물리학적으로 불변성은 대칭성(보존성)으로도 설명됩니다. 좌우대칭처럼 이전과 이후라는 시간적인 변화가 있을 때 전후대칭이 되는,


즉, 전과 후가 같은 어떤 물리량이 있다고 생각할 수 있다면 대칭성 또는 불변성을 이해하기 어렵지 않을 겁니다.


현상적인 예를 들자면 시간이 바뀌어도 운동량이 변화하지 않는 경우도 있고, 빛의 절대속도도 관측자의 변화와는 무관하며,


에너지도 엔트로피만 달라질수있을뿐 불변이죠. 관련해서 수학과 물리학에서는 텐서라는 개념이 있습니다.


텐서는 물리학적으로는 좌표와 무관하게 자연현상을 기술하는 수학적 방법이라고 설명되는데,


결국 위에서 설명한 좌우대칭나 전후대칭(시간대칭)처럼 좌표가 변함에도 물리법칙의 대칭성이 유지되는 물리량이라고 볼 수 있습니다(좌표대칭).


쉽게 말해서 지구에서 달로 가도 물리법칙이 달라지지 않는다는 것이죠. 또 예를 들어 운동량이 만약 좌표가 바뀌었을 때 변하게 된다면 운동량이


보존이 되지 않게 되니, 그 경우 좌표에 따라 물리법칙을 수정해야 하는데 좌표라는 것은 종류가 매우 다양하죠.

그러니 좌표에 따라 변하지 않게 해야 법칙이 지켜집니다. 따라서 텐서는 물리학에서 매우 중요하죠.


그런데 제가 관심을 가진 것은 텐서라기 보단 불변량과 에너지의 관계입니다. 일단 에너지의 정의는 '일을 할 수있는 능력' 입니다.


그런데 에너지는 불변입니다. 또 빛의 속도는 불변입니다. 그런데 빛의 속도일때 길이는 0으로 수축되죠.


또 시간이 상대적일때 질량은 절대적(불변)입니다. 그런데 질량도 길이를 수축시키죠.


또 운동량도 시간의 변화에 불변일 수 있습니다. 그런데 운동량도 길이를 수축시킵니다.


결론부터 말해보자면 불변량이란 일을 할 수 있는 능력 그 자체, 즉 불변량이 곧 에너지라는 것이죠.


앞서 설명한 텐서의 개념과는 조금 다르게, 텐서 자체가 어떤 좌표에서라도 자체의 불변성이 유지되게 끔 그 좌표를 변화시키는 에너지가


있다는 것이죠. 다시 말해서 좌표의 변화에도 대칭성이 유지되는게 아니라 유지되게 끔 그 좌표계를 바꾸는 에너지가 있다는 겁니다.


결국 광속의 불변성은 길이를 0으로 수축되게 만드는 에너지가 있는 것이죠.


텐서의 경우 이미 익숙한 0차텐서(스칼라), 1차텐서(벡터) 부터 비전공자는 익숙하지 못한 2차 이상의 텐서가 있습니다.


그런데 스칼라와 벡터를 보면 알 수 있듯이 텐서에는 양이나 방향이 있을 수 있습니다.


관련해서 물리학자들은 시간에 방향성이 있는지 없는지를 궁금해했습니다.


시간이 인간이 느끼기엔 현재에서 미래로만 이동하는 방향성이 있는 것처럼 보이는데 왜 현재에서 과거로는 이동하지 않는 걸까요?


(사실 시간이 현재에서 과거로 흐르고 있다고 하더라도 인간은 어차피 그걸 알 수는 없습니다. 현재의 감각과 기억은 과거에는 없던 것이니까요.)


그런데 시간의 방향성과는 상관없이 물리법칙은 시간이란 좌표가 변화해도 유지됩니다.


과거로 시간좌표를 돌리더라도 물리법칙은 보존 되어야 한다는 것이죠. 그런데 저는 변화가 불연속일 경우 시간이 불변이 된다고 했습니다.


시간은 과거방향이나 미래방향과 같은 방향성이 없다는 것이죠. 또 위의 제 결론대로 시간이 불변량일 경우 시간은 에너지가 됩니다.


아인슈타인은 시간과 공간을 합쳐서 시공간이라고 했지만 제 설명에선 시공간이란 말이 굳이 필요없이 시간=공간 입니다.


우리가 매순간 시간(공간)이 변화했다고 느끼지만 그것은 시간이 가지고 있던 확률적 범위의 한 단면일 뿐이라는 것이죠.


따라서 시간은 여전히 불변량입니다.

또 수학적으로 말해서 시간이란 좌표 그 자체이고 좌표가 가지고 있는 확률적 범위에 따라 그 단면 중 하나가 인간에게 하나의 좌표로 보이게 될


뿐이죠. 결국 에너지는 다른 것들을 변하게 하면서 스스로는 변화하지 않는 불변성을 가지고 있듯이 시간(공간)도 다른 것들은 변하게 하면서


스스로는 변화하지 않는 불변성을 가진다는 겁니다. 즉, 우주는 시간이 불변량일 경우 변화하는게 사실 전혀 없다는 것이죠.


그런데 시간이 불변량일 때 우주도 전혀 변화하는게 없다는 것은 우주가 바로 시간이란 것이죠.

물론 어떤 것을 불변량(에너지)으로 정하느냐에 따라 우주는 변하기도 합니다. 불확정성의 원리를 생각해보면 시간과 운동량은 동시에 정확히


측정 될 수 없는데, 정확히 측정한다는 것은 불변량을 의미하므로, 불확정성의 원리란 시간과 운동량이 둘 다 동시에 불변량이 될 수 는 없다는


의미이며, 불변량은 에너지이기 때문에 시간과 운동량은 동시에 에너지가 될 수 없다는 의미이기도 합니다.


사실 유나 무의 동시성과 같은 설명없이도 제 설명은 변화가 불연속이란 가정하에서 옳은 설명입니다.


결국 저는 유와 무의 동시성과 같은 설명을 굳이 물갤에서 할 필요가 없었다는 것이죠.


그런데 그런 설명을 한 이유는 그 형이상학과 형이하학적인 관계성도 자체로 대칭성을 가진 설명이라고 봤기 때문입니다.


그리고 불변량이 에너지 자체라는 발상을 하게 된 것도 위와 같은 대칭성을 통해서였고 그런 방식이 저는 이해가 더 쉽게 됩니다.

불변이란 개념이 성립할 수 있으려면 가변이란 개념이 있어야 하기 때문입니다. 물론 가변이란 개념이 성립하려면 불변이란 개념이 있어야 하고요.


즉, 무언가가 불변이 되려면 가변적인 것은 반드시 있어야 하고, 무언가가 가변이 되려면 불변인 것이 반드시 있어야 하며


모든 것이 불변이 될 수 없고 모든 것이 가변이 될 수 도 없다는 것이죠.


따라서 불변성이 가변성(변화)을 만든다고 생각할 경우 그 불변성은 가변성을 만들 수 있는 능력, 즉, 일을 할 수 있는 능력이라고 볼 수 있기 때문에


불변성을 에너지라고 생각할 수 있게 된다는 겁니다. 물론 가변성이 불변성을 만든다면 가변성도 에너지로 정의할 수 있습니다.


위의 불확정성 원리에서 설명했던 것처럼 말이죠. 그러나 결국 가장 큰 에너지의 개념은 시간(확률)에너지입니다.



※ 혹시 제 설명이 이해가 안되시는 분들은 먼저 아래의 -자연철학- 부분을 순서대로 읽어보시길 바랍니다.





아래 링크글들을 읽고 양자역학을 이해해봅시다.


-자연철학-


1. 중력과 관련된 철학적 질문들과 그 변천사

2. 중력과 우주의 존재성의 관계(에너지)

3. 갈루아의 군론을 통해 우주의 구조 이해해보기

4. 에너지의 차원과 엔트로피

5. 양자역학적 중력의 수학적 이해
6. 수학적으로 이해하는 차원의 확장과 확률

7. 확률로 이해하는 차원

8. 시간과 공간 그리고 시간에 대한 제논의 역설

9. 불변량과 에너지

10. 근본적인 불가지론을 이해해보기

11. 상식과 자연



추가로 저는 위의 설명과 관련이 있는 내용이 담긴 <자명론>과 <대칭론>이란 책을 썼습니다.


사실 책 이야기를 하는 이유는 자신 있으면 논문을 쓰라는 사람이 가끔씩 있어서 입니다.


철학자는 철학서를 쓰는 겁니다. 그리고 그 철학서 자체가 논문이고 말이죠.


<자명론>의 경우 물리학적으로 질량의 상대성과 질량-에너지-공간 등가원리를 설명했고,


<대칭론>의 경우 <자명론>에 없던 시간대란 개념을 추가했는데, 사실 두 책의 핵심은 물리학적인


내용 설명이 아니라 보다 근본적인(철학적인) 의문의 해소에 있습니다. 물론 모든 물리학적인 현상들은 결국


위의 질량의 상대성, 질량-에너지-공간 등가원리, 시간대란 개념들을 통해 설명이 됩니다.


그런데 위의 책들은 사실 너무 오래전에 쓴 것이라 지금 제가 물갤에서 쓰는 내용에 비해서


매우 허접하지만 <자명론>의 경우 무료이니 관심이 있으시면 한번 읽어보시길 바랍니다.


또 오픈톡방에서 제 닉을 검색하면 나오는 톡방이 있으니 혹시 관련해서 궁금한 부분이 있다면 톡방으로 오시면 됩니다.



양자역학을 이해하시려면 제 책을 읽으시면 됩니다.



뉴턴역학과 상대론까지는 변화가 연속이라는 가정하의 이론이고


양자역학은 미시와 거시의 구분없이 변화가 불연속이라는 현상을 기반(공리)으로 생각해야 이해할 수 있는 이론입니다.


현상적으로 질량체나 입자의 변화는 불연속이 맞습니다. 그래서 빛이 절대속도인 것이고 말이죠.


물리학자들이 양자역학을 이해하지 못하는 이유도 질량체의 변화가 불연속이라는 것을 생각하지 못하기 때문입니다.


책은 전자책으로 무료입니다.


https://www.yes24.com/Product/Goods/97824037 (예스24)


https://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=266249848(알라딘)