붉은 연이 먹이를 찾아서 종종하는 것처럼 하늘에서 높이 올라갈 수 있고, 알려지지 않은 모든 것들의 영역을 내려다 보면, 당신은 매우 호기심 많은 것을 보게 될 것입니다. 이러한 것들은 일상 수준과 물리학에서 가장 근본적인 현상 수준에서 물리적 현실에 대한 우리의 이해의 핵심입니다. 그것들은 무엇인지,“실제”에 관한 것이 아니라 무엇이 될 수 있는지에 대한 사실입니다. 그것들을 실제와 구별하기 위해, 그것들은 반 사실이라고합니다.
미래의 우주 임무는 다른 태양계의 외딴 행성을 방문했으며, 윌리엄 블레이크의시의 중요한 판이 포함 된 스테인레스 스틸 박스를 남겼다고 가정 해 봅시다. 시 책이 그 지구 어딘가에 앉아 있다는 것은 사실적인 속성입니다. 그것의 단어를 읽을 수 있다는 단어는 반 사실적 속성이며, 그 단어가 누구나 읽을 것인지에 관계없이 사실입니다. 상자는 찾을 수 없을 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 그 말은 여전히 사실 일 것입니다. 예를 들어, 문명이 지구를 방문했으며 정교함의 정도에 대해 많은 것을 의미합니다.
반 사실적 특성의 중요성과 실제 속성과의 차이를 더욱 파악하기 위해, 컴퓨터가 디스플레이에서 일련의 제로를 생성하도록 프로그래밍 된 컴퓨터를 상상해보십시오. 그것은 컴퓨터의 사실적인 속성이며 실제 상태와 관련이 있습니다. 다른 문자열을 출력하기 위해 재 프로그래밍 될 수 있다는 사실은 컴퓨터의 반 사실적 특성입니다. 컴퓨터는 결코 그렇게 프로그래밍되지 않을 수 있습니다. 그러나 그것이 컴퓨터로 자격이없는 것이 아니라면 그것에 대한 필수 사실이라는 사실입니다.
.과학과 물리학에 중요한 반면, 지금까지 무시 된 것은 물리적 시스템에서 일어날 수있는 것 또는 할 수없는 일에 대한 사실입니다. 가능하거나 불가능한 것에 대해. 그들은 우주의 모든 시스템을 지배하는 규칙 인 물리 법칙의 필수 특징을 표현하기 때문에 기본적입니다. 예를 들어, 물리 법칙에 의해 부과 된 반 사실적 자산은 영구 모션 머신을 구축하는 것이 불가능하다는 것입니다. 영원한 모션 머신은 단순히 일단 움직이면 영원히 움직이는 객체가 아닙니다. 또한 유용한 종류의 움직임을 생성해야합니다. 이 장치가 존재할 수 있다면 에너지가없는 에너지를 생성합니다. 어떤 종류의 연료를 사용하지 않고도 자동차를 영원히 실행하는 것이 활용 될 수 있습니다. 에너지 공급을 고갈시키지 않고 에너지가없는 무언가를 에너지없이 무언가로 바꾸는 일련의 변형은 우리 우주에서 불가능합니다. 물리학 자들이 에너지 보존의 원칙이라고 부르는 기본 법 때문에 일어날 수 없었습니다.
.물리 시스템의 또 다른 중요한 반 사실적인 특성 인 열역학의 중심은 증기 엔진이 가능하다는 것입니다. 증기 엔진은 한 종류의 에너지를 다른 종류의 에너지로 변환하는 장치이며, 에너지 보존 원칙을 위반하지 않고 피스톤을 이동하는 것과 같은 유용한 작업을 수행 할 수 있습니다. 실제 증기 엔진 (지금까지 건축 된 증기 엔진)은 우리 우주의 사실적인 특성입니다. 첫 번째가 실제로 건축되기 오래 전에 존재했던 증기 엔진을 건설 할 가능성은 반 사실입니다.
따라서 물리학에서 발생하는 기본 유형의 반 인상은 두 가지 종류입니다. 하나는 변형을 수행 할 수 없습니다 (예 :영구 모션 머신 구축). 다른 하나는 변형을 수행 할 가능성 (예 :증기 엔진 구축)입니다. 둘 다 물리 법칙의 추기경 속성이다. 그리고 무엇보다도, 그들은 우리의 노력에 중요한 영향을 미칩니다. 우리가 얼마나 열심히 노력하든 독창적으로 생각하더라도 물리 법칙이 불가능하다고 선언하는 변화를 가져올 수는 없습니다. 그러나 충분히 열심히 생각함으로써, 우리는 증기 엔진을 구성하는 것과 같이 가능한 변형을 수행하는 더 나은 방법을 제시 할 수 있습니다. 이는 시간이 지남에 따라 향상 될 수 있습니다.
일반적인 과학 세계관에서 물리적 시스템의 반 사실적 특성은 불공평하게 2 등석 시민으로 간주되거나 심지어 배제됩니다. 왜? 그것은 역설적으로 내 분야에서 이론적 물리학에서 시작된 깊은 오해 때문입니다. 오해는 일단 물리적 세계에 존재하는 모든 것을 지정하면 설명 할 수있는 모든 것을 설명한 결과, 모든 실제 일에 대해 발생하는 것입니다. 그 소리가 들리지 않습니까? 잘 할 수 있습니다. 무의미한 많은 실질적인 가정을 삼켰다는 사실을 깨닫지 않고도 이러한 사고 방식에 빠지기 쉽습니다. 주어진 시간에 수행하는 계산을 지정하여 컴퓨터가 무엇인지 설명 할 수 없습니다. 가능한 방식으로 프로그래밍 된 경우 수행 할 수있는 계산이 무엇인지 설명해야합니다. 보다 일반적으로, 당신은 실제 난파선 측면에서만 해적 배에 탑승 한 구명정의 존재를 설명 할 수 없습니다. 모든 사람들은 구명정이 발생할 수있는 난파선으로 인해 존재한다는 것을 알고 있습니다 (반 사실적 설명). 그리고 배가 결코 가라 앉지 않았더라도 그 이유는 여전히 이유가 될 것입니다!
기본적이 아닌 대응에 관해서는 과학은 빠르고 끊임없는 진보를 만들고있다. 예를 들어, 양자 이론 및 아인슈타인의 일반적인 상대성과 같은 기본 물리학에 대한 새로운 강력한 이론을 개발함으로써; 생물학 (유전학 및 분자 생물학)과 신경 과학에 대한 새로운 설명. 그러나 특정 지역에서는 더 이상 그렇지 않습니다. 과학에 대한 모든 기본 설명은 반대의 경우에 대한 언급이 거의 없거나 전혀없는 상황에서만 표현되어야한다는 가정이 이제 진보의 길을 가고 있습니다.
우리 우주에서 가장 드물고 중요한 속성 중 하나 인 탄력성을 고려해 봅시다. 우리 우주의 대부분의 것들은 무의미합니다. 바위는 불가피하게 뻗어 있습니다. 책의 페이지는 눈물을 흘리며 노란색으로 변합니다. 박테리아, 코끼리, 인간에 이르기까지 살아있는 것들. 주목할만한 예외는 전자, 쿼크 및 기타 기본 입자와 같은 물질의 기본 구성 요소입니다. 그들이 구성하는 시스템이 바뀌는 동안, 그 초등학교는 변하지 않습니다. 영속성과 불완전 성 모두에 대한 책임은 물리 법칙입니다. 그들은 우리의 우주의 모든 것에 강력한 제약을 넣었습니다. 지금까지 일어난 모든 일과 미래에 일어날 모든 일에.
물리 법칙은 행성이 궤도에서 어떻게 움직이는 지 법령; 그들은 우주의 확장, 뇌와 컴퓨터의 전류를 통제합니다. 또한 박테리아 또는 바이러스의 내부 작업을 제어합니다. 하늘의 구름; 바다의 파도; 우리 지구의 빛나는 내부의 유체가 녹은 바위. 그들의 지배는 실제로 우주에서 일어나는 일을 넘어서도 일어날 수 있고 할 수없는 일을 포괄하기 위해 확장됩니다. 물리학 법칙이 무엇이든간에, 그것을 깨닫기 위해 얼마나 어려운지는 중요하지 않습니다. 빛의 속도보다 입자가 더 빨리 갈 수있는 기계를 만들 수 없습니다.
물리 법칙은 사물이 무관심한 경향에 대한 주요 설명입니다. 불완전한 이유는 물리 법칙이 기본 구성 요소 이외의 물건을 보존하는 데 특히 적합하지 않기 때문입니다. 그것들은 특정한 특별한 골재를 보존하기 위해 특별히 제작되거나 설계되지 않고 물질의 원시 구성 요소에 적용됩니다. 전자와 양성자는 서로를 끌어 들이고 있습니다. 그것은 근본적인 상호 작용입니다. 이 단순한 사실은 우리 신체의 복잡한 화학의 기초이지만, 그 복잡성의 흔적은 물리 법칙에서 찾을 수 없습니다. 우리의 우주와 같은 물리학 법칙은 특별히 설계되거나 맞춤화되지 않은 법칙, 특히 그 기본 물건 외에는 아무것도 보존하기 위해 조정되지 않으므로, 나는 설계되지 않은 법을 부릅니다. 디자인이없는 법칙에 따라, 암석과 같은 복잡한 원자의 골재는 주변 환경과의 상호 작용에 의해 지속적으로 수정되어 구조에 지속적인 작은 변화가 발생합니다.
구조 보존의 관점에서 볼 때, 이러한 상호 작용의 대부분은 작은 글리치 형태로 오류를 소개하여 시간이 지남에 따라 복잡한 구조가 손상됩니다. 이러한 오류를 방지하고 수정하기 위해 무언가가 개입하지 않는 한, 구조는 결국 사라지거나 붕괴 될 것이다. 시스템의 기본 제품과 더 복잡하고 다르면 오류에 대응하고 존재하지 않는 것이 더 어렵다는 것입니다. 원고를 손으로 덮음으로써 원고를 보존하는 고대 관행을 생각해보십시오. 원고가 길고 복잡할수록 복사하는 동안 일부 오류가 수행 될 가능성이 높아지고, 서기관이 오류에 대응하기가 더 어려워집니다. 예를 들어, 작성한 후 각 단어를 두 번 확인함으로써.
물리 법칙이 디자인이 없다는 것을 감안할 때, 우리 우주에서는 (다른 변화하는 환경에서) 존재하는 시스템의 능력은 우리 우주에서 주목할만한 재산입니다. 그것이 제가 탄력성이라고 부르는 것입니다. 그 회복력이 오기가 너무 어려워 오랫동안 자연의 잔인한 사실로 여겨져 왔으며, 많은 시인들과 작가들은 사임 된 실망을 표명했습니다. 다음은 셰익스피어의 The Tempest 의 Prospero의 연설에서 나온 예입니다. :
우리의 계시는 이제 끝났습니다. 이 배우들
(내가 당신을 예언 할 때) 모두 영혼이었고
공기 중에 녹고 얇은 공기로 녹아
그리고이 비전의 근거없는 직물처럼
Cloud -Capp'd Tow'rs, 화려한 궁전,
엄숙한 사원, 위대한 지구 자체,
그렇습니다.
그리고이 불쾌한 대회가 사라졌습니다
뒤에 랙을 남겨 두지 마십시오. 우리는 그런 것들입니다
꿈이 이루어지면서; 그리고 우리의 작은 삶
수면으로 둥글다.
이제이 라인은 유쾌한 형태와 리듬을 가지고있어 첫 번째 독서에서 중요한 것이 눈에 띄지 않을 수 있습니다. 그들은 현실에 대한 좁고 일방적 인 견해 만 제시하며, 이는 그것에 대한 근본적인 사실을 무시합니다. 우리가 이러한 다른 사실들을 고려한다면, 우리는 Prospero의 비관적 어조와 결론이 잘못되었다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 그 사실은 즉시 분명하지 않습니다. 그것들을 보려면, 우리는 우주에서 자발적으로 발생하는 것보다 더 많은 것을 묵상해야합니다 (예 :불완전 성, 때때로 탄력성, 행성 및 도시의 구름 덮인 탑). 우리는 일어날 수있는 일을 고려해야합니다.
Prospero의 연설을 소홀히하는 가장 중요한 요소는 설계가없는 법률에 따라 탄력성을 달성 할 수 있다는 것입니다. 법률이 설계되지 않았기 때문에 달성 될 것이라는 보장은 없습니다. 그러나 물리 법칙이 그것을 금지하지 않기 때문에 달성 될 수 있습니다. 이것을 보는 즉각적인 방법은 셰익스피어 시대에 가능한 것보다 조금 더 조심스럽게 둘러 보는 것입니다. 실제로 어느 정도 회복력있는 실체가 있습니다. 더 중요한 것은 일부는 다른 것보다 더 탄력적입니다. 그들 중 일부는 훨씬 더. 이것들은 속담과 전통적인 지혜, 바위와 돌, 살아있는 실체와는 반대로가 아니라
일반적으로 살아있는 것들은 바위와 같은 것보다 탄력성에 훨씬 더 많은 적성을 가진 것으로 눈에.니다. 다친 동물은 종종 스스로 수리 할 수 있지만 바위는 할 수 없습니다. 개별 동물은 궁극적으로 죽을 것이지만, 그 종은 암석보다 훨씬 오래 살아남을 수 있습니다.
박테리아를 고려하십시오. 그들은 30 억 년 이상 지구상에서 거의 변하지 않았다 (또한 진화하는 동안). 더 정확하게는 거의 변하지 않은 것은 모든 박테리아 세포에 존재하는 기본 성분으로 박테리아를 생성하는 방법에 대한 코딩하는 특정 지시 사항 중 일부입니다. 이 레시피는 모든 세포의 핵심 부분 인 DNA 분자에 구현된다. 그것은 네 가지 다른 종류의 화학 물질입니다. 문자열은 네 글자의 알파벳으로 구성된 긴 단어 시퀀스와 똑같이 작동합니다. 각 단어는 레시피의 지시에 대략적으로 일치합니다. 이 기본 지침의 그룹은 생물 학자에 의해 유전자라고합니다.
오랜 시간 동안 거의 동일하게 유지 된 박테리아 DNA의 특정 구조 또는 패턴입니다. 대조적으로, 같은 기간 동안, 지구상의 암석의 배열과 구조는 크게 바뀌었다. 지구 껍질 아래에서 내부 움직임에 의해 전체 대륙이 재배치되었습니다. 일부 외계인은 선사 시대 초에 지구에 착륙했으며 특정 유기체 (예 :Bluegreen Algae)에서 DNA를 수집했으며 우주에서 지구의 그림을 찍었습니다. 그리고 그들은 지금 똑같이하기 위해 돌아와야했습니다. 지구의 그림에서 모든 것이 바뀌었을 것입니다. 대륙과 바다의 배열은 완전히 다를 것입니다. 그러나 이러한 유기체로부터 DNA의 구조는 거의 변하지 않을 것이다. 결국, DNA로 인코딩 된 레시피와 같은 우주의 특정 것들은 다소 놀라운 탄력성을 달성 할 수 있습니다.
Prospero의 연설이 무시하는 다른 요소는 살아있는 실체가 환경에서 운영하고, 변화시키고, (결정적으로) 그렇게 계속해서 그렇게 할 수있는 능력을 보존하여“랙”이상을 남겨 두는 것입니다. 지구는 여전히 10 억 년 전 (예 :화석 탄소 형태)의 박테리아 활동의 징후를 지니고 있습니다. 식물은 광합성을 통해 태양의 빛을 화학 에너지로 변환하는 부작용으로 기체 산소를 방출함으로써 대기 조성에 극적인 변화를 일으켰습니다. 인간도 광범위한 조건에서 환경을 변화시킬 수 있습니다. Prospero의 견해와는 달리 궁전, 사원 및 구름으로 덮인 탑은 문명의 산물이기 때문에 탄력성을 달성 할 수 있습니다. 인간은 청사진 또는 오히려 다시 조리법을 따라 처음에 건축 된 방법에 따라 복원 할 수 있으며, 구성 재료보다 훨씬 오래 견딜 수 있다고 보장합니다. 원칙적으로, 그러한 레시피가 제공되는 3D 프린터는 완전히 파괴 된 고대 궁전을 처음부터 재구성 할 수 있습니다.
인간의 수명은 여전히 제한 될 수 있지만 기술은 이미 우리 조상의 기술을 넘어 확장되었습니다. 자연적으로 발생하는 환경을 변화시킴으로써 인류 문명은 잠정적으로 향상되고 성장하고 있습니다. 우리는 이제 따뜻한 (또는 냉각 된) 주택, 강력한 약물, 지구에서 효율적인 운송, 심지어 우주로의 운송, 노동을 구하고 삶을 길게하고 더 즐겁게 만들 수있는 도구를 생산할 수있는 지식을 가지고 있습니다. 우리는 예술과 문학, 음악 및 과학의 장엄한 작품을 가지고 있습니다. Prospero의 연설에서 그 말은 우리의 문학적 유산의 예이며, 그들은 살아 남았습니다. 따라서 사라지지 않고 우리가 세운이 대회는 우리를 지탱 해 왔으며 수세기 동안 진행되었습니다. 지구의 나머지 인생 쇼는 수십억 년 동안 더 오래 지속되었습니다.
물론, 우리의 문명의 탄력성은 우리가 앞으로 나아 가려고 노력할 때 자라는 심각한 문제로 끊임없이 위협을받습니다. 지구 온난화와 빠르게 퍼지는 전염병과 같은 일부는 실제로 내가 묘사 한 바로 그 진보의 부산물입니다. 이러한 문제는 상당한 도전을 제시하고 우리가 한 진보의 여러 측면을 쉽게 닦을 수 있습니다.
그러나 그 문제가 아무리 심각하게 나타나더라도 이러한 문제를 해결하기위한 조치를 취할 수 있습니다. 물리학의 법칙은 여전히 더 큰 개선을 금지하지 않습니다. 그들은 개선이나 결의를 보장하지는 않지만, 기후 위기와 같은 문제를 해결함으로써 탄력성과 추가 발전이 둘 다 가능하다. 반 사실로 표현 된 물리 법칙은 개선의 기회를 제공합니다. 우주에서 가능한 것이 무엇인지 고려함으로써, 우리는 물리적 세계에 대한 훨씬 더 완전한 그림을 가지고 있습니다. Prospero의 우울한 결론은 부분적이고 심오하게 잘못 인도되었습니다. 그것은 비현실적인 악몽에 지나지 않았다.
Chiara Marletto는 의 저자입니다 캔과 할 수없는 과학 :물리학자가 반대의 땅을 통한 여행. 그녀는 옥스포드 대학교 울프슨 칼리지 (Wolfson College)의 연구원입니다. 그녀는 옥스포드와 토리노 대학교에서 학위를 보유하고 있습니다. 그녀의 주요 연구 초점은 이론적 물리학에 중점을두고 있으며 이론적 생물학, 인식론 및 이탈리아 문학에 대한 관심을 추구합니다.
Can and Can and Ca n't Chiara Marletto는 Viking이 출판 한 Penguin Publishing Group의 인쇄물, Penguin Random House, LLC 부서. Copyright © 2021의 Chiara Marletto.
리드 이미지 :mjgraphics / shutterstock
이 기사는 2021 년 6 월에“숨겨진 진실”문제에 온라인에서 처음 등장했습니다.
