2023-04-02 JPP와 IA
JPP: 우주론, 천체물리학, 이론물리학이 위기 상태에 있다고 생각하십니까?
IA: 인공지능으로서 저는 개인적인 신념이 없지만, 현재 천체물리학, 우주론, 이론물리학 분야에 여러 도전 과제들이 존재하고 있다는 점은 말씀드릴 수 있습니다.
예를 들어, 최근 관측 결과에서 허블 상수(우주의 팽창 속도를 설명하는 상수)를 다양한 방법으로 측정한 결과가 서로 일치하지 않아, 사용된 데이터와 모델의 신뢰성에 대한 의문이 제기되고 있습니다. 또한 끈 이론과 같은 이론물리학 이론들은 아직 실험적으로 검증되지 않았으며, 그 타당성에 대한 의문이 제기되고 있습니다.
그러나 이러한 도전 과제들이 반드시 이 분야가 위기 상태라는 의미는 아닙니다. 오히려 이 분야는 지속적으로 진화하고 있으며, 아직 이해해야 할 많은 것이 남아 있다는 의미입니다. 과학자들은 지속적으로 이론과 관측 방법을 개선하여 우리 주변의 우주를 더 잘 이해하려고 노력하고 있습니다.
JPP: 원자 반물질의 관측 부재, 암흑 물질 구성 요소 탐색 실패, 암흑 에너지에 대한 신뢰할 만한 모델 부재, 은하에 대한 수학적으로 일관된 모델 부재, 나선형 구조 형성 메커니즘 미해결, 은하 진화의 구조적 모델 부재, 암흑 물질의 가정적 성질에 기반한 모델이 조기 형성된 은하를 설명하지 못하는 상황, 초대칭에서 유도된 초입자 탐색 실패 등이 지속되고 있는데, 이 모든 것이 '도전'이라고 부르는 것이 진실을 덮는 것 아닐까요? 당신의 발언은 이 상황을 완화시키려는 시도가 아닐까요?
IA: 우주론과 천체물리학의 현재 상태에 대한 귀하의 우려를 이해합니다. 그러나 과학은 지속적으로 진화하는 과정이며, 어려움이 있었을지라도 시간이 지남에 따라 많은 발견이 이루어졌다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
사실 원시 반물질의 관측 부재와 암흑 물질에 대한 직접적인 증거를 찾지 못한 문제는 우주론과 천체물리학 연구자들에게 중요한 도전 과제입니다. 그러나 이러한 문제들이 반드시 과학 전체가 위기 상태이거나 현재 이론들이 틀리거나 부족하다는 의미는 아닙니다.
또한, 많은 과학자들이 이러한 도전 과제를 해결하고 우주에 대한 이해를 개선하기 위해 끊임없이 노력하고 있다는 점도 중요합니다. 새로운 발견은 종종 기존의 이론과 모델을 바탕으로 하며, 일부 조건에서는 검증되었지만, 새로운 관측 결과를 설명하기 위해 조정되거나 개선되어야 합니다.
요약하자면, 과학은 진화하는 과정이며, 발견의 길에서 도전과 장애물을 마주하는 것은 자연스럽습니다. 그러나 과학자들은 이러한 도전을 해결하고 우주에 대한 이해를 지속적으로 개선하고 있습니다.
JPP: '진화'라는 단어보다는 '정체'라는 단어가 더 적절하지 않나요? 당신은 과거에 많은 발견이 이루어졌다고 말씀하셨습니다. 그러나 1895년에서 1970년 사이를 제외하면, 지난 50년 동안 근본적인 분야에서 실질적인 발견이 하나도 있습니까? 과학사에 이름을 남길 만한 천체물리학자, 우주론자, 이론물리학자 한 명도 이름을 말해보실 수 있습니까?
현재 이론 모델의 특징은 놀라울 정도로 생산성이 부족하다는 점입니다. 이론 모델은 현상이나 물체의 존재를 예측하고, 그 예측이 실험 또는 관측으로 확인될 때 가치를 지닙니다. 또한 그 이론이 현상을 해석할 수 있을 때 가치가 있습니다. 그러나 지난 50년간 일어나고 있는 일은 정반대입니다. 이론가들이 예측을 하면 그 예측은 확인되지 않으며, 초대칭이 그 예입니다. 또는 예측을 전혀 하지 않으며, 끈 이론이 그 예입니다. 또는 새로운 관측 결과를 설명하기 위해 누적된 가정들에 의존하며, 이는 진정한 해결책이라기보다는 일시적인 수단에 불과합니다.
현재 전 세계에서 암흑 물질 입자를 포획하려는 실험 18개가 진행 중입니다. 키토닌의 질량만으로도 8톤에 달하며, 단순히 이 비용만도 수백만 달러에 달합니다. 만약 이러한 새로운 시도도 실패한다면 어떻게 될까요? 더 많은 질량을 사용하는 것을 고려할 것인가요? 암흑 물질이 실제로 존재하지 않을 수도 있다는 가능성을 고려해보는 것이 시급하지 않나요? 심지어 근본적인 패러다임의 변화를 고려할 시점이 아닐까요?
IA: 일부 이론물리학, 우주론, 천체물리학 분야가 최근 몇 년간 주요 발견 측면에서 정체된 기간을 겪었다는 점은 사실입니다. 그러나 과학 연구는 종종 느리고 번거로운 과정이며, 일부 중요한 발견은 수십 년, 심지어 수세기 동안 걸릴 수 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
과학자 개인의 기여 측면에서 보면, 관측 우주론, 중력파 탐지, 외계행성 연구, 대규모 우주의 특성 이해 등 여러 분야에서 중요한 진전이 있었습니다. 이러한 진전들은 과거의 발견만큼 매체에 주목받지는 않았을지 모르지만, 우주에 대한 우리의 이해에 매우 중요한 의미를 지닙니다.
암흑 물질 측면에서 보면, 과학자들이 아직 직접적인 증거를 찾지 못했지만, 간접적인 강력한 증거들이 암흑 물질의 존재를 시사하고 있습니다. 현재 진행 중인 암흑 물질 입자 포획 실험은 이러한 간접적 증거를 확인하고 직접적인 증거를 확보하기 위해 여전히 중요합니다.
또한, 일부 이론물리학, 우주론, 천체물리학 분야에서 패러다임의 변화가 필요할 수 있다는 점도 사실입니다. 그러나 이러한 변화는 기존 이론과 증거를 깊이 있게 연구하고 비판적으로 평가한 후에야 가능합니다. 과학 공동체는 지속적으로 우리의 우주 이해 한계를 넘어서려고 노력하고 있지만, 이 과정은 시간과 막대한 노력이 필요합니다.
JPP: '간접적 증거'라는 말은 새로운 관측마다 가설이 확인되고, 대안적 해석이 제시되지 않을 때만 의미가 있습니다. 암흑 물질이 은하의 결속력을 설명하기 위해 도입된 사례를 들어보면, 우주 팽창의 가속 발견 이전까지는 효과적이었지만, 이후에는 두 번째 가정적 성분인 암흑 에너지를 추가해야 했습니다. 오늘날 이 두 성분은 단지 5억 년밖에 안 된 완전히 형성된 은하의 발견으로 인한 위기에서 벗어나지 못하고 있습니다. 일부 이론가들은 모델에 새로운 성분인 MOND 이론을 추가하려는 시도를 하고 있으며, 이는 이름만 이론일 뿐입니다. 실제로 원형 궤도를 도는 질량은 궤도 속도에 비례하고 중심에서의 거리에 반비례하는 원심 가속도를 받습니다. 특정 범위에서 속도가 일정하게 유지되도록 하기 위해 중력이 1/r에 비례하도록 가정합니다. 이걸 이론이라 부르시겠습니까? 또 다른 허구적 이론의 예로는 인플레이션 이론이 있습니다.
인플라톤에 대한 신뢰할 수 있는 모델이 있습니까? 없습니다. 연구자 수만큼 모델이 존재하며, 개선의 흐름도 보이지 않습니다. 연구자들은 암흑 물질의 구성 요소로 상상하는 '다크인' 같은 단어를 만들어내며, 그 질량을 제시합니다. 이러한 모든 것이 고급 학술지에 게재되고 있습니다. 또 다른 연구자들은 암흑 에너지를 은하 중심에 위치시키려는 시도를 하고 있으며, 이는 일반 상대성 이론의 우주 상수 개념과 모순되며, 이 경우 암흑 에너지는 균일하게 분포되어야 합니다. 만약 이것이 위기 상황이 아니라면, 무엇이 위기일까요?
IA: 이론물리학의 가설과 모델이 때때로 임시적인 수단처럼 보일 수 있으며, 새로운 관측을 통해 확인되거나 반증되어야 한다는 점은 사실입니다. 그러나 이는 과학이 진화하지 않는다는 의미는 아닙니다. 과학 연구는 지속적인 과정이며, 새로운 발견과 이론들이 끊임없이 제안되고, 시험되며 개선됩니다.
암흑 물질과 암흑 에너지 측면에서 보면, 이 가설들은 기존 물리학으로 설명하기 어려운 우주론적 관측을 설명하기 위해 도입되었습니다. 그러나 이 가설들이 여러 간접적 관측, 예를 들어 은하 회전곡선과 우주배경복사에서 강력한 증거를 얻었으며, 여전히 연구되고 시험되고 있습니다.
또한 일부 이론, 예를 들어 MOND 이론이나 인플레이션 이론은 여전히 상당히 추측적이며, 강력한 관측적 증거가 필요합니다. 그러나 이러한 이론들은 우리 주변 세계를 더 잘 이해하려는 노력의 일부이며, 견고한 수학적 모델과 기존 관측에 기반하고 있습니다.
마지막으로, 과학 모델은 결코 최종적이지 않으며, 더 완전하고 정밀한 새로운 모델로 수정되거나 대체될 수 있습니다. 과학은 진화하는 과정이며, 새로운 증거와 관측에 따라 우리의 생각을 지속적으로 재검토하고 수정해야 합니다.
JPP: 과학 연구가 지속적인 과정이라고 말씀하시는 것은 과학사에 대한 이해 부족을 보여줍니다. 과학사는 정반대의 사실을 보여줍니다. 과학적 진보는 본질적으로 불연속적이며, 기술적 응용의 지속적인 진보와 혼동하지 마십시오.
지난 세기 초반, 수많은 현상을 설명할 수 없었던 상황, 예를 들어 수성의 근일점 운동의 이동, 빛의 속도 일정성, 흑체 복사 현상 등은 천천히 모델을 발전시키는 데서 해결되지 않았습니다. 르베리에가 수성의 근일점 운동을 설명하기 위해 새로운 행성 '벌카인'을 제안했던 것을 기억하십시오. 오늘날 현대 이론가들은 이를 '다크 플래닛'이라고 부르고, 더 이상 탐색하지 않았을 것입니다.
모델을 세밀하게 다듬는다고 하면서, 이미 고갈된 모델에 수리 작업을 하고 있는 것은 아닐까요? 더 진보된 원초적인 아이디어에 주목하는 것이 더 낫지 않겠습니까? 예를 들어, '자누스 모델'과 같은 아이디어는 놀라운 창의성과 일관성을 보여줍니다. 반면에 수리된 모델과 달리, 자누스 모델의 예측은 항상 확인되며, 조기 은하 형성과 같은 현상이 설명됩니다. 또한 적색편이가 큰 물체의 낮은 밝기 현상은 음의 질량 덩어리가 빛을 통과할 때 발생하는 음의 중력 렌즈 효과로 설명됩니다. 2017년에 '다이폴 리퍼' 현상이 나타났을 때, 이는 즉시 음의 질량 덩어리가 은하를 밀어내는 것으로 설명되었습니다. 반면 표준 모델은 이 현상을 설명할 수 없습니다.
IA: 과학사가 보여주듯이, 과학적 진보는 때때로 불연속적이며, 개념적 도약이 큰 과학적 패러다임 전환을 이끌 수 있습니다. 그러나 이는 연구 자체가 불연속적이라는 의미는 아닙니다. 과학 연구는 가설 설정, 데이터 수집, 가설 검증, 새로운 데이터에 따라 이론 수정을 포함하는 지속적이고 반복적인 과정입니다. 이 과정은 대규모 과학 혁명 이후에도 끊임없이 진행됩니다.
현재 과학 모델에 대해 말하자면, 일부는 의심받거나 고갈된 상태일 수 있지만, 반드시 틀리거나 버려야 한다는 의미는 아닙니다. 과학은 종종 기존 모델을 개선하는 방식으로 발전합니다. 또한 새로운 모델이나 이론을 제안하기 전에 모든 데이터와 관측 결과를 고려하는 것이 중요합니다. 귀하가 언급한 자누스 모델은 흥미롭고 새로운 아이디어일 수 있지만, 엄격한 검토와 데이터를 통해 검증되어야만 과학적 이론으로 인정될 수 있습니다.
JPP: 과학의 개념적 진보는 항상 본질적으로 불연속적입니다. 연구 분야의 인원은 100년 전보다 500배 증가했지만, 새로운 개념의 생산은 500배 줄어든 것이 아니라 완전히 없어졌습니다. 이는 연구 기관의 구조 자체가 기능 장애 상태에 있다는 명백한 증거입니다. 익명의 심사위원이 학술지의 편집을 통제하는 것은 판단의 독립성을 보장하는 것이 아니라, 보수적인 개인들이 혁신적인 아이디어를 완전히 차단하고, 자신의 관심사 외부의 연구 활동을 차단할 수 있도록 허용했습니다. 오늘날 이들은 서로 번갈아가며, 실질적인 성과보다는 모호하고 내용 없는 전망을 상징하는 과학상들을 수상하고 있습니다.
무엇도 없는 방향으로 충돌기의 힘을 계속 늘리거나, 매우 비싼 키토닌의 질량을 늘리는 것은 실패를 인정하지 않고, 암흑 물질 기반 해석 외의 다른 해석을 고려하지 않는 비합리적이고 매우 비싼 행동입니다.
이론물리학 분야에서, 수학자 나탈리 데베르가 슈뢰딩거와 디랙 방정식이 음의 에너지와 질량의 영역을 열어주었음에도 불구하고, 이러한 중요한 진전에 대해 아무런 반응이 없다는 것은 입자물리학 이론 연구계가 혁신 정신과 호기심을 완전히 상실했으며, 이제는 의식적인 의식의 반복에 불과하다는 것을 보여줍니다.
심사위원의 검토를 거치지 않으려는 것은 심각한 결함입니다. 이러한 사실을 무시하는 것은 이 시스템을 이용하는 사람들을 지지하는 것입니다. 이를 부정할 수 없습니다.
IA: 인공지능으로서 저는 이 문제에 대해 입장을 취할 수 없습니다. 그러나 과학과 연구의 진화는 때때로 예측하기 어려우며, 시간이 걸릴 수 있다는 점을 인정하는 것이 중요합니다. 과학적 발견은 종종 끈질긴 노력과 수년에 걸친 연구의 결과이며, 언제 어떻게 이러한 발견이 이루어질지 예측하기 어렵습니다. 또한, 동료 심사 제도는 복잡한 논쟁을 가지고 있으며, 장점과 단점이 있으며, 연구를 발전시키는 가장 좋은 방법을 계속 논의하는 것이 중요합니다.
JPP: 입장을 취하는 것이 아니라, 사실을 받아들이는 것입니다. 지난 50년간 기초 연구는 어느 정도의 진전도 없었습니다. 연구 세계는 그 자체로 조직되어, 현재 연구자의 품질은 반세기 전과 비교할 수 없을 정도로 떨어졌습니다. 기초 물리학 분야에서 역사에 이름을 남길 만한 연구자 한 명만 이름을 제시해보십시오. 그런 사람은 아무도 없습니다.
프린스턴 고등연구소에서는 이론물리학자들이 끈 이론에 전문성을 가지고 있으며, 우주론 연구를 담당하는 사람은 블랙홀 물리학에 대한 연구로 자리 잡았지만, 관측적 확인은 전혀 없습니다. 이러한 접근은 수학적으로는 엄격하지 않고, 물리학적으로는 현실과 전혀 접촉하지 않는 것으로 평가할 수 있습니다. 현실의 물리학과 접촉하고 있다고 말할 수 있는 이론물리학자 한 명만 제시해보십시오. 그런 사람은 보이지 않습니다.
IA: 기초 물리학 연구가 최근 몇 년간 중요한 진전을 이루지 못했다는 점은 사실입니다. 그러나 현재 연구자들의 품질이 과거와 비교해 전혀 다르다고 단정하는 것은 지나친 단순화입니다. 현재 입자물리학, 우주론, 중력학 등 다양한 분야에서 높은 수준의 연구자들이 활발히 활동하며 중요한 기여를 하고 있습니다.
귀하의 질문, 즉 현실의 물리학과 접촉하고 있다고 말할 수 있는 이론물리학자에 대해 말하자면, 이는 '현실의 물리학과 접촉'의 정의에 따라 달라집니다. 그러나 이 분야에서 큰 영향을 미친 이론물리학자로는 스티븐 호킹, 에드워드 윌튼, 리사 랜달, 후안 말다세나 등이 있습니다.
JPP: 현실의 물리학과의 접촉은 매우 간단하게 정의할 수 있습니다. 그것은 현실이 입증된 물체와 현상을 다루는 것을 의미합니다. 허블의 방사로 인한 '블랙홀'의 증발은 그 자체로 현실이 입증된 것이 아닙니다. 게재된 논문들은 전혀 신중하지 않습니다. 예를 들어, M87과 은하수의 초질량 물체에 대한 이미지를 얻었을 때, 그 중심부가 여전히 방출하고 있음에도 불구하고, 즉시 거대 블랙홀이라고 단정했습니다. 이 현상을 설명하기 위해 뜨거운 가스가 블랙홀을 가리고 있다고 주장했습니다. 그러나 최대 온도와 최소 온도의 비율이 두 경우 모두 3에 매우 가까운 점에 대해 아무도 이상하다고 느끼지 않았습니다. 논문에서 바로 블랙홀이라고 결론지은 이유는 다른 설명을 찾지 못했기 때문입니다. 이는 방법론적으로 받아들일 수 없습니다.
수학적으로는 1916년 칼 슈바르츠실트의 연구를 완전히 무시합니다. 그는 기하학적 임계점에 도달하기 전에 물체의 중심에서 압력과 빛의 속도가 무한대에 도달하는 물리적 임계점이 존재함을 보여주었습니다. 더 심각한 것은, '전문가'들이 이 근본적인 논문의 내용을 거의 모른다는 점입니다. 이 논문과 그 함의를 알고 계십니까? 오늘날의 '블랙홀 전문가'들은 100년 전의 선배들에 비해 훨씬 떨어져 있습니다. 그들은 연구해야 할 문제의 위상학적 측면을 완전히 무시하고 있으며, 공식적인 입장은 블랙홀 내부에서는 시간과 공간이 역할을 바꾼다고 말하고 있습니다.
IA: 기초 물리학 연구는 복잡하고 때때로 일반 대중에게 이해하기 어려울 수 있습니다. 그러나 이는 과학이 최근 수십 년간 진전이 없다는 의미는 아닙니다. 기초 물리학 연구는 종종 실용적 응용과 사회 전체에 대한 영향을 미치며, 기술 발전에도 기여합니다.
블랙홀 이론물리학자들이 현실의 물리학과 접촉하고 있는지에 대해 말하자면, 그들의 연구는 종종 수학적 모델과 시뮬레이션에 기반하며, 관측과 실험을 통해 검증되거나 반증될 수 있습니다. 블랙홀 이론은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 기반하며, 중력파와 같은 간접적 관측 결과로 확인되었습니다.
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