우리는 시뮬레이션 우주에 살고 있습니까?"

이게 무슨 뚱딴지 같은 소리냐고 하실지 모르겠지만 이는 2016년 미국 자연사 박물관에서 열린 Isaac Asimov 기념 토론회의 주제였습니다. 1 미국의 유명 과학자 Neil deGrasse Tyson이 주재하는 이 토론회에서 하버드 대학, MIT에서 교수를 역임하고 있는 유명 과학자들은 우리가 살고 있는 이 우주가 누군가가 컴퓨터 같은 것으로 만들어 낸 가짜가 아닌지를 놓고 진지한 토론을 가졌습니다.

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이는 Isaac Asimov 기념 토론회에서만 나누어진 주제가 아닙니다. 2009년에 있었던 세계 과학 축제에서도 옥스포드 대학의 Nick Bostrom, 급팽창 이론으로 유명한 Alan Guth 등이 패널로 참여한 토론에서 우리가 시뮬레이션 우주에 살고 있는지의 여부에 대해 대화를 나눕니다. 2

이외에도 TED에서 George Smoot 같은 천체 물리학자가 우리가 시뮬레이션이라는 내용의 강연을 하고 3 심지어는 과학 논문이 나오기도 하며, 4  Robert Kuhn의 Closer to Truth  라는 인터뷰 프로그램에서도 수많은 과학자들에게 이런 질문을 던집니다.

왜 과학자들은 이 세상이 시뮬레이션 일 수 있다고 생각하는가?
(Photo : ) 많은 과학자들은 우리가 사는 세상이 컴퓨터 속의 시뮬레이션 일수 있다고 주장합니다.
(Photo : ) 많은 과학자들은 우리가 사는 세상이 컴퓨터 속의 시뮬레이션 일수 있다고 주장합니다.

 

많은 과학자들은 우리가 사는 세상이 컴퓨터 속의 시뮬레이션 일수 있다고 주장합니다.

매트릭스라는 영화를 보신 분들은 그런 생각을 하셨을지 모르겠지만, 일반인들에게 이 세상이 컴퓨터 속의 시뮬레이션 이라는 생각은 황당하기 그지 없는 주장입니다. 나라는 사람은 존재하지 않는다? 내가 오락이나 애니메이션 속의 캐릭터와 같은 존재인가? 일반인이 이런 주장을 한다면 미쳤다는 소리를 들었을 것 입니다. 하지만 이런 주장을 하는 사람들은 많은 사람들의 존경을 받는 과학자들! 한 사람이 아니라 상당히 많은 과학자들이 우리가 시뮬레이션에 살고 있다거나 그럴 가능성이 있다고 생각합니다. 일반 사람은 범접도 하지 못할 천재들은 왜 이런 어리석은 생각에 빠졌을까요? 놀랍게도 그들에게는 이 세상이 컴퓨터 시뮬레이션 이라고 할 그들만의 분명한 근거가 있습니다.

이 세상은 수학적 구조로 되어 있습니다

2013년 신의 입자라고 불리우는 힉스 입자의 발견으로 과학계가 떠들썩 했던 적이 있습니다. 물질에 질량을 부여하는 이 입자를 힉스 입자로 부르는 이유는 실험적으로 이 입자의 존재를 입증하기 50여년 전 영국의 이론 물리학자 Peter Higgs가 이미 이 입자의 존재를 수학적으로 예측했었기 때문입니다. 또 최근 아인슈타인이 100년전 상대성 이론을 통해 예측했던 중력파 역시 그 존재를 확인한 사례가 있습니다. 그런데 이런 일은 한 두번 있었던 것이 아닙니다. 수학자들이 수학 공식을 통해서 자연 법칙이나 물질의 존재를 예측하면 수십년 후 물리학자들이 그 존재를 확인하거나 그 반대의 경우가 자주 있어왔습니다. 어떻게 이런 일이 가능한 것일까요? 노벨상 수상자인 Paul Nurse 경은 World Science Festival에 패널로 참석해서 다른 참석자들에게 왜 그리고 어떻게 이 세상이 수학으로 설명이 될 수 있는지에 대해 물어 봅니다. 그는 소위 수학의 지나친 효용성을 이해하기 어렵다며 이를 설명해 줄 수 있는지 질문합니다. 5

수학은 자연의 언어이며 이에 대한 가장 합리적인 답은 지적 설계자가 이 세상을 수학적으로 만들었다는 것 입니다.

이에 기독교 변증론자 William Lane Craig는 한 토론 중 하나님의 존재에 대한 논거 중 하나로 수학의 적용성을 제시합니다. 그는 수학이 자연의 언어(Language of Nature)라고 얘기하며 이에 대한 가장 합리적인 답이 하나님임을 역설합니다. 6

수학이 자연의 언어라는 것 즉 세상이 수학적인 구조를 갖고 있다는 사실은 누구나 인정하는 것 입니다. 수많은 신문기사나 다큐멘터리가 이를 인정하며 이에 대해 질문합니다. 7  8  9 16

그리고 이런 사실은 최근에야 알려진 사실이 아닙니다. 지동설을 주장했던 갈릴레오 갈릴레이 역시 "수학은 하나님께서 우주를 만들때 사용하신 언어이다!" 라고 말합니다.

하나님의 존재를 인정하지 않는 사람들은 이에 대해 어떻게 설명할까요? World Science Festival에서 인지 과학자 Marvin Minsky는 스스로도 이상한 답이라며 만약 이 세상이 수학적 구조위에 있지 않았다면 DNA도 발생할 수 없었고 이를 토론할 우리도 존재하지 않았을테니 이에 대해 답할 필요가 없다고 얘기합니다.  5

충분한 답이 되셨나요? 아닙니다. 무신론자들은 왜 이 세상이 수학적 구조로 지어져 있는지에 대해서는 전혀 설명하지 못한채 수학적 구조로 지어진게 아니라면 우리가 없었을테니 이에 대해 고민할 필요가 없다고 주장하는 것 입니다.

그리고 미세 조정 우주와 마찬가지로 이에 대한 유이한 답은 창조주가 이 세상을 수학적으로 설계하여 만들었다! 혹은 이 세상에 무한한 다중 우주가 있어서 그 중 하나의 우주가 정확한 수학적 구조위에 생겨났다! 로 귀결됩니다.

 

창조주가 우주를 만들었다고 주장하는 무신론자들

그런데 무신론자들이 아무리 생각해도 무한한 다중우주로 이 지독한 우연을 설명하는 것은 합리적이지 못하다고 생각하는 것 같습니다. 그래서 최근 새로운 가설이 과학계에 화두로 던져졌습니다. 그것은 영화 매트릭스 처럼 우리가 실제 세상에 살고 있는 것이 아니라는 것 입니다. 즉 이 세상이 시뮬레이션 이라고 주장하는 것 입니다. 그들의 생각에 이 거대하고 정교한 우주가 실제로 만들어지는것 보다 컴퓨터 안에서 시뮬레이션 세상을 만드는 것이 훨씬 더 쉬운일이라는 것 입니다. 그들은 여러분의 보고 만지고 느끼는 모든 것이 실제로 있지 않다고 말합니다.

심지어 Maryland 대학의 정보이론가 James Gates Jr.는 초끈이론을 연구하다가 그 안에서 컴퓨터 코드를 발견했다고 주장합니다. 10

물론 이런 아이디어는 대다수의 과학자들에게 비판을 받는 것은 사실입니다. 하지만 Nick Bostrom이나 Max Tegmark 같은 명문 대학교의 교수들이 이런 사실을 주장하고 유명 과학 토론회에서 이런 주제를 다룬다는 것은 굉장히 충격적인 일 입니다.

이 세상이 실존하지 않는다는 주장은 컴퓨터 시뮬레이션 가설에만 있는게 아닙니다.

우리는 하나의 커다란 뇌인가?

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우리가 사는 질서 정연한 우주가 실제일 확률보다 뇌가 만들어 낸 허상일 확률이 훨씬 더 높습니다. 여러분은 이 세상이 뇌가 만들어 낸 환상이라고 생각하십니까?

앨런 구스가 제안한 급팽창이론은 모델 자체의 문제점들을 보완해서 아주 다른 형태의 급팽창이론 모델들로 진화했는데, 그 중 하나가 영원한 급팽창모델입니다. 이는 한번 시작한 급팽창이 멈춰야 할 이론적 근거를 찾기 힘들기 때문에 영원히 급팽창하면서 무한한 거품우주를 만들어 낸다는 모델입니다. 무신론 과학자들은 이 모델들을 통해서 유신론자들이 주장하는 미세조정이나 수학의 적용성 심지어는 생명의 발생의 확률적 불가능함까지 설명 11 하려 합니다. 그런데 이 다중우주론에 문제가 발생을 합니다. 빅뱅을 일으킨 양자요동이 지금과 같은 질서정연한 우주를 만들어낼 확률보다 이런 우주를 생각해 낼 작은 뇌를 하나 만들어 낼 확률이 무한하게 더 높다는 것 입니다. 그러므로 무한한 다중우주가 실제로 존재한다면 우리는 진짜 우주가 아니라 볼츠만 두뇌여야 한다는거죠. 우리는 이를 볼츠만 두뇌 역설(Boltzmann brain paradox)라고 부릅니다. 그리고 볼츠만 두뇌는 빅뱅 이론과 같은 우주론의 근본을 부정하기 때문에 많은 과학자들은 이를 심각하게 받아들입니다.

볼츠만 두뇌는 "나"라고 생각하는 자아와 이 세상은 모두 뇌가 만들어낸 상상이라고 주장합니다. 즉 이 세상에 실제로 존재하는 것은 어떠한 공간에 떠 다니는 뇌 하나이고 나머지는 뇌가 만들어 낸 허상이라는 겁니다.

지금 여러분 눈 앞에 있는 컴퓨터 화면은 물론 여러분이 가지고 있는 어렸을 때의 기억조차도 뇌의 화학 작용이 만들어 낸 가짜이지 실제 여러분이 경험한게 아닙니다. 볼츠만 브레인과 관련된 논문은 이렇게 주장합니다.

"다중 우주에 있는 일반적인 관측자는 볼츠만 브레인이다. 관측자가 불츠만 두뇌일 확률은 우리 같은 일반인일 확률보다 무한하게 높다." 12

"당신이 아는 모든 것에서 가장 확률이 높은 요동은 당신의 두뇌가 혼돈에서 잠깐 나와서 요동했다가 다시 혼돈 속으로 들어가는 것이다. 우리는 이를 볼츠만 두뇌 역설이라고 부른다." 13

위에 소개한 시뮬레이션 우주와 굉장히 비슷하지만 컴퓨터 안의 허상이 아니라 뇌가 만들어 낸 꿈과 같은 허상이라는게 차이점 입니다.

많은 과학자들이 볼츠만 두뇌 문제를 이론적으로 해결하려고 했습니다. 그리고 어떤 모델에서는 볼츠만 두뇌 문제가 해결된 것처럼 보이기도 했지만 14 , 곧바로 해결책에 문제가 있는 것으로 드러납니다. 15  여러분들은 우리가 사는 이 세상이 허상이라고 믿어야 하는 걸까요?

이 모든 문제를 해결할 단 하나의 믿음

비단 오늘 제가 설명드린 시뮬레이션 우주나 볼츠만 브레인의 문제 말고도, 우주의 시작, 미세조정 우주, 수학의 적용성, 생명의 발생, 다윈주의 진화론의 확률적인 문제 등을 해결하는 것은 굉장히 간단합니다. 창조주가 있다고 믿으면 됩니다. 이 세상이 우연히 만들어진게 아니라 창조주가 지적 설계를 통해 이 세상을 만들었다고 하면 아무 문제가 없습니다. 즉 역으로 얘기하면 이 모든 문제들은 창조주가 있다는 증거가 됩니다. 하지만 선악과를 먹은 죄인들은 창조주를 인정하고 싶지 않아 합니다. 그리고는 일반인이 생각해도 멍청하다고 느껴지는 문제를 풀려고 머리를 싸매고 있습니다.

이는 성경이 얘기하는 바를 그대로 증명해 줍니다.

어리석은 자가 마음속으로 이르기를, 하나님은 없다, 하였도다. 그들은 부패하여 가증한 일들을 행하였으니 선을 행하는 자가 하나도 없도다. <시편 14:1>

사람들은 언젠가부터 이성에 눈을 뜨게 되고, 이를 통해 하나님을 부정하려는 시도를 시작했습니다. 그 결과 사람들은 과학이라는 학문에서 하나님의 초자연적인 창조를 배제하게 되었습니다. 하나님이 없다는 단 하나의 가정 때문에 과학은 결국 진짜 과학을 부정하고 우리가 우주에 떠 다니는 뇌라고 생각하기에 이릅니다. 또 이 세상이 너무도 질서 정연한 수학적 구조로 만들어져 있음을 깨닫고 컴퓨터 시뮬레이션이 아닌지를 고민하고 있습니다. 지식을 따라 하나님을 부정하게되니 이 세상의 모든 것을 부정하게 되는 것 입니다. 제가 감히 범접도 하지 못하는 천재들이 이 멍청한 생각들에게서 빠져 나오는 방법은 단 하나 입니다. 그것은 이 세상을 만드신 하나님을 인정하고 나의 무지함과 하나님의 전지함을 인정하는 것 입니다. 즉 하나님을 경외하는 것 입니다.

왜냐하면 하나님을 경외하는 것이 지식의 근본이기 때문입니다.

주를 두려워하는 것이 지식의 시작이거늘 어리석은 자들은 지혜와 훈계를 멸시하느니라. <잠언 1:7>

그들은 스스로 지혜 있다고 선언하나 어리석은 자가 되어 <로마서 1:22>

References

1. 2016 Isaac Asimov Memorial Debate: Is the Universe a simulation? 2016.04.05

2. 2009 World Science Festival: Are we living in a simulation? 2009.06.13

3. George Smoot, You are a Simulation & Physics Can prove it, 2014.02.11

4. Silas R Beane et al, Constraints on the Universe as a Numerical Simulation, 2012.11.09

5. World Science Festival, The Unreasonable effectiveness of Mathematics, 2010.06.04

6. Deabte between William Lane Craig vs Alex Rosenberg, Is faith in God Reasonable? , 2013.02.01

7. Universe Today, Mathematics: The Beautiful language of the universe, 2015.12.23

8. Scientific American, Is the Universe made of Math?. 2014.01.10

9. BBC Documentary, The Math Mystery: Mathematics in nature and universe, 2016.

10. 2011 Isaac Asimov Memorial Debate, Theory of everything 중, 2011.03.07

11. Eugene Koonin, The Cosmological model of eternal inflation and the transition from chance to biological evolution in the history of life, 2007.05.31

12. R. Bousso & B.Freivogel, A Paradox in the global description of the multiverse, 2006.10.11

13. A.Albrecht & L. Sorbo, Can the universe afford inflation?, 2004.09.21

14. Andrei Linde, Sink in the Landscape, Boltzmann Brains, and the cosmological constant problem, 2006.11.06

15. Don N.Page, Return of the Bolzmann Brains, 2006.11.15

16. Fingerofthomas.org, 수학은 어떻게 하나님을 증거합니까?

[출처:http://fingerofthomas.org/%EC%8B%9C%EB%AE%AC%EB%A0%88%EC%9D%B4%EC%85%98-%EC%9A%B0%EC%A3%BC/ ]