Rethinking The Problem of Nomological Harmony

우주를 거대하고 정교한 기계라고 상상해 보십시오. 이 기계가 작동하기 위해서는 두 가지가 필요합니다. 사물이 어떻게 움직이고 상호작용하는지를 규정하는 일련의 규칙과, 그 규칙이 적용될 대상인 부품들의 집합입니다. 물리학에서 이 규칙은 자연의 법칙이며, 부품은 전자나 양성자와 같은 기본 입자들입니다. 수십 년 동안 과학자와 철학자들은 놀라운 우연에 대해 의문을 품어 왔습니다. 규칙과 부품이 완벽하게 맞물려 있다는 점입니다. 법칙은 우리가 가진 특정 입자들을 지배할 수 있는 바로 그 종류의 법칙이며, 그 입자들은 그 법칙에 반응할 수 있는 바로 그 종류의 것들입니다. 만약 법칙이 다른 종류의 부품을 위해 쓰였거나, 혹은 부품들이 법칙을 전혀 작동시키지 못하는 방식으로 배치되었다면, 우주는 태어나기도 전에 멈춰버린, 정지된 무(無)의 상태였을 것입니다. 흔히 '법칙적 조화(nomological harmony)'라고 불리는 이 완벽한 일치는, 어떤 이들로 하여금 숨겨진 설계자나 특별한 우주적 원리가 이 모든 것을 배치했을 것이라는 의구심을 갖게 했습니다.

최근 타리크 티자노비치(Tarik Tijanovic)의 논문은 이 문제에 대해 새로운 시각을 제시합니다. 그는 이 완벽한 일치의 문제가 하나의 단일한 미스터리가 아니라, 서로 혼동된 두 가지 서로 다른 질문이라고 제안합니다. 첫 번째 질문은 왜 자연의 법칙이 존재하는 입자의 '종류'와 일치하는가 하는 것입니다. 두 번째 질문은 왜 입자들이 법칙이 실제로 작동할 수 있도록 초기 위치에 배치되었는가 하는 것입니다. 티자노비치는 첫 번째 질문은 면밀히 검토하면 해소되는 마음의 속임수이며, 두 번째 질문은 실재하기는 하지만 '미세 조정(fine-tuning)'이라 불리는 또 다른 잘 알려진 과학적 난제의 관점에서 볼 때 그 힘이 크게 약화된다고 주장합니다.

첫 번째 질문이 왜 환상일 수 있는지 이해하기 위해, 우리가 우리 우주의 부품들을 어떻게 식별하는지 생각해 보십시오. 현대 물리학의 많은 관점에서 입자는 전적으로 그것이 무엇을 하느냐에 의해 정의됩니다. 전자는 특정한 전하를 가지고 특정한 방식으로 다른 전자를 밀어내기 때문에 전자입니다. 만약 당신이 이러한 작용을 기술하는 법칙들을 제거한다면, 그 입자는 정체성을 잃게 됩니다. 그것은 이름도 본질도 없는, 구별되지 않은 물질의 덩어리가 될 뿐입니다. 만약 이것이 사실이라면, 법칙과 입자는 열쇠와 자물쇠처럼 서로 맞춰져야 할 별개의 두 존재가 아닙니다. 대신, 법칙이 곧 입자의 정체성을 만드는 것입니다. 법칙이 곧 그 사물을 만드는 것이라면, 규칙과 사물 사이에 불일치가 발생하는 것은 불가능합니다. 이 시나리오에서 우주는 결코 규칙에 맞지 않는 부품을 가질 수 없습니다. 왜냐하면 법칙이 부품을 정의하기 때문입니다.

하지만 어떤 이들은 법칙이 없더라도 입자가 가진 고유한 내적 본질, 즉 그들이 무엇인지 결정하는 비밀스러운 코드와 같은 것이 존재한다고 주장할 수도 있습니다. 만약 이것이 사실이라면, 왜 법칙이 이 비밀스러운 코드와 일치하는지는 진정한 미스터리가 될 것입니다. 그러나 티자노비치는 우리가 이러한 내적 본질을 받아들이더라도 미스터리는 이동한다고 보여줍니다. 만약 그 내적 본질이 입자를 특정한 방식으로 행동하도록 강제한다면, 법칙은 단지 그 힘을 기술하는 것에 불과하며, 진짜 질문은 왜 입자들이 그 힘을 촉발할 수 있도록 초기 위치에 배치되었는가로 바뀝니다. 만 만약 내적 본질이 무작위적이어서 어떤 법칙과도 짝을 이룰 수 있다면, 그 결합은 우주의 진화에 중요하지 않습니다. 중요한 것은 입자들이 연쇄 반응을 시작할 수 있도록 서로 충분히 가까이 배치되었는지 여부입니다. 두 경우 모두, 원래의 '종류의 일치'에 대한 미스터리는 더 단순한 질문, 즉 왜 초기 조건이 변화와 진화를 시작할 수 있도록 배치되었는가라는 질문으로 축소됩니다.

이것은 두 번째 질문인 법칙과 초기 조건 사이의 조화로 이어집니다. 설령 우리가 법칙과 입자가 잘 어울린다는 점을 인정하더라도, 우리는 여로써 우주가 복잡하고 진화하는 세상을 만들어낼 수 있도록 초기 상태가 설정되어야 한다는 점을 설명해야 합니다. 티자노비치는 이 문제가 이미 '미세 조정'이라는 개념에 의해 다루어지고 있다고 지적합니다. 미세 조정이란 물질의 밀도나 중력의 세기와 같은 우주의 초기 설정값이 별, 행성, 그리고 생명체의 형성을 가능하게 하기 위해 믿기 힘들 정도로 정밀해야 한다는 관찰입니다. 만약 초기 조건이 조금만 어긋났더라도, 우주는 흥미로운 일이 일어나기도 전에 붕괴하거나 흩어져 버렸을 것입니다.

티자노비치는 만약 우리가 우주가 복잡한 생명체를 지탱하도록 미세 조정되어 있다는 점을 이미 받아들인다면, 법칙과 초기 조건이 조화롭다는 사실은 그 사실의 더 약한 버전일 뿐이라고 주장합니다. 만약 우주가 생명을 지원하도록 설정되어 있다면, 그것은 정의상 법칙이 초기 조건을 통해 생명을 창조할 수 있도록 설정되어 있어야만 합니다. 따라서, 이러한 조화를 지적하는 것은 설계자나 특별한 우주적 원리에 대한 새로운 증거를 제시하는 것이 아니라, 우리가 이미 알고 있는 미세 조정의 내용을 반복하는 것에 불과합니다. 이 조화 논증은 미세 조정의 아이디어를 완전히 거부하거나, 혹은 다양한 우주가 존재하는 광대한 다중 우주를 믿는 경우에만 별개의 유의미한 수수께끼가 됩니다. 표준적인 미세 조정 설명이 제거되는 이러한 특수한 경우에만, 시간과 변화를 허용할 수 있도록 우리 우주의 초기 조건이 그토록 완벽하게 배치되어 있다는 사실은 설명이 필요한 놀라운 특징으로 남게 됩니다.

궁극적으로, 이 논문은 '법칙적 조화'의 문제가 일부 사람들이 기대했던 것처럼 코스믹 디자이너(설계자)를 위한 강력하고 독립적인 근거가 아님을 시사합니다. 저자는 입자의 종류와 우주의 배치 사이의 혼동을 분리함으로써, 이 미스터리가 존재하지 않거나 미세 조정이라는 더 넓은 증거에 의해 이미 해결되었음을 보여줍니다. 남은 수수께끼는 실재하지만, 원래의 문제보다 훨씬 작고 구체적이며, 오직 미세 조정의 표준적 설명을 거부하는 이들에게만 적용됩니다. 우주의 규칙과 부품 사이의 완벽한 일치는 숨겨진 손의 징표라기보다는, 우리가 그것을 관찰할 수 있는 존재라는 사실의 필연적인 결과에 가깝습니다.