우주팽창ㆍ열역학등 수많은 이론나와
분명한 속성은 '한방향으로만 흐른다'
■바이오&사이언스
우리는 일상에서 너무 익숙해진 것을 당연하게 생각하는 버릇이 있다. `시간'의 경우가 그렇다. 아무도 `시간이 무엇이냐?'라는 질문은 던지지 않는다. 그런 질문을 너무 명백한 것으로 여기기 때문이다. 그런데 과연 시간은 무엇일까? 까마득한 옛날부터 수많은 철학자와 과학자들이 시간의 정체를 밝혀내기 위해 애를 썼지만 아직도 신통한 답은 없다.
시간에 대해 한 가지 분명한 사실이 있다. 시간은 언제나 과거에서 현재를 지나 미래로 흘러간다는 사실이다. 현재를 거치지 않고 곧바로 미래로 흘러가는 경우도 없고, 거꾸로 미래에서 과거로 흘러가는 경우도 없다. 적어도 우리가 경험하는 현실 세계에서는 그렇다. 시간의 그런 특성을 `시간의 화살'이라고 부른다. 화살이 거꾸로 날아가는 일이 절대 없는 것과 마찬가지로 시간도 한 방향으로만 흐르는 비대칭적 특징을 가지고 있다는 뜻이다.
시간의 화살을 논리적으로 설명하려는 시도도 많았다. 과거와 미래가 비대칭인 이유는 우리의 기억 때문이라는 설명도 있다. 현재 일어나는 사건들이 우리의 기억 속에 차곡차곡 쌓여 가는 것 자체가 시간의 흐름이라는 것이다. 우리 기억 속에서의 상대적 위치가 시간의 흐름을 나타낸다는 뜻이다. 미래는 아직 우리 기억 속에 자리를 잡지 못했다는 점에서 이미 기억 속에 자리잡고 있는 과거와 분명하게 구분된다.
과학적 원리를 이용한 설명도 있다. 우리가 살고 있는 우주가 팽창하는 방향이 바로 시간이 흘러가는 방향이라는 설명도 있다. 우리가 살고 있는 우주가 정적(靜的)인 상태가 아니라 빠르게 팽창하고 있다는 사실은 1929년에 천문학자 에드윈 허블에 의해 처음 밝혀졌다. 우리 우주가 137억년 전에 일어났던 빅뱅(대폭발)으로 탄생했다는 주장도 그런 사실을 근거로 한 것이다. 요즘은 그런 우주의 팽창이 점점 더 빨라지고 있다는 사실이 알려지면서 우주의 역사와 운명에 대한 새로운 논란이 시작되고 있다.
열역학을 이용한 설명도 있다. 물질과 에너지의 출입이 불가능한 고립된 계에서는 모든 일이 엔트로피가 증가하는 방향으로만 진행된다는 것이 바로 열역학 제2법칙이다. 결국 시간이 흘러가는 방향은 계의 무질서도를 나타내는 엔트로피가 증가하는 방향이 된다는 것이 시간의 화살에 대한 열역학적 설명이다.
물론 엔트로피가 언제나 증가하기만 하는 것은 아니다. 우리가 살고 있는 지구는 고립계가 아니기 때문에 언제나 엔트로피가 증가해야 할 이유가 없다. 실제로 얼음이 얼고, 수증기가 응축되어 빗물이나 이슬이 되는 것처럼 엔트로피가 감소하는 일도 흔히 일어난다. 열역학 제2법칙이 잘못된 것이 아니라 우리의 열린 세상에서는 그런 일이 허용되기 때문이다.
1977년에 노벨 화학상을 수상한 통계열역학자 일리야 프리고진은 복잡성의 과학을 이용해서 시간의 화살을 설명하기도 한다. 세상은 너무나도 작아서 흔히 무시해 버리는 요동(搖動)에 의해 지배되는 비가역적 특성을 가지고 있고 그것이 바로 시간의 방향을 정의한다. 요동에 의한 카오스적 시간의 흐름 속에서 존재의 본질이 발현된다는 것이다. 프리고진에 따르면 세상의 모든 것이 비평형(非平衡)이고, 비가역(非可逆), 비대칭(非對稱)이다. 그런 세상에서 확실한 것은 아무 것도 없다. 모든 것이 `우연'(偶然)을 뜻하는 확률에 의해 설명된다. 세상만사는 그런 확률에 의해 지배되는 `생물학적 진화'의 과정이다.
시간의 화살을 예술적으로 표현한 작품도 있다. 해인사에 있는 성철 스님의 사리탑인 `선(禪)의 공간'과 삼성의료원 장례식장 현관 앞에 세워진 거대한 조형물 `시간의 방향'이 바로 그것이다. 일본에서 활동하고 있는 미술가 최재은이 남긴 작품들이다.
분명한 속성은 '한방향으로만 흐른다'
■바이오&사이언스
우리는 일상에서 너무 익숙해진 것을 당연하게 생각하는 버릇이 있다. `시간'의 경우가 그렇다. 아무도 `시간이 무엇이냐?'라는 질문은 던지지 않는다. 그런 질문을 너무 명백한 것으로 여기기 때문이다. 그런데 과연 시간은 무엇일까? 까마득한 옛날부터 수많은 철학자와 과학자들이 시간의 정체를 밝혀내기 위해 애를 썼지만 아직도 신통한 답은 없다.
시간에 대해 한 가지 분명한 사실이 있다. 시간은 언제나 과거에서 현재를 지나 미래로 흘러간다는 사실이다. 현재를 거치지 않고 곧바로 미래로 흘러가는 경우도 없고, 거꾸로 미래에서 과거로 흘러가는 경우도 없다. 적어도 우리가 경험하는 현실 세계에서는 그렇다. 시간의 그런 특성을 `시간의 화살'이라고 부른다. 화살이 거꾸로 날아가는 일이 절대 없는 것과 마찬가지로 시간도 한 방향으로만 흐르는 비대칭적 특징을 가지고 있다는 뜻이다.
시간의 화살을 논리적으로 설명하려는 시도도 많았다. 과거와 미래가 비대칭인 이유는 우리의 기억 때문이라는 설명도 있다. 현재 일어나는 사건들이 우리의 기억 속에 차곡차곡 쌓여 가는 것 자체가 시간의 흐름이라는 것이다. 우리 기억 속에서의 상대적 위치가 시간의 흐름을 나타낸다는 뜻이다. 미래는 아직 우리 기억 속에 자리를 잡지 못했다는 점에서 이미 기억 속에 자리잡고 있는 과거와 분명하게 구분된다.
과학적 원리를 이용한 설명도 있다. 우리가 살고 있는 우주가 팽창하는 방향이 바로 시간이 흘러가는 방향이라는 설명도 있다. 우리가 살고 있는 우주가 정적(靜的)인 상태가 아니라 빠르게 팽창하고 있다는 사실은 1929년에 천문학자 에드윈 허블에 의해 처음 밝혀졌다. 우리 우주가 137억년 전에 일어났던 빅뱅(대폭발)으로 탄생했다는 주장도 그런 사실을 근거로 한 것이다. 요즘은 그런 우주의 팽창이 점점 더 빨라지고 있다는 사실이 알려지면서 우주의 역사와 운명에 대한 새로운 논란이 시작되고 있다.
열역학을 이용한 설명도 있다. 물질과 에너지의 출입이 불가능한 고립된 계에서는 모든 일이 엔트로피가 증가하는 방향으로만 진행된다는 것이 바로 열역학 제2법칙이다. 결국 시간이 흘러가는 방향은 계의 무질서도를 나타내는 엔트로피가 증가하는 방향이 된다는 것이 시간의 화살에 대한 열역학적 설명이다.
물론 엔트로피가 언제나 증가하기만 하는 것은 아니다. 우리가 살고 있는 지구는 고립계가 아니기 때문에 언제나 엔트로피가 증가해야 할 이유가 없다. 실제로 얼음이 얼고, 수증기가 응축되어 빗물이나 이슬이 되는 것처럼 엔트로피가 감소하는 일도 흔히 일어난다. 열역학 제2법칙이 잘못된 것이 아니라 우리의 열린 세상에서는 그런 일이 허용되기 때문이다.
1977년에 노벨 화학상을 수상한 통계열역학자 일리야 프리고진은 복잡성의 과학을 이용해서 시간의 화살을 설명하기도 한다. 세상은 너무나도 작아서 흔히 무시해 버리는 요동(搖動)에 의해 지배되는 비가역적 특성을 가지고 있고 그것이 바로 시간의 방향을 정의한다. 요동에 의한 카오스적 시간의 흐름 속에서 존재의 본질이 발현된다는 것이다. 프리고진에 따르면 세상의 모든 것이 비평형(非平衡)이고, 비가역(非可逆), 비대칭(非對稱)이다. 그런 세상에서 확실한 것은 아무 것도 없다. 모든 것이 `우연'(偶然)을 뜻하는 확률에 의해 설명된다. 세상만사는 그런 확률에 의해 지배되는 `생물학적 진화'의 과정이다.
시간의 화살을 예술적으로 표현한 작품도 있다. 해인사에 있는 성철 스님의 사리탑인 `선(禪)의 공간'과 삼성의료원 장례식장 현관 앞에 세워진 거대한 조형물 `시간의 방향'이 바로 그것이다. 일본에서 활동하고 있는 미술가 최재은이 남긴 작품들이다.
