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  '레고' 장난감으로 집 모형 만들기, 과학과 상온 핵융합
  글쓴이 : 이응신     날짜 : 03-03-13 23:00     조회 : 8030    
'레고' 장난감으로 집 모형 만들기, 과학과 상온 핵융합 
(제목에서 '과학과 상온 핵융합'은 편집자의 추가입니다)

자연과학이나 '정상과학'의 속성을 이해하는 방법으로 레고 장난감으로 일
정한 모형을 만들어 가는 일을 예로 들 수 있습니다. '찬란한 학문의 금자
탑을 쌓았다'라는 말이 얼마나 힘들고 어려운가는 공부를 해보면 절실히
느낍니다. 과학자들이 지금까지 쌓아 온 벽 위에 자신이 만든 벽돌 하나
제대로 얹어 놓는 일은 아주 어렵습니다. 혼자서 다른 사람 모르게 탑을
쌓거나 벽돌 하나 얹어 놓기는 쉬워도 다른 사람들이 지켜보는 가운데서,
또 제대로 된 벽돌을 쌓기가 어렵다는 말입니다. 왜냐하면 얹어 놓아야 할
벽돌의 모양이나 크기, 색깔, 방법까지 다른 사람들의 감시 아래서 공인을
받아야 하기 때문입니다.

레고 장난감으로 모형 집을 만든다고 할 때, 각 부품들의 모양이나 크기,
쌓는 순서 그리고 결합시키는 부분이 완벽하게 일치해야 합니다. 자루 속
에 든 100 개의 레고 부품으로 집을 짓는다고 가정하면 더 이상의 부품을
사용하지 말아야 합니다. 왜냐하면 한정된 100개의 부품은 집을 짓지 않더
라도 정확하게 크기와 모양, 결합구조가 알려져 있기 때문입니다. 이런 부
품이 자연과학에서는 '물리량'이라는 개념이고 100 개의 레고 부품은 인간
의 인식범위라고 이해할 수 있습니다.

길이라는 물리량은 '길이(L)' 차원을 가지고 있으며 더 이상 다른 물리량
으로 바뀔 수 없습니다. 왜냐하면 길이라는 물리량은 추상화된 개념이고
SI 단위계의 기본 단위계이기 때문입니다. 길이는 두 점 사이의 거리, 책상
면의 두께, 원의 반지름, 원주의 길이 등의 여러 다른 정성적인 측면이 있
습니다. 그러나 이런 상이한 정성적인 측면은 '길이'라는 추상화된 개념으
로 통일될 수 있으며 미터자로 측정하여 알맞은 양으로 바꿀 수 있습니다.
'책상의 두께가 5 센티미터다', '달리기를 하는 직선상의 출발점과 도착점
의 거리가 100 미터다' 등의 상이한 정성적인 측면이 길이라는 추상적인
물리량으로 통일되어 미터자를 사용하여 양으로 바꿀 수 있습니다.

속도의 정의는 거리를 시간으로 나눈 물리량(v = L/t)이며 단위로 m/s 또
는 km/h 등을 사용합니다. 실제로 속도계의 눈금이 어떤 양을 가리키고
있다고 해도 작동원리를 보면 시간 당 이동거리를 응용한 경우가 대부분입
니다. 자동차의 속도계는 바퀴의 원주가 시간당 회전한 양을 계산하여 나
타냅니다. 경찰이 사용하는 레이더 속도측정기는 눈금에는 속도로 표시되
어 나오지만 실제로는 반사되어 되돌아오는 마이크로 웨이브의 파장이라는
길이를 시간으로 나누어 계산한 양입니다.

자연과학에서는 이렇게 정의된 물리량을 사용할 때만 비로소 다른 사람들
의 인정을 받을 수 있는 최소조건을 만족한다고 말할 수 있습니다. 100개
의 레고 부품들은 바로 물리량처럼 낱개를 들고 보았을 때 정확한 특성을
확인할 수 있습니다. 이런 부품들을 서로 맞춰가며 집의 기초를 만들고 그
위에다가 다른 부품을 차례로 꼽아가면 점차 집을 만들어 나갑니다.

그런데 어느 단계에서 길이가 서로 맞지 않는 부품을 과다하게 사용하여
한 층을 만들고 보니까 최종 부품이 아래층과 비교하여 툭 튀어나왔다고
하면 분명히 중간에 어떤 부품을 잘못 꼽아 넣었음을 알 수 있습니다. 어
디에서 어떤 부품을 잘못 사용하였는가는 확인해 보면 금방 알 수 있습니
다. 그때는 주저없이 다시 틀린 부분에서 고쳐나가야 합니다. 그렇지 않고
계속 틀린 상태를 고집하면 나중에 집을 다 만들어도 다른 사람들이 집모
형이 이상하거나 모형집이라고 인정하지 않습니다. 물론 본인이야 집이라
고 우길 지 몰라도 실제 집과 비교를 하면 잘못된 부품이 툭 튀어나와 진
짜집과 거리가 상당히 있다는 점을 확인할 수 있습니다.

이제 하나의 상황을 가정해 봅시다. 과학자들이 집의 앞면과 옆면만 보고
모형집을 짓는다고 하면 볼 수 없는 뒷면은 앞면과 옆면의 레고들이 맞춰
지는 과정과 일반적인 집들의 속성을 짐작하여 뒷면을 완성할 수가 있습니
다. 이렇게 하는 일은 일종의 예측능력인데 지금까지 지식의 축적으로 인
해 뒷면을 볼 수 없어도 앞면과 뒷면, 그리고 다른 집들의 속성으로 인해
뒷면을 완성해도 대부분 실제의 뒷면을 정확하게 만들 수 있습니다. 초능
력을 가졌거나 신들림이 있어 미래를 알 수 있다고 주장하는 사람들의 약
점은 (틀렸다는 말이 아닙니다) 앞면과 옆면의 논리적인 관계에서 뒷면을
설명하지 못하고 앞면과 옆면을 묘사를 하고 뒷면을 볼 수 있다고 주장하
는 점에 있습니다. 논리적인 연결고리의 불명확함이 진짜로 미래의 참모습
에 대한 주장에 치명타를 가져오는 경우가 대부분입니다.

불행하게도 진짜로 뒷면을 보는 기회를 가졌을 경우 틀릴 때가 종종 있습
니다. 과학에서 가끔 설명영역을 확대했을 때 오는 현상입니다. 뉴턴역학으
로 광속에 접근할 때로 논리구조를 연장해서 설명하면 실제로 측정치와 오
차가 생깁니다. 예를 들어 광속에 가깝게 움직이는 소립자들의 질량을 측
정하면 정지질량보다 증가하는 현상입니다. 이런 예는 극단적인 경우에 해
당합니다. 진짜 집의 뒷면을 확인하여 진짜 집과 모형 집의 틀림을 발견하
면 모형 집을 짓는 사람들은 모형의 어디부터 잘못되어 뒷면을 잘못 꾸몄
는가 알아봅니다. 이런 일은 레고의 각 부품을 정확하게 앞에서부터 계속
꼽아 갔기 때문에 어디부터 잘못되었는가 금방 확인할 수 있습니다. 신과
학이라는 영역에서는 과정이 정확하게 알려져 있지 않기 때문에 어디부터
잘못되었는가를 알 수 없는 경우가 대부분입니다.

앞면과 옆면을 다 고쳐도 뒷면이 맞지 않을 때가 있습니다. 이때는 앞면이
나 옆면을 구성하는 레고를 쌓는 방법상의 문제가 아니라 레고 부품 자체
가 틀렸을 경우가 있습니다. 그렇다면 레고의 부품을 바꾸는 수밖에 없습
니다. 바로 이런 예는 뉴턴역학으로 광속에 접근하는 상황을 묘사할 때 입
니다. 뉴턴역학을 기초를 이루는 공리구조를 바꿔야 합니다. 즉, 상대론에
서 말하는 공리구조로 바뀜을 말합니다. 이렇게 부품을 바꾸면 집모형이
달라지는 것이 아니라 집모형은 전에 만들었던 앞면과 옆면을 그대로 유지
하면서 뒷면까지 정확하게 묘사할 수 있습니다. 아인슈타인 상대론의 뛰어
난 점은 뉴턴역학의 전분야를 그대로 설명하면서 광속에 접근하는 상황까
지도 정확하게 설명할 수 있음에 있습니다.

멀리서 보았을 때 집의 색깔이 어떤 색으로 보여도 가까이 접근하면 두 가
지 이상의 작은 색의 점들이 가깝게 있어 멀리서 섞여 보이는 경우도 있습
니다. 팽이의 윗면에 두 가지 색으로 경계를 나누어 칠하고 빠른 속도로
돌리고 바라보면 두개의 색이 섞여서 하나의 색을 이루는 상황과 비슷합니
다. 이때는 멀리서 본 색이 잘못되었음을 알고 레고의 부품을 바꿔야 하는
경우의 또 다른 상황입니다. 이런 예가 바로 과학을 인식영역 범위 안에서
설명영역을 확대했을 때 오는 오류나 측정장비를 바꾸어 정밀하게 측정할
때 오차를 발견하는 경우입니다. 원자의 미세구조를 인식하기 위해 스펙트
럼을 측정하는 장비가 계속 정밀해짐에 따라 전자의 각운동량이나 핵의 스
핀까지 발견하여 수정을 하는 예에 해당합니다.

다른 예로 회전하는 팽이의 색깔을 감각기관으로 보았을 때와 사진기의 노
출시간을 짧게 하고 촬영을 하거나 스트로브를 사용하면 금방 진짜 색의
배합을 알 수 있습니다. 이런 경우는 인간의 감각기관의 속성 때문에 오는
현상이지 인식구조가 잘못되어서가 아닙니다. 왜냐하면 장비를 이용하면
얼마든 지 알아낼 수 있기 때문입니다. 신과학에서 주장하는 현상을 사람
들이 볼 때 진짜로 그럴 듯 할 때가 많습니다. 그러나 정밀한 장비를 이용
하거나 속임수를 없애 버리면 가짜임이 들통납니다. 랜디가 취하는 방법이
기도 합니다. 마술사 출신인 랜디는 자신의 초능력은 속임수라고 말하나
다른 사람들은 초능력이라고 말하는 장면을 보아 왔기 때문에 속임수를 제
거하면 초능력을 부릴 수 없다는 사실을 알고 있습니다.

신과학에서 주장하는 상온핵융합은 처음부터 잘못된 가정임을 알 수 있습
니다. 왜냐하면 상온에서 핵융합을 하는 예를 아직도 자연계에서 찾지 못
했기 때문입니다. 물론 일부는 동물의 몸 안에서 원소변환이 있다고 주장
하나 기존학계에서 받아들이지 않습니다. 동물의 몸 안에서 일어나는 원소
변환이 외부에서 들어간 원소가 진짜로 변하는 지 아니면 원래부터 몸 안
에 있었던 원소가 떨어져 나온 것인지 확인할 수 없습니다(증명하지 못합
니다). 설사 원소변환이 있다고 해도 진짜로 핵융합을 통한 원소 변환인
지 아니면 다른 요인에 의한 원소변환인 지 확인할 수 없습니다. 또 전기
를 주었을 때 특정 전극 주위에 다른 원소들이 발견되었다는 사실로 핵융
합이 일어났다는 이야기를 합니다. 이것도 잘못된 주장입니다. 발견한 원소
들이 전극의 물질로부터 떨어져 나왔는지 아니면 핵융합을 통한 변환인 지
를 구분할 수 없습니다(또는 증명할 수 없습니다). 만약 자연계에서 상온핵
융합을 발견했다면 실험실에서도 진짜로 재현할 수 있고 제어까지 할 수
있습니다. 그렇다면 어쩔 수 없이 과학자들도 상온핵융합을 인정해야 하는
상황으로 바뀔 수 있습니다. 핵분열을 자연계에서 발견하고 베를린에서
1930년대 말 핵분열을 인공적으로 시도하여 성공한 경우와 흡사합니다.

초과에너지의 확인으로 열역학 제2법칙이 틀렸다고 주장하는 사람들이 있
습니다. 이런 주장도 타당성을 증명하지 못하는 경우입니다. 상온핵융합의
증거로 초과에너지를 들고 있으나 정밀하게 측정을 하면 종종 잘못된 주장
으로 끝날 때가 대부분입니다. 왜냐하면 정밀한 측정에서 에너지 증가도
발견하지 못하나 핵융합에서 나타나는 중성자나 방사선의 방출을 찾을 수
가 없기 때문입니다. 일부에서는 공간에너지의 유입으로 초과에너지 현상
이 나타난다고 주장합니다. 이것도 잘못된 주장임을 알 수 있습니다. 왜냐
하면 초과에너지라는 물리량을 측정장비로 알아낼 수 있다면 공간에서 유
입되는 에너지도 유입 이전에 측정장비로 검출을 할 수 있어야 합니다. 공
간에너지를 발견하거나 측정하는 방법을 제시하여 진짜로 양적으로 증명을
하지 못하면 공간에너지의 유입을 주장할 수 없습니다. 어디까지나 일종의
희망사항입니다. 희망이라는 사람들의 갈망이 자연현상을 왜곡할 수는 있
어도 '과학적'으로 증명될 수는 없습니다.

핵분열에서 나오는 에너지가 질량변환이었다는 주장은 아인슈타인의 상대
론으로 인해 증명이 되는 것이 아니라 반응 전후에 정밀한 측정을 통해 질
량의 감소가 진짜로 생겼고, 초과에너지가 새로 생기는 현상을 측정할 수
있고 두 양의 관계가 아인슈타인의 상대론에서 주장하는 공식과 일치하므
로 질량이 에너지로 변환을 하였다고 과학자들은 믿고 있을 뿐입니다. 상
온핵융합에서도 신과학에서 공간에너지의 유입이라는 주장을 한다면 실제
로 공간에너지를 측정해서 상온핵융합 과정에서 감소하는 공간에너지와 새
로 생기는 에너지를 검출해야 합니다. 그러나 새로 생기는 에너지도 정밀
측정에서 부정되기 때문에 공간에너지가 유입되었다는 주장은 터무니없음
을 알 수 있습니다.

국제적인 상온핵융합 프로젝트를 수행하는 과학자들은 어떻게 하면 상온에
서도 핵융합을 일으킬 수 있을까를 고민하고 있습니다. 초음파를 통해 물
을 진동시켜 온도를 올리는 방법을 사용하기도 합니다. 이런 방법은 정상
과학의 영역에 속하지 신과학에서 주장하는 상온핵융합이 아닙니다. 한국
의 신과학은 아직까지 자세한 내용은 모르나 초과에너지를 주장하면서 공
간에너지의 유입이라는 이상한 가정을 합니다. 가정이야 어떻든 사람들에
게 도움이나 희망을 주면 다행이나 속일 작정이라면 곤란합니다. 흡사 마
술가들이 속임수를 사용했다고 밝혀도 관객들에게는 즐거움을 선사합니다.
그러나 자신들이 초능력을 가졌다고 주장하면 관객들을 오판의 구덩이로
밀어 넣는 행위입니다.