C.N. Yang의 글을 읽고...

21991492 공 웅 걸

이 글을 처음 읽었을 땐 별 느낌을 얻지 못하였다. 마치 잘 짜여진 하나의 시나로오처럼 통계역학이 별다른 어려움 없이 발전한 듯 보였다. 특히 1924~1926년의 2년 사이에 Einstein, Fermi, Heigenberg, Dirac 등 많은 위대한 물리학자들의 출현으로 인하여 통계역학은 발전할 수밖에 없었던 것처럼 보였다.

그러나 1950년대에 Ising 모델이나 그와 유사한 문제들이 대부분의 물리학자들에게는 큰 관심을 끌지 못하였다는 사실에 흥미로웠다. Yang은 □contracting the Ising model'이라는 말이 유행했을 정도로 그 분야의 관심 정도가 아주 낮았음을 묘사하고 있다. 여기서 필자는 비단 50년대만 이러한 일이 벌어졌을까 하는 생각을 하게 되었다. 즉, Gibbs로부터 이어지는 평형통계역학의 발전에도 많은 우여곡절이 있었을 것이다. 이러한 관점에서 볼 때 Gibbs의 저서는 그의 이론이 실험들과 일치하지 않는다는 것으로부터 상당히 모험적인 것으로 판단된다.(필자는 그 책을 읽어보지 못하였다.) 그럼에도 불구하고 그의 저서가 현재 평형통계 역학의 기초를 이루고 있음을 볼 때 Gibbs는 그의 연구에 대해 확신을 가지고 있었던 것이다. Bose와 Einstein으로 이어지는 연구결과도 비슷하다. Yang은 Bose-Einstein Condesation을 수학의 도움없이 예측했다는 것에 대해 상당한 지각(perception)과 대담(boldness)함이 있었던 것으로 서술하고 있다. Fermi도 Bose와 Einstein의 영향을 받지 않고 문제의 핵심을 보는 능력과 노력으로 지금의 응집물질 물리의 발전에 많은 영향을 주었다. Heigenberg와 Dirac도 특유하고 정확한 개념의 정립으로 중요한 연구결과들을 만들어내어 통계역학의 발전에 기여하였다. 양자통계역학의 탄생이후 1930년 중반에 대부분의 질서-무실서의 상전이 현상을 mean field 이론으로 설명하였다. 그러나 Mayer는 그러한 이론의 도입없이 액체-기체 상전이 이론의 공식화를 시도하여 이후의 conference에서 활기있는 토론주제를 불러일으켰다.그 후 1960년을 전후해서 상전이관 관련된 몇몇의 실험적 발견과 이론적 작업들의 발견으로 50년대 관심이 적었던 평형통계역학은 60년대에는 물리적으로 중요한 위치를 차지하게 되었다.

C.N Yang의 글은 오늘날 물리를 공부하고 있는 학생들에게 중요한 것을 시사한다. 필자를 비롯하여 대부분의 학생들은 물리를 공부하는 과정에서 많은 좌절과 회의에 빠지곤 한다. 특히 과거 유명했던 물리학자들의 위대함과 자신의 위치를 비교하며 자신의 전문적인 연구분야에 대해 회의를 느낀다. 그러나 전술한 대부분의 유명한 물리학자들의 연구 태도를 볼 때 이러한 자세는 옳지 못한 연구 태도이며 지양해야할 자세인 듯 싶다. 물론 말처럼 쉽지 않지만 앞으로 물리공부를 하는 과정에서 지칠 때마다 다음과 같은 C.N. Yang의 과감한 고백을 생각하면 도움이 되지 않을까 생각해 본다.

" When he read my article about the magnetization of the ising model, he was impressed by the beautiful complexity of the calculation and the beautiful simplicity of the result, but felt I was wasting my time. "