우주(universe)는 시공간(space-time)이자 만물(everything)을 이루는 물질(matter)이다. 2021년 이후 인류의 새로운 물리학이 될 실체 물리학에 따른 모든 것의 이론을 설명하고 있는 이 책 〈인류 지식의 대혁명(theory of everything)〉은 ‘인류역사상 최고의 과학서’라고 말할 수 있다. 왜 그런가? 새로운 물리학인 ‘실체 물리학’에 따른 모든 것의 이론(Theory of Everything)은 기존의 ‘현상 물리학’이 수학적 물리법칙으로 다루었던 우주 구성물의 4%에 불과한 일반물질뿐 아니라, 지금까지의 서구 과학적 패러다임에서는 그 정체를 알 수 없게 되어 있는 나머지 96%에 해당하는 암흑물질과 암흑에너지를 포함하는 전체로서의 우주 만물의 운동·변화를 통일적으로 설명하되, -머릿속에서 자명하다고 생각해낸 수학적 공리나 물리적 가정으로부터 도출하는 무형(無形)의 것이 아니라- 사람이면 누구나 이해하고 수긍할 수 있게 구체적인 유형(有形)의 물리적 실체인 있는 그대로의 세계, 즉 자연 그 자체 또는 ‘물 그 자체’의 내재적 속성에 의해 운동·변화하는 원리를 물리적으로 설명하는바, 이 책은, *시공간의 물리적 실체, *실재하는 우주의 시공간 구조, *빅뱅의 물리적 원인, *시간, 공간 및 물질의 생성과 소멸의 원리, *우주 초기 사라진 반물질의 물리적 원인, *암흑물질과 암흑에너지의 정체 및 그 작용, *시간의 변천과 엔트로피 증가 법칙의 탄생 및 소멸, *장(場, field)의 형성 원리와 자연적 힘의 발생원인, *물질 주위에 형성된 장(field)에서 에너지와 각운동량이 보존되는 물리적 원인, *고립계인 물 그 자체(matter in itself)에 질량-에너지 보존 법칙이 성립하는 물리적 원인, *힘의 계층성 문제 및 중력의 물리적 원인과 그 물리적 실체, *4개의 기본 힘을 하나의 자연의 힘으로 통일, *입자 물리학이 표준모형이 수집한 17개의 기본 입자를 하나의 근본 입자로 통일, *서로 매우 다른 기본 입자 질량의 계층성 문제 원인, *우주상수 문제의 발생 원인과 그 실체 물리적 해명, *은하의 형성 원리, *우주 가속 팽창의 물리적 원인, *블랙홀에 관한 모든 것의 해명, 특히 사건 지평선과 그 ‘사건’의 진상 규명, *물질의 이중슬릿 실험 결과에 대한 완벽한 물리적 설명, *불확정성 원리와 파동함수 붕괴의 발생원인 해명, *실재와 정보를 포괄하는 인간의 앎의 본질 규명, *비국소적 얽힘 현상의 실체 물리적 원인 규명, *플라톤의 이상적 수학 세계, 물리적 세계, 정신적 세계의 통일, ……등과 같이 지구상에 인류가 존재하게 된 이래 가지게 되었던 우주 만물의 운동 변화에 대한 모든 궁금증 및 지금까지 서구 과학적 패러다임에서는 결코 알 수 없는 수많은 수수께끼와 해결할 수 없었던 난제들을 “단 하나의 원리”에 따라 논리 일관하게 “물리적으로 설명”하고 있기 때문이다. 이것은 2,500년 인류역사상 전무후무한 일이다. 이것은 곧 새로운 인류 지식 문명의 시작을 의미한다. 예컨대 오늘날 물리학자들은 질량이 없는 빛은 시간이 흐르지 않는다고 말한다. 아인슈타인이 쓴 논문의 제목 “빛의 창조와 변화에 관한 과학적 관점에 대하여”(1905)에서 보이는 것처럼, 자연에는 존재하지 않고 또 존재할 수도 없는 ‘질량이 없고 에너지만 가진 입자’인 아인슈타인이 창조해낸 영생불멸의 광자를 믿기 때문이다. 질량이 없는 빛은 시간이 흐르지 않는다는 말은 곧 광자는 질량이 없으므로 자신의 시간을 가지지 않아서 시간이 흐르지 않고 영생불멸한다는 얘기다. 사정이 이러하므로, 20세기 물리학의 스토리텔링에 따르면, 영생불멸하는 빛은 태초에 이미 있었을 수밖에 없고, 다만 플라스마 상태에 잠겨 있다가 빅뱅 후 38만 년이 지나 원자가 만들어질 때 쏟아져 나와서 우주배경복사(CMB)가 되었다는 이야기가 된다. 그러니까 우주배경복사는 사실상 태초에 이미 존재하고 있었던 빛이다. 이것은 서구 과학적 지식체계에서 말하는 궁극적 지식은 결국 지난 2,500년 동안 지속되어 온 서구의 지적 패러다임에서 나올 수밖에 없는 창세기 1장 3절의 “하나님이 이르시되 빛이 있으라 하시니 빛이 있었고”라는 내용을 벗어나기 어렵다는 것을 의미한다. 이제 21세기 이 개명한 시대에 당하여, 위와 같이 지난 2,500년 동안 지속되어 온 서구식 지적 패러다임에서 벗어나야 한다. 2021년 이후 인류의 새로운 물리학이 될 실체 물리학에 ‘모든 것의 이론’은, 있는 그대로의 세계인 ‘물 그 자체’의 내재적 속성에 의한 운동 변화의 원리에 따라 우주 만물의 운동 변화를 물리적으로 설명하므로 “동적 시스템의 시작점 이론”을 가지는바, 새로운 물리학에 따른 모든 것의 이론은 빅뱅의 원인을 물리적으로 설명하고 있고, 또 ‘시간(time)’과 함께 최소 보통 물질’인 광자(빛)가 어떻게 만들어져서 탄생하는지를 물리적으로 설명한다. 우주의 시작점인 빅뱅 특이점으로부터 빛이 탄생했다는 것은 서구 과학적 패러다임에 따른 현상 물리학의 대상으로서 관측 가능한 물질, 즉 질서를 갖는 체계로서의 국소적인 우주인 코스모스가 시작됐다는 것을 뜻한다. 그리고 이것은 곧 국소적인 보통 물질은 상대적인 시공간을 가졌으므로 시간과 공간과 물질이 탄생했다는 것을 의미한다. 물리학이라는 학문에서 어떤 앎에 관한 주장이 논리적 무모순성을 획득하여 세상 사람 누구나 이해하고 수긍할 수 있는 진정한 이론이 되려면, 그 물리 이론은 미시세계와 거시세계를 가리지 않고, 중력이든 전자기력이든 강한 핵력이든 약한 핵력이든 가리지 않고, 빅뱅 이전의 우주는 물론 코스모스의 시작과 종말 사이에 존재하는 시간을 가진 일반물질들의 탄생과 그 소멸, 나아가 코스모스의 종말 후의 우주에 이르기까지, 사람을 포함하여 우주에 존재하는 모든 것들의 운동과 변화를 논리 일관하게 ‘단 하나의 원리’로서 설명할 수 있어야만 한다. 사실, 이럴 수도 있고 저럴 수도 있는 경우의 수 또는 확률분포를 따지거나, 미시세계에는 이런 원리가 거시세계에는 저런 원리가 적용된다거나, 여기서는 이렇고 저기서는 저렇다는 등 지금까지의 서구 과학적 패러다임에 따른 현상 물리학의 주장들은 2,500년 전의 고대인들이나 했던 이럴 수도 있고 저럴 수도 있는 점술 복술 유사의 췌마학이지, 21세기 이 개명한 시대에 어떤 학문의 이론으로서 주장할 수 있는 것이 결코 아니다. 이제 물리학의 유아기를 벗어날 때도 되었다. 이제 우리 인류도 21세기 이 개명한 시대에 당하여 동화와 같은 불변의 세계인 플라톤의 이상세계를 추구할 것이 아니라, 끊임없이 변화하고 있는 ‘있는 그대로의 세계’를 이야기할 수 있어야 한다. 그러기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 지난 2,500년 동안 지속되어 온 서구식 지적 패러다임의 굴레에서 해방되는 것이다. 그리고 그것은 곧 인류 지식의 대혁명을 의미한다.

- 문제는 이처럼 현대우주론은 빅뱅 이후 시간에 따라 우주가 어떤 요소에 의해 영향을 받으며 진화해왔는지를 나름대로 추정해 볼 수 있지만, 정작 빅뱅이 왜 일어나고 빅뱅 이전에는 무엇이 있었는지 등에 관해서는 그 어떤 이야기도 할 수 없다는 점이다. 우주의 공간이 모두 빅뱅과 함께 만들어지며 시작되었다면 우주 그 자체가 모든 공간을 의미하기 때문에 ‘우주의 바깥 공간’이라는 것은 정의 자체가 되지 않는다. 시간 역시 빅뱅과 함께 흘러가기 시작하는 것이기 때문에 ‘빅뱅 이전의 과거’라는 것은 정의할 수 없다. 따라서 빅뱅이 일어난 이후 시간의 역사는 논할 수 있지만, 빅뱅 이전의 시간은 이야기할 수 없다. - (p. 18) - 우주는 시공간이자 물질이므로 물리학의 핵심은 시공간과 물질이다. 그런데 여기서 미리 말하지만, 상대성이론이 말하는 시공간(space-time)은 있는 그대로의 세계인 물 그 자체가 아니라 순전히 수학적인 것으로서, 그것은 로렌츠 기호가 있는 미분 가능한 다양체이고 거리 측정값과 곡률 등을 가진다. 마찬가지로 게이지 대칭성을 전제로 하는 양자장론에서 말하는 입자(particle) 역시 게이지 군(groups)의 특정 기약 표현하에서 변형되는 힐베르트 공간의 벡터이다. 이것이 바로 “시공간이란 무엇이고 입자란 무엇인가?”라는 질문에 대해 현대물리학이 할 수 있는 최선의 대답이다. 이처럼 현상 물리학자들은 특정한 수학적 구조가 관찰을 설명할 수 있으면 그것이 곧 물리법칙이라고 믿는다. 따라서 현대물리학이 시공간이나 힉스입자가 실재한다고 말하는 경우 그것은 특정한 수학적 구조가 관찰을 설명할 수 있다는 뜻이다. 그런데 현상 물리학은 관찰할 수 있는 것이라도 수학적으로 기술할 수 없으면 과학이 아니라고 말하지만, 반대로 관찰할 수 없더라도 플라톤의 이상적 수학 세계에 있으면 실재하는 것이라고 믿는다. 다중우주론이 그 예다. 즉, 관측할 수 없는 우주가 수학적 구조 속에 있으므로 그것은 실재한다고 생각한다. (p. 29) - 이론적 예측값이 관측값과 99.99994% 확률로 정확한 것이 양자역학이라고 하더라도, 그것은 어디까지나 수학일 뿐이고, 그에 대한 해석은 매우 다양하며, 그에 대한 또 다른 해석들이 오늘도 생겨나고 있다. 그러한 해석 중에 오늘날 물리학 교과서에서 통용되고 있는 확률해석 역시 어디까지나 해석이지 물질의 운동·변화하는 원리를 물리적으로 설명하는 진정한 물리학의 이론이 아니다. 이럴 수도 있고 저럴 수도 있는 경우의 수를 따지고 확률분포를 계산하는 것은 ‘수학’이고, 그 의미를 분석하고 풀이하는 것은 ‘해석’이지, 사물의 운동·변화하는 원리를 해명하기 위해 논리정연하게 일반화한 명제의 체계를 갖춘 ‘이론’이 될 수 없다. (pp. 39~40) - 위 인용문의 마지막 두 문장에 주목하라. 파인먼은 물리적 원리보다는 사물들이 먼저 존재해야 한다고 말한다. 이것은 실체 물리학적 사유와 인식에 해당한다. 내가 그를 ‘성실한 물리학자’라고 칭하는 이유가 바로 여기에 있다. 위 인용문에서 보는 바와 같이 파인먼은 물리학의 통일이론은 -서구 과학적 패러다임에서처럼 인간 정신이 만들어내는 지식의 제1 원리로서의 물리적 원리(등가원리나 불확정성 원리 등)의 일관성에서 나오는 것이 아니고- 사물이 먼저 있고, 그 물 자체의 내재적 속성에 따라 운동 변화하는 원리(기륜 원리)로부터 나온다고 생각하는 점에서 실체 물리학에 부합한다. (p. 43) - 뉴턴이나 아인슈타인이 기술한 물리 법칙들의 세계는 자연의 드러난 현상을 이성이 제공한 틀에 의해 ‘구성된 현상 세계’로서, 수학 또는 기하학이 그 형식과 틀을 부여하지 않으면 존재하지 않는 세계라는 점이다. 현상 물리학이 만들어낸 수학적 물리법칙에는 자연현상을 관측한 관측량 사이의 수량적 관계만 들어 있을 뿐, 자연 그 자체나 물 그 자체에 관한 물리적 설명이 전혀 없다. 현상 물리학에서 물체의 운동에 관한 기본 방정식 을 보라. 이 경우 정작 물리학자들은 그 힘()이 무엇이고, 질량()이 무엇인지는 알지 못한다. 방정식 는 ‘힘의 크기’가 질량에 가속도를 곱한 것과 수량적으로 같다는 것이지, 힘 그 자체나 힘의 본질이 질량에 가속도를 곱한 것이라는 의미가 아니다. (pp. 53~54) - 예컨대 현상 물리학에서 빛은 전자기장의 전자기파이고, 전자기장이 양자화되면 광자이며, 광자가 공간상으로 펼쳐지면 전자기장이 된다. 나중에 자세히 논하겠지만, 이러한 사유와 인식에는 너무나도 중대하고 심각한 오류가 도사리고 있다. 서구 과학적 패러다임에 따른 현대물리학은 있는 그대로의 세계인 자연 그 자체나 물 그 자체를 무시하므로 전자기장이 무엇이고 중력장은 무엇이며 그 ‘장(場, field)’이 어떻게 형성되고 그 물리적 실체가 무엇인지 알지 못한다. 솔직하게 말하자면, 오늘날 현상 물리학은 장(field)은커녕 빛이 무엇이고 전자기파가 무엇이며 광자가 무엇인지 사실상 알지 못한다. (pp. 90~91) - 서구 과학적 패러다임에 따라 있는 그대로의 세계인 자연 그 자체나 물 그 자체가 아닌 자연현상을 관측하여 그 관측량 사이의 관계를 수학적으로 기술하는 현상 물리학에서는, 보통 물질 그 자체가 가진 시공간인 시간과 공간 대신, 측량 도구인 시간을 재는 시계(clock)와 공간(길이)을 재는 자(ruler), 그리고 불변의 것으로 관측해낸 관측량을 계산하는 도구인 수학(mathematics)이 중요해지게 된다. 실제로, 현상 물리학의 지식체계에 따른 아인슈타인의 상대성이론에는, 자연 그 자체로서 유형의 물리적 실체를 이루는 시간과 공간은 없고, 시계, 잣대, 관측량을 계산하는 수학, 그리고 이론의 제1 원리(물리적 가설)를 만들어내는 머릿속 사고실험만 있다. (pp. 94~95) - 물리학이라는 학문에서 어떤 앎에 관한 주장이 논리적 무모순성을 획득하여 세상 사람 누구나 이해하고 수긍할 수 있는 진정한 이론이 되려면, 그 물리 이론은 미시세계와 거시세계를 가리지 않고, 중력이든 전자기력이든 강한 핵력이든 약한 핵력이든 가리지 않고, 빅뱅 이전의 우주는 물론 코스모스의 시작과 종말 사이에 존재하는 시간을 가진 일반물질들의 탄생과 그 소멸, 나아가 코스모스의 종말 후의 우주에 이르기까지, 사람을 포함하여 우주에 존재하는 모든 것들의 운동과 변화를 논리 일관하게 ‘단 하나의 원리’로서 설명할 수 있어야만 한다. (p. 110)