유행, 신조 그리고 공상

감사의 말씀

서문
유행, 신조, 내지 공상이 기초과학에 적합한가?

1 유행
1.1 수학적 아름다움을 원동력으로 삼아
1.2 과거에 유행했던 몇 가지 물리학 분야
1.3 끈 이론을 위한 입자물리학의 배경지식
1.4 QFT의 중첩 원리
1.5 파인만 도형의 위력?
1.6 끈 이론의 기존 핵심 개념들
1.7 아인슈타인의 일반상대성이론에서의 시간
1.8 전자기 현상에 대한 바일의 게이지 이론
1.9 칼루자-클라인 및 끈 모형의 자유도
1.10 양자론의 관점에서 본 자유도의 문제
1.11 고차원 끈 이론의 고전적 불안정성
1.12 유행으로 자리 잡은 끈 이론의 지위
1.13 M-이론
1.14 초대칭
1.15 AdS/CFT
1.16 막 세계와 경관

2 신조
2.1 양자 계시
2.2 막스 플랑크의 E = hv
2.3 파동-입자 역설
2.4 양자 수준과 고전 수준들: C, U 및 R
2.5 점입자의 파동함수
2.6 광자의 파동함수
2.7 양자 선형성
2.8 양자 측정
2.9 양자 스핀의 기하학
2.10 양자얽힘과 EPR 효과
2.11 양자 자유도
2.12 양자적 실재
2.13 객관적인 양자 상태 축소-양자 신조에 대한 한계

3 공상
3.1 빅뱅 그리고 FLRW 우주론들
3.2 블랙홀과 국소적 불규칙성
3.3 열역학 제2법칙
3.4 빅뱅 역설
3.5 지평선, 동행 부피 그리고 등각 다이어그램
3.6 빅뱅의 경이로운 정확성
3.7 우주론적 엔트로피?
3.8 진공 에너지
3.9 급팽창 우주론
3.10 인류 원리
3.11 더욱 공상적인 몇 가지 우주론들

4 우주에 관한 새로운 물리학?
4.1 트위스터 이론: 끈 이론의 대안?
4.2 양자 토대를 약화시킨다?
4.3 등각 미친 우주론?
4.4 사적인 맺음말

A 부록
A.1 지수
A.2 장의 자유도
A.3 벡터공간
A.4 벡터 기저, 좌표
그리고 쌍대
A.5 다양체의 수학
A.6 물리학에서 다양체의 활용
A.7 번들
A.8 번들을 통해 살펴본 자유도
A.9 복소수
A.10 복소기하학
A.11 조화해석

참고 문헌

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비인기 분야의 연구는 이미 인기 있는 분야에 비해 성공적인 이론으로 발전할 가능성이 상당히 낮다. 급진적으로 새로운 관점은 대체로 실행 가능한 제안으로 발전할 가능성이 낮다. … (중략) … 우리는 어떤 특정 이론의 유행 여부가 그 이론의 실제 물리적 타당성 판단을 좌우하지 않도록 각별히 주의해야 한다.

우리는 과학적 이해 및 과학적 검증의 엄밀한 방법에 바탕을 둔 선언들의 대다수에 진정으로 참된 무언가가 있음을 확신한다. 따라서 과학 문화로 인해 생긴 새로운 권위가 분명 있긴 하지만, 그것은 (적어도 원리상으로는) 지속적인 검토를 받는 권위다. 그러므로 과학적 권위에 대한 우리의 신조는 맹목적인 믿음이 아니며, 우리는 과학적 권위가 표방하는 견해에 뜻밖의 변화가 생길 가능성에 늘 대비하고 있어야 한다. 게다가 어떤 과학적 견해들은 심각한 논쟁거리가 되기 쉽다는 점에도 놀라지 않아야 한다.

위튼 등이 처음 내놓은 트위스터-끈 개념으로 시작하여 트위스터 이론이 근래에 새로 인정을 받게 되면서, 이 이론은 고에너지 과정에서 매우 유용한 도구가 되었다. 이런 분야에서 트위스터 이론의 특별한 역할은 입자를 그러한 상황에서 질량이 없다고 간주할 수 있다는 사실에서 대체로 생겨난다. 트위스터 이론은 분명 질량 없는 입자의 연구에 잘 들어맞도록 고안되었지만, 결코 그런 방식에만 국한되지는 않는다. 실제로 트위스터 이론의 일반적인 방안에 질량을 포함시키는 다양한 발상들이 존재하지만, 이런 발상들은 아직까지는 새로운 발전에 중요한 역할을 하지 못하는 듯하다. 정지 질량을 갖는 입자에 대하여 트위스터 이론이 향후 어떻게 발전을 이룰지 귀추가 주목된다.