열린연단 강연 (패러다임 19강) – 이덕환 서강대 화학과 교수

이덕환 : 제가 오늘 소개해드릴 분은 루트비히 볼츠만이라는 분이고요. 1844년에 태어나서 1906년에 돌아가셨습니다. 그리고 ‘S=k log W’라고 하는 아주 유명한 식, 엔트로피(entropy)식으로 유명하신 분입니다. (…) 우선 볼츠만이 과학적으로 어떤 일을 했던 분인가 하는 걸 말씀을 드려야 되는데 크게 두 가지입니다. 하나는 원자론이라는 것을 처음으로 적극적으로 도입해서 물리학에 활용했던 분으로 알려져 있습니다. 앞으로 여러 번 얘기가 나올 텐데 기체 운동론이라는 것을 확립하는 데 크게 기여했고 그다음에 (…) 17세기 중반에 뉴턴이 만들어냈던 뉴턴의 고전역학은 시간을 거꾸로 되돌리면 원래 상태로 돌아가는, 시간 가역적인 역학이었는데 볼츠만 시대가 되면서 그야말로 새로운 패러다임으로, 앞으로 갈 때하고 뒤로 돌아갈 때가 같지 않은 비(非)가역적 현상도 관심을 끌게 되는 전환점을 이뤘고요. 특히 자기 이름이 붙어 있는 상수가 하나 있습니다. 물리학에서 기본 상수라고 하는 게 몇 개 안 되는데 그중의 하나가 ‘볼츠만의 상수’입니다. 그리고 또 하나는 강연 제목에 있는 통계에 대한 이야기입니다. 볼츠만이 통계를 이야기하기 전까지는 물리학에서는 통계가 금기 사항이었습니다.

열린연단 토론 (패러다임 19강) – 고인석 인하대 철학과 교수

김우창(사회) : 물리학이나 화학에서 얘기하는 것이 우리가 사회를 이해하는 데 비유적으로 적용되는 경우가 많은데 통계적으로 해당되는 것이 개인 하나하나의 경우에는 해당 안 되는 경우가 많거든요. 그러니까 앙상블(ensemble)에 대해서는 어떤 얘기를 할 수 있지만 그걸 구성하고 있는 입자 하나하나에 대해서는 정확히 예측하기가 어려운 것처럼 그것을 사회적으로 적용할 때도, 통계적으로 적용된다는 걸 얘기를 할 수 있는데, 그런 경우에 정치하는 사람들이 통계 숫자만 가지고 하게 되면 한 사람 한 사람의 운명이 등한히 되어서 상당히 잔인한 정치가 실현될 수도 있다는 이런 생각이 듭니다.

고인석 : 첫 번째 질문은 통계역학에서의 확률과 양자역학에서 확률의 관계에 대한 질문입니다. 볼츠만이 기여한, 말하자면 고전적 통계역학에서 확률은 각각의 알갱이가 아니라 계(系) 전체에 적용되는 개념이었죠. 그것까지는 분명했으면 좋겠습니다. 반면에 양자역학에서 말하는 확률은, 오늘 토픽이 아니었지만, 개별 알갱이에 적용된 그런 확률의 개념이라고 알고 있습니다. 그렇게 볼 때 두 확률 개념에 간격이 있죠, 통계역학에서의 확률 개념과 양자역학에서의 확률 개념이. 자연을 확률의 관점에서 이해한다는 것이 현대 과학의 중요한 특징이라고 생각할 수 있겠는데 이때 말하는 확률이 통계역학에서 말하는 확률이라고 보는 게 좋을지 아니면 양자역학에서 바라본 확률이라고 보아야 옳을지, 아니면 둘을 합친 어떤 확률의 관점이 있다고 볼 수 있을지에 대해서 교수님의 생각을 경청할 수 있으면 좋겠습니다.

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