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거의 완전히 마비된 천재 우주물리학자, 스티븐 호킹의 기적 같은 일흔 번째 생일을 기념하며 출간된 『스티븐 호킹(원제: Stephen Hawking: His Life and Work)』. 오랜 세월 호킹과 특별한 인연을 맺어온 과학 저술가 키티 퍼거슨의 최신작이다. 퍼거슨은 호킹뿐만 아니라 그의 가족들, 그와 어깨를 겨룬 물리학자들, 주변 사람들의 생생한 육성을 담아 호킹의 일대기와 연구 업적을 입체적으로 그려냈다.

25년에 걸쳐 스티븐 호킹과 나눈 참을 수 없이 느린 대화의 산물!
스티븐 호킹이 귀로 확인해가며 적극적으로 도와준 전기

거의 완전히 마비된 천재 우주물리학자, 스티븐 호킹의 기적 같은 일흔 번째 생일을 기념하며 출간된 『스티븐 호킹(원제: Stephen Hawking: His Life and Work)』은 오랜 세월 호킹과 특별한 인연을 맺어온 과학 저술가 키티 퍼거슨의 최신작이다. 퍼거슨은 호킹뿐만 아니라 그의 가족들, 그와 어깨를 겨룬 물리학자들, 주변 사람들의 생생한 육성을 담아 호킹의 일대기와 연구 업적을 입체적으로 그려냈다. 이 책의 곳곳에서는 오랜 세월에 걸쳐 퍼거슨이 호킹과 나눈 대화의 흔적들을 찾아볼 수 있다. 호킹의 세계에 깊숙이 침투하려는 저자의 노력은 호킹의 본연의 모습, 있는 그대로의 실상, 호킹의 사고관 등을 최대한 객관적으로 그려냄으로써 빛을 발한다. 퍼거슨은 방대한 자료와 문헌을 토대로 호킹의 발자취를 정직하게 더듬으며, 군더더기 없는 담백한 문장으로 호킹의 생애와 우주를 우리 앞에 펼쳐 보인다.
1986년 가을, 케임브리지 대학에서 호킹을 처음 알게 된 퍼거슨은 그때부터 180도 달라진 삶을 살게 된다. 호킹을 비롯하여 레너드 서스킨드, 존 아치볼드 휠러, 브라이언 피파드 등 이 시대 최고의 물리학자들과 교류하며 물리학에 대한 그녀의 관심과 깊이는 날로 더해졌고, 특히 호킹의 우주론에 지대한 영향을 받아 대중 과학 강연자이자 집필가로 나섰다. 1991년에 호킹의 격려와 도움을 받아 『스티븐 호킹: 모든 것의 이론을 찾아서』를 썼고, 2000년에는 『호두 껍질 속의 우주』 원고를 편집하는 일에 참여했다. 이러한 작업을 계기로 퍼거슨은 2010년, 이 책을 쓰기 위해 그의 연구실 문을 또다시 두드렸다. 이 책은 보완에 보완을 거듭하여 호킹에 대한 거의 모든 것을 담아내려 한 저자의 필사적인 노력으로 단순히 유명 인물의 영웅기적인 서사를 그린 전기 그 이상이라는 평가를 받고 있다.

“호킹과의 대화는 언제나처럼 그의 책상 뒤편에서 컴퓨터 화면을 바라보면서 이루어졌다. 호킹은 뺨 근육을 움직임으로써 화면의 커서를 원하는 대로 움직였다. ……호킹과 대화를 나눌 때마다 나는 간단히 ‘예’ 또는 ‘아니요’로 대답할 수 있도록 질문을 하려고 노력한다. 어차피 그래도 호킹은 늘 자세히 이야기하려고 하지만.” --- p. 439~440

빅뱅에서부터 블랙홀, 인플레이션까지 총망라한 정말 쉬운 물리학 입문서
단 한 개의 수식(E=mc2)과 일상적인 비유로 설명하는 호킹의 연구

호킹의 생애와 과학에는 역설이 넘친다. 사물의 실체는 겉으로 보이는 것과 다를 때가 많다. 서로 딱 들어맞아야 할 조각들이 그러길 거부할 때도 있다. 시작이 끝이 되기도 하고, 비참한 상황이 행복으로 이어지는가 하면, 명성과 성공이 행복으로 이어지지 않을 수 있다. 큰 성공을 거둔 두 과학 이론을 합쳐놓았더니 터무니없는 것이 되고, 텅 빈 공간은 텅 비어 있지 않으며, 블랙홀은 검지 않다. 모든 것을 하나의 단순한 설명으로 통합하려는 시도는 대신에 산산이 부서진 그림을 낳고, 겉보기에 충격과 연민을 불러일으키는 외모를 가진 남자는 우리를 시간과 공간의 경계가 있는 곳(하지만 실제로는 있지 않은 곳)으로 유쾌하게 안내한다. --- p. 17

우주의 기원과 진화, 자연의 작동 방식에 대해 도전적인 질문 던지기를 좋아한 호킹은 끊임없이 혁신적인 가설과 대담한 이론을 내놓았지만 그는 결코 자신의 제안이 ‘궁극적인 답’이라고 단정 짓지 않았다. 오히려 자신이 내놓은 ‘답’에 의문을 제기하고 비판을 가해 손바닥 뒤집듯 입장을 번복해왔다. 우주는 특이점에서 시작한 게 틀림없다고 증명해 보이고 나서 무경계 가설로 특이점이 아예 존재하지 않을 수도 있음을 보였고, 블랙홀은 그 크기가 절대로 작아질 수 없다고 주장하고 나서 다시 작아질 수도 있으며 심지어 폭발이 일어날 수 있다고 했다. 또 블랙홀이 삼킨 정보는 블랙홀이 증발하더라도 절대 나타나지 않는다고 ‘정보 역설’을 제기하고선 정보는 사라지지도 복원되지도 않는다고 했다. 그의 도발적인 태도는 중요한 과학적 발견을 앞두고 과감한 내기를 했던 것에서도 찾아볼 수 있다. 1974년 백조자리 X-1에 블랙홀이 있느냐 없느냐를 두고 호킹은 킵 손과 문서까지 작성해 내기를 벌였고, 2008년 대형강입자충돌기(LHC)를 가동시키기 직전에 가진 기자 회견에서 힉스 입자가 발견되지 않을 것이라는 데 100달러를 걸기도 했다. 이러한 호킹의 유연한 사고는 그의 물리학에 역설이 넘쳐나는 것처럼 보이게 하기도 하지만, 한편으론 그의 지성을 진화시켜왔으며, 결과적으로는 현대물리학의 발전을 이끌었다.
그렇기 때문에 시간 순으로 호킹의 생애가 그려진 이 책을 읽다 보면 자연스럽게 현대물리학의 패러다임 변천과 발전 양상을 살펴볼 수 있다. 정상 우주론에서 빅뱅 우주론으로 넘어가는 과학 혁명과 빅뱅의 문제점이 출현하면서 제기된 인플레이션 우주 모형의 발전 과정, 최근 호킹이 선호하는 영원한 인플레이션까지 이론물리학의 맥을 짚어볼 수 있다. 20년이 넘게 대중 과학 강연을 해온 저자는 친절하게도 중력 이론과 상대성 이론, 시공간의 곡률, 고전적 블랙홀 이론, 우주배경복사, 초대칭 이론, 암흑물질과 암흑에너지, 힉스장 등 기본 개념을 충분히 설명해주고 있어 이 한 권의 책으로 기초 물리학 지식을 쌓기에도 손색이 없다. 더욱 놀라운 점은, 미시세계를 다루는 양자역학과 거시세계를 다루는 상대성 이론의 결합을 시도해 블랙홀과 인플레이션 우주를 디자인한 호킹의 복잡하고 난해한 우주론을 수식은 거의 쓰지 않고(이 책에는 그 유명한 E=mc2 단 하나의 수식만 등장한다!) 풍부한 일상적인 비유를 활용해 쉽고 재미있게 설명한다는 점이다. 가령, 호킹이 모든 것의 이론의 최후의 후보로 염두에 두고 있는 M 이론을 이루는 수학적 모형들의 시공간은 10차원 또는 11차원으로, 여기서 우리가 경험하는 차원은 4차원일 뿐 나머지 차원들은 볼 수 없는데, 이것에 대해 저자는 고무 호스를 가지고 설명한다. 고무 호스를 가까이에서 보면 볼륨감이 느껴지는 확실한 3차원 물체로 인식되지만, 아주 멀리서 보면 길이 차원만 있는 선으로 인식된다. 나머지 차원들이 이런 식으로 말려 있다면, 우리는 그 차원들을 인식할 수 없을 것이다. 이러한 설명 방식은 기하학적으로 사물을 보고 직관적으로 도약하는 호킹의 사고 방식을 그대로 따르고 있음을 보여준다. 독자들은 이 책을 통해 호킹의 머릿속을 한눈에 들여다보는 듯한 느낌을 받을 것이다.

첫 번째 아내, 제인의 입장에서도 들려주는
호킹의 지성의 진화와 함께 맞물려온 삶의 변주곡

호킹 그 자신도 여러 차례 인정했듯이, 호킹이 거둔 놀라운 성공은 그 무엇보다 첫 번째 아내인 제인의 헌신이 뒷받침되었기에 가능했다. 여성의 사회적 역할과 지위가 급부상하던 1970년대에 학문적 성취를 일궈내야 하는 압박감이 지배적인 케임브리지에서 살면서 대학까지 나온 제인이 자신의 사회적 자아실현을 포기하고, 남편이 연구에 매진할 수 있도록 그를 돌보고 모든 집안일을 도맡아 하는 자신의 삶을 가치 있게 여기기는 쉽지 않았을 것이다. 물론 처음부터 모든 것을 감수하고 호킹과 결혼했지만, 그녀가 맞닥뜨린 일상은 현실적인 어려움이 연속되는 나날이었다. 게다가 신앙심이 강한 기독교인인 제인은 때때로 신을 부정하는 호킹의 발언에 상처를 받았다. 그녀는 지적 정체성만큼이라도 유지하기 위해 박사 과정을 밟고, 사교 모임에도 적극적으로 나가보지만 내면 깊숙한 곳의 우울과 낮은 자존감은 해소되지 않았다.

“저는 이 놀라운 성공이 그 모든 어두운 경험을 가치 있는 것으로 만든다고 보진 않아요. 블랙홀의 심연에 가라앉아 있다가 휘황찬란한 모든 영예의 정점으로 올라갈 때까지 우리가 경험한 진자의 요동을 속으로 영원히 감수할 수 있다고는 생각하지 않아요.” --- p. 133

저자는 이처럼 제인의 솔직한 심경 고백 위주로 호킹 부부의 고민과 갈등도 섬세하게 그려낸다. 결국 그들의 결혼은 파경으로 끝났지만, 호킹의 삶의 절정에 해당했던 고난과 역경 속에서의 행복했던 시간을 제인의 입장에서도 충분히 보여준다.

이 책에 쏟아진 찬사!

“글로벌 아이콘이자 혁신적인 이론물리학자, 스티븐 호킹의 일대기를 키티 퍼거슨의 매혹적인 문체로 그려낸다. 퍼거슨은 호킹이 평생에 걸쳐 탐구했던 연구 주제를 대중이 이해하기 쉬운 용어로 설명한다. 그리고 호킹과 그의 가족을 비롯한 지인들을 인터뷰하여 호킹의 인간적인 부분을 생생하게 묘사한다. 이 책은 한마디로 과학과 인류 모두에 호킹 그 자신만의 독특하고 창조적인 방식으로 공헌한 것에 대해 훌륭하게 요약해놓았다고 할 수 있다.”
_네이처Nature

“키티 퍼거슨은 호킹의 승리 이면에 숨어 있는 물리학의 매력을 잘 살리고, 유용한 설명을 제공해준다.”
_워싱턴 포스트Washington Post

“지성이 넘치는 내용을 읽기 쉽게 서술한 키티 퍼거슨이 놀랍다. 그녀는 호킹의 아이디어 자체를 자세히 설명할 뿐만 아니라 그 아이디어가 어떻게 발생했는지도 주의 깊게 짚어준다.”
_로스앤젤레스 타임스Los Angeles Times

“이 책은 전기 그 이상이다! 퍼거슨은 실제로 호킹과 많은 시간을 함께 보내면서 그에게 직접 들은 그의 연구 내용을 전문적이고도 대중적으로 설명한다.”
_버트럼스Bertrams

“호킹의 모든 것을 담아내려 한 그녀의 책은 방대하고도 꽤 묵직하지만 쉽게 읽힌다. 왜냐하면 수학이나 방정식을 거의 쓰지 않고도 호킹의 우주론을 명료하게 기술했기 때문이다. 퍼거슨은 호킹의 일과 개인적 삶 사이의 균형 잡힌 관점을 제공한다.”
_엔터테인먼트 포커스Entertainment Focus

“수학보다 비유적 설명으로 과학의 내용을 명쾌하게 다루는 퍼거슨의 글쓰기 능력은 천체물리학에 문외한인 일반 독자들을 호킹의 우주로 훌륭하게 인도한다. 이 책은 우주에서 신과 인간이 차지하는 위치에 대해 사색하는 사람들이나 “이전에 알지 못했던 뭔가를 깨닫게 될 유레카 순간”을 여전히 꿈꾸는 사람들의 마음을 사로잡을 것이다.”
_커커스 리뷰Kirkus Review

한국어판 서문 5

1부 1942~1975
나는 성장을 멈춘 어린이에 불과하다
1 “모든 것의 이론을 찾기 위한 노력” 13
2 “우리의 목표는 바로 우리가 살고 있는 우주를 완전하게 기술하는 것이다.” 18
3 “어떤 것에도 굴하지 않다!” 41
4 “내가 몇 년 안에 죽을지도 모르는 불치병에 걸렸다는 사실은 정말로 큰 충격이었다.” 63
5 “정말로 큰 질문은 시작이 있었느냐 없었느냐 하는 것이다.” 82
6 “우리의 과거에는 특이점이 있다.” 106

2부 1970~1990
내 우주에는 신이 들어설 자리가 없다
7 “이 사람들은 우리가 천문학적인 생활 수준에 익숙하다고 생각하나 봐요.” 131
8 “과학자들은 흔히 과거와 미래, 원인과 결과 사이에 특별한 연결 관계가 있다고 가정한다. 만약 정보가 상실된다면, 그러한 연결 관계가 존재하지 않는다.” 152
9 “우리와 같은 생명을 만들어낸 우주가 생겨나지 않았을 확률은 아주 크다.” 174
10 “나는 모든 여행에서 세계의 가장자리 밖으로 떨어지는 것을 피하지 못했다.” 196
11 “끝없이 겹쳐 있는 거북들” 224
12 “아기 우주 분야는 아직 걸음마 단계에 있다.” 243

3부 1990~2000
이론물리학의 끝이 보이지만 그건 시작에 불과하다
13 “이론물리학의 끝이 보이는가?” 265
14 “나는 맡은 배역들을 처리하는 중간에 짬을 내 물리학 문제를 푸는 걸 즐긴다.” 284
15 “나는 우리가 아마겟돈과 새로운 암흑 시대를 피할 확률이 높다고 생각한다.” 307
16 “내게는 명확해 보여요.” 324

4부 2000~2011
내 마음속에서 나는 자유롭다
17 “팽창하는 가능성의 지평선” 343
18 “할아버지는 바퀴가 달렸어요.” 365
19 “나는 항상 남들과 다른 방향으로 갔다.” 387
20 “내 이름은 스티븐 호킹. 물리학자이자 우주론자이고, 약간은 몽상가지요.” 410

감사의 말 447
용어 설명 448
인용 출처/노트 454
참고 문헌 479
찾아보기 492

호킹이 좋아하는 질문 중 하나는 우리가 물리학 법칙을 정확하게 이해하고 있고 그것들이 결코 변하지 않았다고 가정할 때, 오늘날 우리가 관찰하는 것과 똑같은 모습의 우주를 낳을 수 있는 방식으로 우주가 시작되는 방법은 얼마나 많은가 하는 것이다. 여기서 호킹은 ‘오늘날 우리가 관찰하는 모습의 우주’를 경계 조건으로 사용하고, 더 미묘한 의미로는 물리학 법칙과 그것들이 변하지 않았다는 가정도 경계 조건으로 사용하고 있다. 호킹이 추구하는 답은 우주가 시작될 때의 경계 조건, 즉 ‘우주의 초기 조건’이 무엇이었느냐-미래의 어느 순간에 오늘날 우리가 아는 우주를 만들어내려면, 처음에 존재해야 했던 최소한의 법칙들을 포함해 시간이 시작되는 순간의 정확한 설계가 무엇이었느냐-하는 질문에 대한 답이다. 호킹이 한 흥미로운 연구와 놀라운 답 중 일부는 바로 이 질문을 생각하다가 나왔다. --- p. 24

호킹은 자신이 무신론자는 아니지만, “신이란 용어를 물리학 법칙의 구현으로 사용하는 쪽을” 선호한다고 대답했다. 그는 “우주의 초기 조건을 설정하기 위해 신에게 간청할 필요가 없지만, 그렇다고 이것이 신이 존재하지 않음을 증명하지는 않는다. 다만 신이 물리학 법칙을 통해 작용한다는 것을 증명할 뿐이다.”라고 말했다. --- p. 138

호킹은 백조자리 X-1이 블랙홀이 아니라는 데 걸었던 이 내기를 ‘보험’이라고 불렀다. “나는 블랙홀에 대해 많은 연구를 했는데, 만약 블랙홀이 존재하지 않는 것으로 밝혀진다면, 그 모든 노력은 허사가 되고 말 것이다. 하지만 그럴 경우, 내기에 이겼다는 데서 위안을 얻을 수 있을 것이다.” 과학에서 중요한 발견이 일어날 때까지 내기 계약서는 액자에 넣어 칼텍에 있는 손의 연구실 벽에 걸어놓기로 했다. --- p. 150~151

호킹이 이 모든 것을(심지어 아직 살아 있다는 것까지) 이루었다는 것은 실로 기적과도 같은 일이다. 하지만 직접 만나 그의 지성과 유머를 경험하면, 특이한 의사소통 방식과 심각한 신체적 문제를 호킹 자신이 생각하는 것만큼 덜 심각하게 여기게 된다. 그게 바로 호킹이 원하는 방식이다. 그는 현실의 어려움을 무시하는 쪽을 선택한다. “내 상태에 대해 생각하거나 그 때문에 내가 할 수 없는 일들을 아쉬워하지 않는다. 할 수 없는 일이라고 해봐야 얼마 되지도 않지만.” --- p. 232

『호두 껍질 속의 우주』에 관한 우리의 공동 작업은 대체로 내가 더 간단하게 표현할 필요가 있다고 생각하는 단락과 문장, 그리고 때로는 더 많은 부분을 지적하는 것으로 진행되었다. 내가 대체할 표현을 준비해 갔지만, 항상 호킹은 내 제안을 듣긴 해도 직접 자기 손으로 표현을 바꾸길 고집했다. 가끔 내가 “저 문장은 너무 어려운 것 같아요.”라고 말하면, 호킹은 특유의 미소를 지으면서 재빨리 손에 쥔 장비를 클릭하고 단어들을 조합해서 “내게는 명확해 보여요.”라고 말했다. 하지만 그는 문제를 바로잡는 데 착수하여 이론물리학의 언어를 ‘보통 사람’의 언어로 번역하려고 애썼다. --- p. 334

호킹은 2008년 9월에 대형강입자충돌기가 가동되기 직전에 가진 기자 회견에서 “만약 힉스 입자를 발견하지 못한다면 훨씬 흥미진진할 것이다. 그렇게 되면 뭔가가 틀렸다는 뜻이기 때문에 우리는 처음부터 다시 생각할 필요가 있다. 나는 힉스 입자를 발견하지 못한다는 데 100달러의 내기를 걸었다.”라는 말로 오랜 상처를 다시 건드렸다. 힉스는 호킹의 연구를 폄하하는 발언으로 반격했다. “입자물리학의 양자론 관점에서 보면, 일관성이 있는 이론을 만들려면 이론에 단지 중력뿐만 아니라 그 이상의 것을 집어넣어야 할 필요가 있는데, 호킹이 그렇게 했다고는 생각하지 않는다. 나는 그의 계산이 매우 의심스럽다.” --- p. 389

호킹이 선호하는 영원한 인플레이션 이론에서는 우주들이 무에서 생겨나지 않는다. 우주들은 다른 우주들에서 생겨난다. 과거의 어느 시점에 이 모든 일의 시초가 된 첫 번째 우주와 첫 번째 인플레이션 사건이 있었을 것이다. 아니면 반복적인 자기 복제 과정이 영원히 과거로 거슬러 올라갈지도 모른다. 아마도 첫 번째 우주의 기원은(만약 ‘첫 번째 우주’가 있었다면) 무경계 가설로 설명할 수 있을 것이다. 이런 상황은 우리를 『시간의 역사』가 끝난 지점으로 되돌려놓는다. 신의 존재에 대한 여지를 많이 남겼던 심오한 질문들을 다시 던지면서. --- p. 423

호킹의 어머니 이소벨은 이 글을 쓰고 있는 현재 아직 살아 있으며 90대에 접어들었다. 가끔 호킹에게 이래라저래라 잔소리도 한다. 그녀는 솔직하게 이렇게 말했다. “스티븐이 말하는 것을 전부 다 복음 같은 진리로 여겨서는 안 돼요. 걔는 탐구자이고, 뭔가를 찾고 있어요. 그리고 가끔 엉터리 같은 소리도 하지만, 뭐 우리는 그러지 않나요? 요점은, 사람들은