*알고리즘(Algorithm):어떤 문제를 해결할때, 입력된 자료에서 원하는 부분의 출력을 유도하는 규칙의 집합.
만약 세상이 컴퓨터라면, 생은 알고리즘이다.
(If the world is a computer, life is an alogorithm) Science News - June 26, 2014
오늘날 많은 과학자들이 자연 현상을 컴퓨터의 작동 원리와 같다고 보고있는데요. 우주를 하나의 컴퓨터로 설명함에 있어 납득이가는 증거가 속속 나타나고 있습니다. 우주의 법칙은 수학적으로 설명할수있는데요. 우리는 그 수학적 법칙을 이용하여 달의 위치와 월식등등 자연 현상을 예측할수 있습니다. 우리가 컴퓨터로 계산하는것처럼 자연의 섭리는 컴퓨터를 그 자체적으로 작동시켜 얻어지는 값으로 달의 위치나 모든 우주의 운동을 설정하는것이 아닐까하는 이론입니다.
우주가 홀로그램이라는 가설을 뒷받침하는 가상실험
(Simulations back up that Universe is a hologram) Nature - December 12, 2013
(Simulations back up that Universe is a hologram) Nature - December 12, 2013
한 물리학자 팀이 우주가 하나의 영사물이라는 확실한 증거를 내놓았습니다. 1997년 이론 물리학자 후앙 맬다세나(Juan Maldacena)는 대담한 우주 모델을 제안했는데, 극소한 아주 미세하고 진동하는 실들에서 중력이 발생한다는 것인데요. 그것은 물리학의 근간을 바꾸는 대담한 모델이라 할수 있습니다. 수학적으로 복잡한 이 실의 세계는 9차원으로 이루어져있고 시간이 존재하는데 그것들은 단지 홀로그램이라는 것입니다. 모든 운동이나 현상들은 이런 평평하고 단순한 우주안에서 중력의 개념이 없는 상황에서 일어난다는 가설입니다.
맬다세나의 가설은 양자역학과 아인슈타인의 중력이론을 하나로 설명할 수 있는 실 이론 (String Theory)을 한층 확고히 했다는데 물리학자들의 찬사를 받았습니다. 그러나 여타 이론 물리학자들은 아직도 맬다세나의 아이디어를 실제 증명하려고 힘쓰고 있다고 합니다.
*실 이론(String Theory): 물질을 구성하는 최소의 요소가 진동하는 실로 되어있다는 이론으로
이론 물리학에서 아인슈타인의 상대성이론과 양자역학의 불일치의 가교 역활을하는 현대 이론 물리학의 큰 흐름. 이 이론으로 모든 만물의 원리 (Theory of Everything)를 설명할수있다고 이론 물리학자들은 얘기하고 있습니다.
아인슈타인의 시공이론과 연결되는 새로운 수학적 모델
(New mathematical model links space-time theories) PhysOrg - June 1, 2013
사우스 햄튼 대학(University of Southampton) 연구가들이 우주 구조의 비밀을 해명하려는 과제에 지대한 발전의 한 발을 내디뎠는데요. 그것은 홀로그램 우주론으로의 설명입니다.
시공은 일반적으로 3차원의 공간에서 시간의 역할을 더한 연속적인 상관관계 혹은 네가지 요소를 합한 복합상태라 여겨져 왔습니다. 평평한 시공(flat space-time)과 역시공(negative space-time)은 그렇게 복합 상태로의 존재적 우주를 부정하고 모든 방향으로 영원한 시간속에서 끝없이 확장되는 연속적 상태라고 묘사하고 있습니다. 별들이 갖고있는 중력은 아인슈타인의 시공 (space-time)으로 잘 설명되어집니다. 음으로 휘어진 시공(negatively curved space-time)은 우주가 음 진공 에너지(negative vacuum energy)로 차있다는 것을 설명하고 있습니다. 홀로그램을 설명하는 수학이 음으로 휜 시공을 이해하는데 적합하다 할수있습니다. 홀로그램 이론은 기본적으로 우주가 우리가 인지하는 시공 즉 3차원적 시공보다 하나 적은 2차원이고 전자기장의 힘에 의해 움직이고 있다고 설명합니다. 이런 아이디어는 우리가 크레딧 카드에 붙어 있는 홀로그램 스티커처럼 2차원의 표면에 3차원적 이미지를 코딩하여 실제 3차원의 이미지처럼 보이게 하듯이 우주 전체가 이런식으로 구성되어 있다는 것입니다.
이런 생각은 예전부터 과학자들 사이에서 공공연히 거론되 왔던 컨셉인데요. 한 물리학팀이 그것을 증명하기 위해 실험에 착수했습니다. 그들중 세명은 우리의 현실이 시뮬레이션이라는 것을 증명하기 위해 이 가상 현실을 만든 이를 시뮬레이트 할수 있다고 제안합니다.
우리는 컴퓨터 시뮬레이션 안에 살고 있나요?
연구가들은 이 아이디어가 실험 가능하다고 말합니다.
(Do we live in a computer simulation? Researchers say idea can be tested.)
PhysOrg - December 10, 2012
콘 모양의 빨간 표면은 아인슈타인의 시간과 공간의 상관 관계를 설명하는 기본 이론인 특수 상대성 이론(special relativity)에서의 에너지와 중력의 상관 관계를 보여주는데 우리가 사는 우주가 시뮬레이션이 아님을 나타내고 있습니다. 평편한 파란색의 표면은 에너지와 중력의 관계를 보여주는데 각각의 사각 격자는 우주가 시뮬레이션임을 나타내고 있습니다. 10년전 영국의 한 철학자는 우리가 살고있는 우주가 우리의 먼 후손들에의해 만들어진 컴퓨터 시뮬레이션일지 모른다는 주장을 하기도했는데요. 조금은 황당한 주장이기도한 이 가설을 워싱턴 대학의 물리학자들이 실험해 보이려고 시도하고 있다고 합니다.
우주는 마치 거대한 뇌 구조와 같다
(The Universe Grows Like a Giant Brain) Live Science - November 26, 2012
새로운 컴퓨터 시뮬레이션이 우주가 뇌세포가 퍼져있는 거대한 뇌의구조와 흡사하다는것을 보여주고 있습니다. 실험의 결과는 아직 밝혀지지않은 우주의 기본 법칙을 통해 우주가 사방으로 확장하는것이 마치 뇌 세포가 전자파를 발사해 서로 교신하고 그 네트워크를 확장하는 법칙과 흡사할지 모른다는 것입니다. 캘리포니아 산디아고 주립대학의 물리학자 드미트리 크리오코브(Dmitri Krioukov)는 각기 다른 네트워크 (인터넷, 뇌 또는 소셜 네트워크)의 모델들이 자연적 성장 운동(natural growth dynamics)법칙하에서 확장하고있다고 이야기합니다. 또다른 휴스턴 대학의 물리학자 케빈 배슬러(Kevin Bassler)는 드미트리의 연구에 참여하진 않았지만자연의 한 기본 법칙이 이모든 네트워크를 지배한다고 주장했습니다.
이같이 흡사한 네트워킹 시스템이 하나의 법칙으로 설명되어질수 있느냐가 관건입니다. 과거의 연구에서 뇌 신경 구조와 인터넷 망이 아주 많이 흡사하다고 이미 밝혔는데요. 이런 증거에도 불구하고 이런 네트워크들(컴퓨터 네트워크, 뇌 신경 구조, 소셜 네트워크)의 확장을 예측할수있는 하나의 수학 공식을 만들어내진 못하고있습니다.
물리학자들은 시공에서의 물질이 어떻게 공간을 휘게하는가하는 아인슈타인의 상대성 이론의 공식을 이용하여 우주 기원의 시작인 빅뱅(Big Bang)으로부터 14억년 동안 확장되어온 우주를 다시 거슬러 올라갈수 있다고합니다. 크리오코브의 연구팀은 우주의 가속 확장이 소셜 네트워크나 뇌 세포의 확장과 흡사 상관 관계를 연구하고 있습니다.
연구팀은 초기 우주 생성의 단계였던 퀀타 시공(quanta of space-time)- 소립자 보다 작은 모델을 컴퓨터 시뮬레이션으로 구연해냈습니다. 시뮬레이션은 방대한 우주가 퀀타로서 서로 연결되어있다는것을 보여주고 있습니다. 그들의 연결은 비슷한 성질의 요소들이 모여서 하나의 큰 점이되고 비슷한 점들끼리 확장의 확장을 거듭하는 모델입니다. 쉽게 예를 들어 고양이를 키우는 사람이 구글이나 야후에 접속해서 고양이에 대한 정보를 얻고 또 다른 고양이에대한 사이트나 유튜브에 들어가서 보는것과 같은 이유입니다. 이런 방법으로 근접한 뇌 세포들끼리 연결하면서 동시에 거대 뇌 세포에 연결되고 그 거대 뇌 세포는 또다른 거대 세포로 연결하는 그런 비슷한 구조입니다.
너무도 흡사한 크고 작은 이들 네트워크의 구조들은 단지 우연이 아닙니다. 이것은 물리학자들에게 우리가 자연이 작용하는 원리를 이해 함에있어 무언가 간과하는것이 있지않나하는 질문을 던지게합니다. 삼라만상은 우리가 아직도 알지못하는 법칙에의해 아주 작은 뇌 세포의 확장에서 거대 은하의 변화에 이르기까지 지배되어지지않나 생각해 봅니다.
