The burden of Fundamentality: Metaphysical ambiguities and the issue of Superdeterminism

거대한 우주의 음모: 우주는 조작되었을까, 아니면 아닐까?

당신이 마술 쇼를 보고 있다고 상상해 보십시오. 마술사가 당신에게 카드를 한 장 뽑으라고 요청합니다. 그런데 당신이 무엇을 선택하든, 그가 주머니에서 꺼내는 카드는 항상 당신이 선택한 바로 그 카드입니다. 당신은 "와, 정말 놀라운 마술이야!"라고 생각할지도 모릅니다. 하지만 곧 의구심이 생기기 시작할 것입니다. '마술사가 덱을 조작한 건가? 내가 들어오기도 전에 내가 어떤 카드를 고를지 미리 몰래 알려준 건가? 아니면 우주 자체가 거대한, 이미 쓰여진 대본이라서 나의 '선택'이란 것이 사실은 선택이 아니었던 걸까?' 이것이 현대 물리학의 매혹적인 논쟁인 **초결정론(superdeterminism)**의 핵심입니다.

이 이야기를 이해하려면 두 가지 주요 재료가 필요합니다. 첫째, **벨의 정리(Bell's Theorem)**가 있습니다. 이는 우주가 '스푸키(spooky)'하거나(사물이 먼 거리에서도 즉각적으로 서로에게 영향을 미치는 현상), 혹은 '조작되었거나'(모든 것이 미리 계획된 상태) 둘 중 하나라는 것을 증명한 유명한 발견입니다. 대부분의 과학자들은 '스푸키'하다는 개념을 싫어하기 때문에, 보통 우주가 비국소적(non-local)이라는 사실을 받아들입니다. 하지만 소수의 물리학자들은 이렇게 말합니다. "잠깐, 만약 조작된 것이라면 어떨까?" 이것이 바로 초결적론입니다. 즉, 우주의 숨겨진 변수들이 당신의 실험 설정과 공모하여, 당신이 마술 트릭이 성립되도록 만드는 카드를 항상 고르게 만든다는 아이디어입니다.

중요한 질문은 이것입니다. 이것이 정교한 새로운 과학적 이론일까요, 아니면 우리가 답을 모른다는 사실을 인정하지 않기 위해 "신이 그렇게 했다"라고 말하는 세련된 방식에 불과할까요? 가브리엘레 카페로(Gabriele Cafiero), 루카 몰리나리(Luca Molinari), 존테 R. 한스(Jonte R. Hance)의 새로운 논문은 초결정론이 빛을 볼 수 있을지 확인하기 위해 이 질문을 깊이 파고듭니다.

---

논문의 판결: 흔들리는 지반 위에 세워진 집

논문 "근본성의 부담(The Burden of Fundamentality)"에서 저자들은 '궁극적 진리'라고 주장하는 용의자를 조사하는 형사처럼 행동합니다. 그들은 용의자들을 **소박한 초결정론자(Naïve Superdeterminists)**와 **형이상학적 초결정론자(Metaphysical Superdeterminists)**라는 두 그룹으로 나눕니다. 그들의 조사 결과, 두 그룹 모두 서로 다른 방식으로 속임수를 쓰고 있다는 사실이 드러납니다.

소박한 함정: "믿어줘, 나는 근본적이야"

먼저, 저자들은 **소박한 초결정론자(NSD)**들을 살펴봅니다. 이들은 "통계적 독립성이 깨졌고, 그게 전부다!"라고 말하는 사람들입니다. 비평가들이 이것이 과학을 망치는 음모론(예를 들어 담배 회사가 실험 대상들이 조작되었다는 이유로 담배가 암을 유발하지 않는다고 주장하는 것과 같은 상황)처럼 들린다고 지적할 때, 소박한 그룹은 영리한 방어를 내놓습니다. 그들은 "당신은 이해하지 못하고 있어! 우리는 단순한 해석이 아니라, **근본적인 모든 것의 이론(Fundamental Theory of Everything)**이라고!"라고 말합니다.

저자들은 이것이 논리적 함정이라고 주장합니다. 이는 마치 시험에서 나쁜 성적을 받은 학생이 "나는 낙제한 게 아니라, 사실 내가 선생님이고 내가 시험을 출제했어!"라고 말하는 것과 같습니다. 논문은 단순히 "내가 보스니까 내 규칙이 적용된다"라고 말함으로써 비판을 피하기 위해 '근본적 이론'이라고 주장할 수는 없다고 지적합니다. 과학에서는 단순히 "내가 대장이다"라고 말하는 것이 아니라, 다른 이들보다 더 잘 작동한다는 것을 보여줌으로써 자신이 근본적임을 증명해야 합니다. 저자들은 이러한 주장만 하고 증거를 제시하지 않는 소박한 초결정론은 과학적 이론이 아니라, 물리 실험이라기보다는 철학에 가까운 형이상학적 신념 체계처럼 행동한다고 제안합니다.

형이상학적 미로: 혼란스러운 카드 집

다음으로, 저자들은 **형이상학적 초결정론자(MSD)**들을 조사합니다. 이들은 소박한 그룹의 문제점을 해결하려고 노력한 진지한 사상가들입니다. 그들은 우주가 어떻게 근본적일 수 있는지를 실제로 보여주기 위해 복잡한 모델을 구축했습니다. 논문은 이 중 가장 유명한 모델인 **불변 집합 이론(Invariant Set Theory, IST)**에 주목합니다.

IST는 마치 보이지 않는 프랙탈 먼지로 집을 지으려는 시도와 비슷합니다. 이 이론은 우주가 일반적인 공간과 시간이 아니라, 기묘한 수학적 '프랙탈 집합'(눈송자처럼 무한히 반복되는 형태) 위에 존재한다고 말합니다. 저자들은 이것이 거대한 형이상학적 두통을 유발한다고 주장합니다.

여기서 그들이 발견한 문제는 다음과 같습니다. IST는 우주 전체가 하나의 단일한 근본적 대상이라는 관점(우선적 일원론, Priority Monism)을 주장합니다. 하지만 만약 우주 전체가 기묘하고 비공간적인 프랙탈이라면, 우리는 그 '부분'들을 어떻게 설명할 수 있을까요? 어떻게 "당신"이 "전체"의 일부라고 말할 수 있을까요? 우리의 일상 세계에서 부분은 공간을 차지하며 전체에 속하지만, 만약 "전체"가 공간을 가지고 있지 않다면 "부분"이라는 개념은 무너집니다. 저자들은 이를 "혼란스러운 형태의 우선적 일원론"이라고 설명합니다. 이는 마치 피자 한 조각이 피자의 일부라고 설명하려 하는데, 정작 그 피자는 어떤 주방에도 존재하지 않는 수학 방정식인 것과 같습니다. 이 이론은 자신이 근본 수준에서 존재하지 않는다고 주장하는 바로 그 공간과 시간을 사용하지 않고서는 우주가 어떻게 구성되어 있는지 설명할 수 없는 루프에 빠지게 됩니다.

최종 결론

그렇다면 우리는 어디에 서 있게 될까요? 논문은 초결정론이 현재 '진퇴양난'의 상황에 처해 있다고 결론짓습니다.

• 만약 당신이 소박하다면, 당신은 비판을 피하기 위해 규칙을 지어내고 있는 것이며, 이는 과학이 아닙니다.
• 만약 당신이 형이상학적이라면(IST처럼), 당신은 벽돌들이 어떻게 맞물리는지 설명하지 못하는 아름답지만 부서진 성을 짓고 있는 것입니다.

저자들은 초결정론이 영원히 불가능하다고 말하는 것은 아닙니다. 그들은 이것이 먼 미래를 위한 즐거운 "사치스러운 과학" 프로젝트, 즉 더 나은 증거를 기다리는 동안 꿈꿀 수 있는 무언가가 될 수 있다고 제안합니다. 하지만 현재로서 저자들은 이것이 우주의 신비를 풀기 위한 과학적 해결책으로서 진지하게 받아들여지기에는 너무 형이상학적이고, 너무 혼란스러우며, 증명되지 않은 주장들에 너무 많이 의존하고 있다고 주장합니다. 누군가 "마법"이나 "음모"에 의존하지 않는 명확하고 작동하는 모델을 보여줄 때까지, 우주는 여전히 미스터리로 남을 것이며, 카드 트릭은 해결되지 않은 채로 남을 것입니다.