 산물임을 강조한다.비대칭성만이 우리의 기원에 이르는 연결 고리가 되어 준다는 것이다.
    서구 철학의 아버지로 불리는 탈레스의 철학으로부터 몇십 년 후에 피타고라스는 일종의 수학적 신비주의와 이오니아 학파( the Ionians )의 전일성 개념을 결합해서 매우 영향력이 큰 세계관을 만들어냈다. 자연의 본질은 수학적 대칭성을 가지고 있으며 따라서 완전하다는 인식, 물리 이론의 통일을 향한 최종 이론의 꿈( dream of a final theory )의 근저에 있는 이 인식이 바로 피타고라스의 유산이다.
     
    [과학] 최종 이론
    스티븐 와인버그 | 사이언스북스
    2007.12.07
     
    이오니아 학파가 모든 실재의 핵심을 특정한 종류의 물질로 돌렸던 것과는 달리, 피타고라스 학파( the Pythagoreans )()를 자연의 핵심에 이르는 열쇠로 보았다. 즉 이들은 숫자는 자연을 통합하며 인간의 이성은 숫자들 사이의 관계를 해석하고 이해하는 비범한 능력이 있으므로 자연의 숨겨진 코드를 해독할 수 있다고 생각했다. 오늘날까지 이어지는 피타고라스 학파의 (일신론적) 신화현재진행형이다.


     
    특수상대성 이론( specific theory of relativity ) (1905)

    일반상대성 이론( general theory of relativity ) (1916) 
    -- 물질과 에너지가 공간의 곡률을 결정한다.


     
    1981, 앨런 구스초팽창(인플레이션) 가설
    / Alan Guth, The Inflationary Universe  
    ALAN GUTH , father in the inflationary theory of the Universe
     
    ----- 만일 어린 우주가 잠깐 동안 빛보다 빠른 속도로 팽창했다면 어떻게 될까?

    -----> 물질과 복사는 그럴 수 없는 것이 사실이다. 그러나 공간은 할 수 있다.
    ( 빛의 속도는 정보가 전달될 수 있는 속도의 궁극적 한계이다. 우주에는 이 같은 한계가 없다. )

    앨런 구스의 아이디어는 시간의 초기에 공간 자체가 엄청난 속도로 팽창했다는 것이다. 당초에 가까이 있었던 두 지점은 빛보다 빠른 속도로 멀어졌을 것이다. 이 팽창이 제대로 작동하기 위해서는 지수적으로 빠른 속도였어야 한다. 그래서 우주론적 초팽창( cosmological inflation )이라는 이름이 붙었다.

    무엇이 초기 우주를 빛보다 빠르게 팽창하도록 만들 수 있었는가?

    인플레이션 이론의 초광속 팽창은 그 자체로 이상한 개념인 것이 사실이지만, 이것을 만들려면 이상한 종류의 물질,음의 압력을 만드는 물질(색다른 원시 물질)이 필요하다. 만일 음의 압력이 충분히 크다면 우주의 가속적인 팽창을 유발할 수 있다

    -- 인플레이션을 만드는 비결은 음의 압력, 마치 음의 질량을 가진 것 같은 모종의 물질을 찾아내는 데에 있다.(압력이 작을수록 팽창 속도가 빨라진다) 이와 대조적으로 정상 물질은 0이나 그 이상의 압력을 가지고 있고, 자체 중력 때문에 자기 자신 속으로 붕괴하는 경향이 있다. 하지만 인플레이션을 만드는 물질은 공간을 초고속으로 팽창하게, 가능한 최대 속도로 늘어나게 만든다.

    -- 정상적인 물질은 공간이 팽창함에 따라서 희석된다. 부피가 커지면 에너지 밀도와 압력은 줄어든다. 그러나 인플레이션 우주론에 필요한 이색적인 물질은 이와 다르다. - 수축하면서 에너지를 내놓다가 갑자기 초기 상태로 늘어나는 고무판처럼, 이 물질의 에너지 밀도와 압력은 우주의 팽창과 함께 거의 일정하게 유지된다.

    스칼라장 이란 무엇인가? - scalar

    전기와 자기가 공간에 미치는 영향을 장()의 측면에서 기술할 수 있는 것과 마찬가지로, 물질 행태의 질적인 변화에도 그와 관련된 장, 소위 스칼라( scalar )장이 있다. 수학에서 scalar 란 크기만 있고 방향성이 없는 물리량을 말한다.

    입자물리학의 표준모형( standard model )은 물질의 근본 입자와 그 상호작용에 대한 우리의 모든 지식을 결합시킨 것이다. 이에 따르면 스칼라장은 다른 모든 물질과 상호작용하는 어떤 종류의 물질을 대변하기로 되어 있다. 이러한 스칼라장들(하나 이상이 있을 수 있다)은 과거의 에테르와 유사한 점이 있다. 언제나 배후에 존재하며 전자를 비롯한 물질 입자의 운동에 일종의 저항을 나타내는 매질이기 때문이다.

    사실 스칼라장들이 질량을 결정한다고 한다. 물질 입자들은 그 종류에 따라 스칼라장과의 상호작용이 각기 달라서 -- 고유한 힘으로 상호작용한다 -- 각기 다른 질량이 된다. 즉 상호작용이 강할수록 그 입자의 질량은 커진다. 표준모형에서 이 스칼라장은 힉스( Higgs )라고 불린다.

    초광속으로 팽창하던 우리 우주는 어떻게 속도를 줄여서 저속 팽창하는 빅뱅 모델의 우주로 바뀌었을까?
    -- 만일, 우리 우주가 애초에 하나의 스칼라장으로 대부분 채워져 있었다면 전자, 광자, 중성미자는 어디에서 왔을까?

    초팽창이 진행되면서 스칼라장이 그 에너지가 다른 입자들(우리가 아는 정상 입자가 아니다)로 바뀐다는 것이다. 즉 하나의 입자가 둘 이상의 다른 입자로 바뀌는 방사능 붕괴와 유사한 과정을 거쳐서, 스칼라장은 다른 종류의 물질을 구성하는 입자들이 된다. 최초의 붕괴에서 생성된 이같은 입자들은 결국 좀더 정상적인 입자로 바뀐다. 이 같은 견해에 따르면, 인플레이션을 주도한 최초의 스칼라장은 물질의 첫 공통 조상이 될 것이다.

    현재의 해석에 따르면, 초팽창이 끝나갈 무렵에 물질로 전환되는 과정은 광란하듯이 이루어진다. 스칼라장은 남아 있는 에너지를 폭발적으로 방출해서 입자의 소용돌이를 만들어 우주를 뜨거운 물질로 채우게 된다. 현대의 견해에 따르면, 빅뱅과 연결되는 것은 인플레이션 말기의 이 같은 폭발적인 입자 생성이다. 달리 말해서 빅뱅은 시작이 아니다.

    구스의 가설을 간략히 요약하면 다음과 같다.

    모든 것은 인플레이션(초팽창)으로 시작된다. 인플레이션을 일으킨 장()은 다른 장과 마찬가지로 양자 불확정성 때문에 요동했다. 이와 같은 인플레이션에 필요한 것은 오직 좁고 기묘한 구역, 가속 팽창을 유발하기에 충분한 에너지와 (음의) 압력을 가진 초기 우주의 한 구역뿐인 것으로 보인다. 
    ***
    생명의 비대칭성

    생화학자 레슬리 오겔( Leslie Orgel )의 말을 인용하면 다음과 같다.
     
    지구상에 생명이 처음 출현한 시기를 추정하는 것은 올바른 질문이 아니다. 생명은 즉각 출현했다. 문제는 지구 역사상 얼마나 이른 시기에 생명이 유지되기 시작했느냐는 것이다.
    - Leslie Orgel , The Origins of Life  1973.

    -- 지구의 나이 : 454,000만 년
    -- 지구 형성 직후, 지구의 갈비뼈달이 탄생
    -- 가장 최근의 대폭격 :39억 년 전

    현재까지의 증거에 의하면, 생명이 탄생한 시기가 35억 년 전 이후는 분명히 아니다. 최고의 표본 연대는 425,000만 년 전에까지 이른다. 이들 증거들은 다음과 같은 사실을 증명한다.

    -- 최근의 대폭격이 있었든 없었든 간에, 생명폭격이 상대적으로 조용했던 몇억 년 되지 않는 기간(38억 년 전 ~ 35억 년 전) 동안에 출현했다.

    최초의 생명은 재빨랐다.

    지구 생명의 역사에서, 단세포 유기체에서 다세포 유기체로 이행할 수 있었던 것은 있을 법하지 않았던 여러 요인들이 작용한 덕분이었다.
    여기서 가장 중요한 요인은 27억 ~ 22억 년 전에 대기 중의 산소가 늘어난 것이다.


     
    지구 대기 중의 산소가 늘어난 결과, 오존도 함께 생겼다. 오존은 태양빛의 자외선이 산소를 변형시켜서 만들어진다. 오존은 지구상의 유기체와 해로운 자외선 사이를 차단하는 보호층을 만들어서, 보다 복잡한 생명체가 진화할 수 있는 기반을 제공했다.
     
    만물을 출현하게 만든 근원은 근본적 불완전성, 물질과 시간의 원초적 비대칭성, 지구의 초기 생명체가 겪었던 격변적 사건들, 유전 코드의 복제 실수에 있다.

    불균형과 불완전성, 비대칭성은 이론에서 제거해야 할 장애물이 아니라, 창조의 원동력 그 자체이다.


     
     
     
    lib2011 - 009.
    slib - 009.
    10 + 100     rlqjs -  356 / 333.  /  420 --.      2011.03.10. - 2011.03.16.

     
     

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