<부분과 전체>

어느 장르의 어떤 작품이든, 두 개의 항이 연언되어 제목을 이룰 경우 그 두 항의 관계가 작품의 핵심이 되곤 한다.  그리고 대개의 경우 두 개의 항은 상호 배타적이고 집합적으로 완전(MECE, mutually exclusive and collectively exhaustive)하다. 달리 말해, 제목이 만약 <P와 Q>라면, P(P∩Q)=0 & P(P∪Q)=1일 때가 많다. 그리고 그럴 때 P와 Q는 작품이 다루고자 하는 세계의 두 가지 대립적 구성 원리로 작동한다.

하지만 <부분과 전체>에서 ‘부분’과 ‘전체’는 서로 그런 관계를 이루지 않는다. 그 둘은 상호 배타적이지 않다. 부분을 P, 전체를 Q라고 놓을 때, 둘의 관계는 P⊂Q & P(Q)=1로 표현된다. 역자의 해제에도 적혀 있듯, 그렇다면 이 책의 제목이 왜 <부분과 전체>인지에 관해선 “하이젠베르크 자신에게 물어보지 않는 한 … 정답은 없다.” 하지만 이 책을 다 읽고 나면 마치 윤슬이 일렁이는 수평선 위로 희미하게 떠오르는 아침해와 같은 심상이 마음속에 피어난다.

이 책에는 크게 두 가지 층위의 ‘부분과 전체’가 있다. 첫 번째는 물질적 세계 전체와, 그 부분으로서의 미시적 세계다. 이 물질적 세계는 다시 다른 층위의 한 부분이 되는데, 그를 담고 있는 전체는 바로 존재하는 세계 전체다.

이러한 관점에서 하이젠베르크가 연구한 양자역학은 상당히 독특한 지위를 가진다.

양자역학은 미시적 세계를 설명하는 이론에서 출발하여 물질적 세계 전체를 설명하는 이론으로 자리한다. 물질적 세계 전체를 설명하는 이론은 마땅히 물질적 세계 이면에 존재하는 실재와 관계하게 되는데, 이러한 관점에서 양자역학은 이 세계의 존재 원리와 관계하거나 또는 그 자신이 그 자체인 지위를 가진다. 즉, 부분에서 전체로의 전위가 두 번 이루어진다.

따라서 하이젠베르크의 일생을 따라 진행되는 이 책은, 현상에서 출발해 본질을 마주하게 되는 한 철학자의 생애기 같은 형태를 띤다. 이 책이 담고 있는 지적 여정이 물리학에 관한다기보다 철학에 관한 것으로 느껴지는 것은 당연한 일일 테다.

많은 거창한 끝이 미약한 시작을 가지듯, 하이젠베르크와 양자역학의 첫 만남도 아주 특별한 계기를 가지지는 않는 듯 보인다. 적어도 하이젠베르크 자신은 그렇게 기술하고 있다. 미시적 세계에 관한 그의 관심은 플라톤의 <티마이오스>, 특히 그중에서도 물질의 최소 단위를 논한 부분을 읽고 얻은 “물질적 세계를 이해하려면 그 세계를 이루는 가장 작은 부분에 대해 알아야 한다는 확신”에서 비롯되었다. 더불어 하이젠베르크는 “물질을 쪼개고 쪼개다 보면 결국 수학적 형태에 이른다는 생각은 어느 정도 매력적으로 다가왔”으며, “복잡한 자연현상에 대한 이해는 그 안에서 수학적 형태를 발견할 수 있을 때에만 가능”하리라 생각했다고 밝힌다.

이렇게 시작된 그의 연구는 그 유명한 ‘불확정성 원리’까지 이어진다. 그러나 그가 이 원리를 발견하게 된 과정은 아주 담백하게 적혀 있다. 오히려 이 발견을 가능케 했던 철학적 통찰, 곧 아인슈타인이 주장한 “이론이 비로소 무엇을 관찰할 수 있을지를 결정”한다는 내용이 더욱 비중 있게 다뤄진다.

한편 공고한 지위를 얻은 양자역학은 미시적 세계 바깥으로 나아간다. 거시적 세계의 진리였던 뉴턴역학은 이제 양자역학의 특수한 경우로 간주되고, 양자역학은 이에 따라 물질적 세계 전체를 포괄하는 이론으로 자리 잡는다. 즉, 양자역학은 물질적 세계의 존재에 관한 일반이론이 된다.

일반적인 이론일수록 원심력을 가진다. 한 이론이 특정한 계를 포괄할 때, 그 이론은 그 계를 존재하게끔 하는 그 너머(meta-)의 사실과 자연스레 관계하게 된다. 따라서 양자역학이 존재의 근본 원리를 물리학(physics)적으로 해명해 나갈수록 더욱더 형이상학(metaphysics)과 관계하게 된다.

게다가 양자역학은 전통적인 물리학과는 결을 달리한다. “공간과 시간 속의 구조로서, 힘과 대칭을 이루는 것으로서, 다른 원자들과의 결합 가능성으로서” 이해되지만, “결코 구체적으로 묘사할 수 없는데, 무엇보다 그런 구조가 객관적 사물의 세계에 속하지 않”는 다는 점에서 그렇다. 이는 양자역학이 물리적으로 존재하는 것(physics)에 관한다기보다는 존재 그 자체(meta-)에 관한다는 것을 의미한다. 

양자역학은 그것의 핵심 개념인 ‘중첩(superposition)’을 자신의 속성으로 갖는다. 물리학과 형이상학, 인식론과 존재론으로서의 가능성을 모두 보유한 양자역학은 새 시대의 야누스로 우뚝 선다. 그 야누스는 고대 로마에서와 마찬가지로, 모든 것의 시작이 되는 출입문을 지키고 선다. 그리고 그 문 너머의 진실을 훔쳐다 보며 우리의 존재가 사실이 아니라 가능성일 수 있다고, 이 세계의 근본에는 우연이 있다고 일러준다.

‘우연’, 그리고 이와 대응되는 한 쌍으로서의 ‘필연’은 애당초 엄밀한 형이상학적 용어이기도 하다. 문장 S가 필연적(necessary)으로 참일 경우 S는 모든 가능세계에서 참이다. 반면 그것이 우연적(contingent)으로 참일 경우 S는 어떤 가능세계에서 거짓이다. “2024년 5월 26일, 서울에는 비가 내렸다.”라는 문장은 우리 세계에선 참이지만 어떤 가능세계에서는 거짓일 수 있다. 따라서 이 문장은 우연적 참에 불과하다.

양자역학의 다세계 해석에 따르면 파동함수가 제시하는 가능성은 각각의 우주에 실재한다. 그러한 다중우주를 가능세계와 다르게 볼 이유는 없을 것이다. 이런 점에서 양자역학은 그 자체로 형이상학의 일부다.

물론 다세계 해석은 표준적인 해석은 아니다. 하지만 표준적인 해석으로 인정받고 있는 코펜하겐 해석조차도 형이상학적 난제를 던지는 건 마찬가지다. 슈뢰딩거의 고양이는 관측 전까지 죽어있는 동시에 살아있다. 관측은 단순한 확인이 아니다. 관측에 의한 붕괴 이전, 슈뢰딩거의 고양이는 존재론적으로 중첩 상태에 있다.

야누스는 이렇게 우리의 지식 체계를 시험한다. 가능세계라는 존재자를 도입할 것인지, 어떻게 이해할 것인지, 배중률을 거부하여 “고양이가 살아있고 또 살아있지 않다”라는 명제를 참이라고 받아들일 것인지 묻는다.

이러한 문제 제기에 콰인은 ‘인식론적 전체론’으로 답한다. 그는 <경험주의의 두 독단>이라는 논문에서 “어떠한 진술도 수정으로부터 자유롭지 않다. 배중률이라는 논리법칙조차 양자역학을 단순화하려는 목적에서 수정이 제안된 바 있”다고 말한다. 우리가 세계에 관해 갖고 있는 어떠한 이론의 어떠한 진술도, 하물며 분석 진술인 논리법칙조차도 경험에 의해 확정적으로 검증되거나 반증되지 않는다. 

인식론적 전체론에 따르면, “지식 또는 믿음들의 총체는 … 힘의 장(field)과 같다.” 우리 지식 체계의 부분과 전체는 상호작용한다. 이 세계에 관한 우리의 지식과 믿음은 서로를 지탱하며 하나의 전체를 구성한다. 가운데가 구멍 난 거미줄은 무너져 내리듯, 어떤 부분도 독립적으로 존재하지 않으며 구성된 전체도 부분으로부터 자유롭지 않다. 따라서 검증과 반증은 우리의 이론들 전체에 속한 문장들 전체의 집합 단위로, 곧 장 그 자체에 관해 이루어진다.

한편 어떤 이론의 어떤 진술을 포기할 것인지는 그 선택으로 우리가 얻게 되는 예측력과 설명력의 증대, 이론의 단순성 보존 등 실용적인 기준들에 따라 결정된다. 콰인은 “인식론적인 관점에서는 물리적 대상과 호메로스의 신들은 서로 정도의 차이만 지닐 뿐 그 종류가 다르지 않다”라고 본다. 우리가 양자역학을 받아들이기 위해, 또는 받아들임으로써 배중률을 거부하고 쿼크와 같은 물리적 대상을 존재한다고 가정한다면, 가능세계나 신 등의 존재자를 존재한다고 상정하지 못할 이유는 무엇인가? 대칭성, 또는 수리적 법칙 자체를 동굴 밖에 실재하는 본질이라고 볼 수는 없을까?

이렇듯 양자역학은 물리학, 형이상학, 존재론, 인식론을 가로지르며 우리를 미궁 속에 빠트린다. 하이젠베르크가 “새로운 물리학은 철학적인 측면에서도 중요한 부분에서 이전의 물리학을 능가하는, 더 넓고 관용적인 물리학으로 느껴졌다”라고, 또 “원자물리학의 발전이 인간의 사고에도 변화를 초래하게 될 것이고, 나아가 사회적, 철학적 구조에도 영향을 미칠 것”이라 말하는 것은 자신이 그 미궁을 목도했기 때문일 테다.

더불어 실증주의에 보이는 일련의 반감도 이러한 맥락에 비추어 볼 수 있을 것이다. 실증주의는 말할 수 없는 것에 관해 침묵하길 요구하지만, 어쩌면 양자역학이야말로 말할 수 없는 것에 관한다. 그렇기에 보어와 하이젠베르크 모두 실증주의에 긍정적이기 어려웠을 것이다. 플라톤 및 칸트 철학에 대한 동조는 이와 동전의 양면을 이룬다.

책에 자주 언급되는 개념으로 보어의 ‘상보성 원리’가 있다. 하나의 현상을 바르게 보기 위해서는 서로 배제적이지만 상호 보완적인 서로 다른 두 개의 관찰 방식이 병존해야만 한다는 것이다. ‘부분’과 ‘전체’는 마치 이와도 같다. 그 둘이 서로 배제적이지 않다는 것을 제외하면 말이다. 본질을 직시하기 위해서는 숲과 나무 모두를 보아야 한다. 

어떤 이와 나누는 대화는 우리 삶의 한 부분에 불과하다. 한 사람의 일생에 있어 침묵의 시간이 말하는 시간보다 더 길 가능성이 현저히 높다. 하지만 대화는 사람을, 과학을, 그렇게 세계를 바꾼다. 삶의 한 부분에서 이 세계 전체로 향하는 진리의 빛이 뿜어져나가는 것이야말로 부분이 전체를 배태하는 것을 보여주는 대표적 사례가 아닐까. 그리고 어쩌면 그런 대화를 나눌 수 있는 상대방과 환경이 지성인을 만드는 것 아닐까.

옐로스톤 공원의 곰이 그의 얼굴을 핥기만 해서 참 다행이라는 생각이 들 정도로 이 책이 주는 울림은 거대했다. 우리가 살고 있는 세계에 관한 탐구의 시간들이 녹진하게 응고되어 있는 책.