물리학자처럼 영화 보기: 시간과 우주의 비밀을 탐구하다

By 다카미즈 유이치

상상을 현실로 만드는 SF 영화 속 미래 과학 이야기

멸망 위기의 인류를 구해내거나 사랑하는 사람을 되살리기 위해 과거나 미래로 오가는 시간여행은 SF 영화의 단골 주제이다. 〈테넷 Tenet〉에서는 타임워프를 사용하지 않고 실제로 시간의 경과를 체감하면서 과거로 돌아가 미래의 자신과 싸우는 진기한 장면도 등장한다. 이러한 시간여행은 시공상의 다른 세계를 연결하는 웜홀wormhole 환경에서는 이론상 가능할 수도 있지만, 물리학적으로 말하자면 과거로의 이동은 인과율이라는 규칙에 의해 현실적으로는 불가능하다. 상대성이론을 바탕으로 한 세계에서 시간은 과거에서 미래라는 한쪽 방향으로만 성립하기 때문이다.
영화 〈스타워즈 Star Wars〉에는 2개의 태양이 뜨는 타투인 행성이 등장한다. 현재 천문학계에서는 태양이 여러 개 있는 천체가 다수 존재한다고 알려져 있지만 이 영화가 제작될 당시까지만 해도 밝혀지지 않았던 사실이다. 인간의 상상력이란 정말로 무한하여 영화에 묘사된 과학 세계가 시간이 흘러 현실에서 실제로 일어나기도 한다. 영화에 등장했던 말도 안 되는 과학적 발상이 미래의 과학을 이끄는 것이다.
《물리학자처럼 영화 보기 物理?者、SF映?にハマる》에서는 스티븐 호킹의 제자이자 우주 물리학자인 저자가 〈백 투 더 퓨처 Back To The Future〉, 〈인터스텔라 Interstellar〉, 〈마션 Martian〉, 〈그래비티 Gravity〉 등 시간과 우주를 주제로 한 12편의 SF 영화 속에 숨어 있는 흥미진진한 미래 과학 이야기를 들려준다.

• Language: 한국어
• Publisher: 애플북스
• Release date: Aug 12, 2022
• ISBN: 9791192081632

Book preview

지은이 다카미즈 유이치 高水裕一

1980년 도쿄에서 태어나 와세다 대학교 이공학부 물리학과를 졸업하고 동 대학원에서 이학 박사 학위를 취득했다. 도쿄대학교 이학계 연구과 빅뱅센터 특임 연구원, 교토 대학교 기초물리학연구소 PD학진특별연구원을 거쳐, 2013년부터 영국 케임브리지 대학교 응용·수학 이론물리학과 이론우주론센터에 소속되어 스티븐 호킹 박사에게 사사받았다. 현재 쓰쿠바 대학교 계산과학연구센터 연구원으로 활동하고 있다.

우주론 전문가로서 최근에는 기계학습을 이용한 의학물리학 연구를 하고 있다. 지은 책으로는 《시간은 거꾸로 흐르는가》, 《우주인을 만나기 전에 읽는 책》 등이 있다.

옮긴이 위정훈

고려대학교 서어서문학과를 졸업하고 도쿄 대학교 대학원 총합문화연구과 객원 연구원으로 유학했다. 인문, 정치사회, 문학 등 다양한 분야의 출판기획과 번역가로 활동하고 있다.

옮긴 책으로 《회사에 꼭 필요한 최소한의 수학》, 《빅데이터를 지배하는 통계의 힘-데이터 활용편》, 《왜 인간은 전쟁을 하는가》, 《통계가 빨라지는 수학력》 등 다수가 있다.

BUTSURIGAKUSHA, SF EIGA NI HAMARU

Ⓒ Yuichi Takamizu, 2021

All rights Reserved.

Original Japanese edition published by Kobunsha Co., Ltd.

Korean publishing rights arranged with Kobunsha Co., Ltd. through BC Agency, Seoul.

이 책의 한국어판 저작권은 BC 에이전시를 통해 저작권사와 독점계약을 맺은

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| 머리말 |

SF는 ‘사이언스 픽션Science Fiction’이므로 말 그대로 ‘픽션’, 즉 허구라고 말해버리면 그만이다. 과학자나 대학교수에게 SF를 주제로 책을 써달라고 부탁하면 열에 아홉은 거절할 것이다. 진지하게 논하는 것 자체가 무의미한 부분도 많고 SF를 과학적으로 고찰하는 것 자체가 난센스라고 생각하기 때문이다.

 하지만 이 책에서는 시간이나 우주를 주제로 한 SF 영화와 드라마를 과학적으로 고찰해볼 것이다. 이 어려운 과제를 받아들인 사람으로서 이 책의 목표를 미리 말해두고 싶다.

먼저 ‘과학적으로 무리’라고 딱 잘라 말하는 것은 전혀 생산적이지 않으므로 진지한 과학적 논의와는 조금 다른 입장을 취하고 싶다. 작품에서 다루고 있는 테마를 실마리로 삼아 과학적으로는 어떻게 되는지, 과학자의 호의적인 관점에서 작품을 어떻게 해석할 수 있는지를 이야기해볼 것이다. 작품에는 이해하기 어려운 부분도 많이 등장한다. 나는 영화 제작자나 영화평론가가 아니므로 단지 SF 작품을 통해 과학과 관련된 재미있는 이야깃거리를 찾고자 한다.

영상으로 표현하는 것은 매력적인 만큼 일반인들에게 미치는 영향이 상당히 클 것이다. SF는 과학적인 주제를 가지고 가공의 세계를 연출한다는 의미에서 최고의 과학 교과서라고도 할 수 있다. 작품을 통해 지금까지 전혀 알지 못했던 과학의 세계를 이해할 수도 있다. 물론 SF의 세계와 과학의 세계를 철저하게 대조하는 것은 무리이므로, 군데군데 독자들이 눈감아주기를 바라는 대목도 있다. 영화를 좋아하는 사람으로서 간단한 코멘트도 가끔 섞여 있는데, 개인적인 감상으로 읽어주기 바란다.

나는 우주론을 전공했지만 과학 전체에 대한 지식은 부족한 점도 많을 것이고, 과학적으로 제대로 설명하기에는 지면의 한계도 있다. 이 책은 어디까지나 SF에서 다루고 있는 테마를 과학적으로 생각해보는 첫 번째 계기 정도로 여겨주기 바란다. 흥미가 있다면 더 자세히 설명되어 있는 과학책들을 읽어봐도 좋을 것이다. 작품 세계와 설정을 일단 받아들인 다음 과학적인 고찰을 살짝 해보는 수준이라고 생각하면 된다.

마지막으로 영화가 가진 놀라운 상상력에 대해 이야기하고 싶다.

영화 〈스타워즈〉에는 태양이 2개 있는 타투인Tatooine이라는 행성이 등장한다. 현재 천문학계에서는 태양이 여러 개 있는 천체가 존재한다고 알려져 있지만 이 영화가 제작될 당시만 해도 밝혀지지 않았던 사실이다. 인간의 상상력이란 정말 무한하여 가끔은 영화에 묘사된 세계가 훗날 현실의 과학 세계에서 발견되기도 한다. 영화 또는 픽션이라고 단정 짓어버릴 일이 아니라는 것이다. 영화의 세계에 등장한 말도 안 되는 과학적 발상이 미래의 과학을 이끌 수도 있는 것이다.

인간의 상상력은 결코 무시할 수 없다. 상상력의 세계에 과학적 관점을 더한 이 책을 꼭 읽어보기 바란다.

차례

머리말

1부 - 시간에 대하여

| 1장 |  시간여행의 가능성과 한계 - 〈백 투 더 퓨처〉 시리즈

영화로 보는 미래 | 시간여행에도 종류가 있다 | 시간여행은 이론적으로는 가능하다 | 웜홀을 통과하려면 | 엔트로피 증가 법칙 | 미래인의 존재가 의미하는 것 | 시간여행에 필요한 에너지 | 맨몸으로 날아갈까, 뭔가를 타고 날아갈까? | 가고 싶은 과거로 갈 수 있는 가능성 | 과거를 바꾸는 일은 가능할까? | 부모 살해 패러독스 | 과거가 바뀐 것을 인지하려면 | 시간여행을 지켜본 사람들은 어떻게 될까? | 수차례 과거로 돌아가면 나는 여럿이 될까? | 하늘을 나는 자동차가 실현되려면

| 2장 |  과거로 돌아간 수사관에게 자유의지가 있을까? - 〈데자뷰〉

가장 리얼한 시간여행 | 과거를 보는 기술 | 소화불량에 걸린 결말 | 시간여행은 인체에 아무런 영향을 미치지 않을까? | 미래가 바뀌는 타이밍 | 시간여행자의 자유의지 | 더그의 행동은 제한된다 | 영화 제목에는 이유가 있다 | 더그는 몇 번째 시간여행자였을까?

| 3장 |  ‘역행’이라는 새로운 시간여행 - 〈테넷〉

시간을 역행한다 | 파트너 이름의 유래 | 일반적인 시간여행 | 시간을 역행한다는 것은 | 역재생을 인식할 수 있을까? | 아무리 생각해도 마음에 걸리는 설정

| 4장 |  살인 기계는 5차원 세계를 여행해서 왔을까? - 〈터미네이터〉 시리즈

기계와 인간, 어느 쪽을 보내기 쉬울까? | 워프한 곳의 연대를 알 수 있는 현실적인 방법 | 시간여행의 비결

| 5장 |  한없이 시간이 멈춘 세계를 느끼고 싶다면? - 〈히어로즈〉

모든 것이 ‘멈추는’ 세계는 가능할까? | 의사적인 시간 정지는 가능하다 해도 | 물리학자로서 거슬리는 대목 | 호킹 박사의 시간여행자 실험

2부 - 우주에 대하여

| 6장 |  우주로 내동댕이쳐졌을 때 최후의 이동 수단 - 〈그래비티〉

우주에서는 어떻게 지낼까? | 국제우주정거장은 무중력? | 지표의 0.00000001% | 살고 싶다면 가진 것을 버려라 | 우주에서 핸드 스피너를 돌리면?

| 7장 |  ‘가정용 전자오락기’로 달 착륙을 시도하다 - 〈퍼스트맨〉

우주비행사가 된다는 것 | 가정용 전자오락기로 우주에 가다 | 연료 탱크를 떼어내는 이유 | 랑데부 방식의 장점 | 최대의 난관, 도킹 | 제미니 계획에서 아폴로 계획으로 | 달에서 본 밤하늘과 태양

| 8장 |  화성에서 식물을 재배하는 또 다른 이유 - 〈마션〉

다른 행성의 달력 | 정지 화면만으로 원활한 대화를 나눈다 | 화성에서 산소를 확보하다 | 이동이냐, 난방이냐? | 인공중력을 만들어내려면? | 홀로 남겨진 남자 구출 작전 | 화성의 저녁놀 | 태양계 행성을 무대로 한 다른 작품

| 9장 |  논문으로도 제시된 블랙홀의 생생한 모습 - 〈인터스텔라〉

은하와 은하의 거리 | 웜홀을 통과할 수 있을까? | 7년 가까운 시간 차이가 생기는 이유 | 지구와의 통신 | 다시 그 남자가 남겨졌다 | 블랙홀 내부로의 우주여행 | 〈인터스텔라〉에서 바라본 고차원 세계

| 10장 |  성간비행의 필수 앱 - 〈스타워즈〉 시리즈

우주를 끌어들인 가족 | 은하계를 지배한다는 것은 | 성간비행을 과학적으로 생각해본다 | 동면 기술의 필요성 | 양자 텔레포테이션 | 성간비행의 필수 앱

| 11장 |  우주인과 교류한다면 마스크를 잊지 말자 - 〈컨택트〉

마스크는 필수다 | 장비 없이 우주인과 교류하려면? | 텔레파시에 필요한 것 | 비선형 언어? | 우주인의 타당한 목적

| 12장 |  ‘우주인의 시력’과 ‘항성’의 밀접한 관계 - 〈브이(V)〉

정교한 침략 계획 | 상상할 수 있는 겉모습 | 우주인을 통해 보이는 세계 | 진보된 과학기술과 지구 침략의 향방 | 생명의 가능성 | 초자연현상과 과학

맺음말

일러두기

이 책은 스포일러를 포함하고 있으므로 책을 읽기 전에 영화 작품을 보기 바란다.

영화로 보는 미래

시간여행을 다룬 가장 대표적인 SF 작품은 〈백 투 더 퓨처Back To The Future〉일 것이다. 1985년에 1편이 개봉되었을 때 사회적으로 엄청난 붐을 일으켰고 최종적으로 3편까지 만들어진 명작이다. 감독은 로버트 저메키스Robert Zemeckis다. 지금으로서는 옛날 영화이지만 여전히 퇴색되지 않는 매력이 있다. 나는 이 시리즈 중에서 미래로 가는 2편을 특히 좋아한다.

이 영화는 한마디로 주인공 마티가 과거와 미래로 시간여행을 하는 이야기다. 1편에서는 어머니와 아버지의 청춘 시절인 1950년대로 거슬러 올라가고, 3편에서는 더 옛날인 서부 개척 시대로 간다. 그리고 2편에서는 주인공의 아들이 사는 미래로 이동한다.

2편을 가장 재미있다고 생각하는 이유는 영화에서 미래 세계를 정교하게 그려냈기 때문이다. 하늘을 나는 자동차, 특이한 복장의 미래인, 영화의 입체 AR 광고 등 이야기 자체와는 직접적인 관련이 없는 세세한 묘사가 대단히 훌륭하다.

예를 들어 주인공이 미래 세계에서 자기 아들 행세를 하기 위해 특수한 재킷을 입고 가는 장면이 있다. 얼핏 보기에는 너무 커서 헐렁헐렁한데 입으면 크기가 자동으로 조절된다. 참으로 편리한 미래의 복장이다. 미래의 신발 역시 자동으로