마나와 양자역학과 양자장론, 그리고 설정에 대한 보고.

 안녕하세요. 블랙리스트 쓰고 있다지만 근래 통 연재를 하지 않은 P,smith입니다. (사죄의 꾸벅)

 이번에 글을 올리게 된 계기는 설정에 관한 겁니다.

(연구록을 말하는 겁니다. 홍보 아닙니다. 다시 한 번 말하지만 ‘그’ 연구록입니다.)

 첫 주제는 마법력-이론이었지요.

(제차 말하지만 홍보 아닙니다. 어찌되었던 ‘그’ 연구록입니다.)

 시작은 즉흥적이지만 기존에 판단했던 자료들을 토대로 집필했었습니다.

 하지만 좀더 상세한 문서를 만들 필요가 있더군요.

 그래서 현재 고심하고 있답니다.

 마나의 -에너지 총량, 파장수치, 질량- 등의 수식을 어떻게 작성해야 할지 말입니다.

 학술적 탐구에 의거한 저의 예측은 다음과 같습니다.

예측 1. 마나는 물질과 광자 상태의 모든 아원자입자를 투과하는 관측 불가능한 에너지(파동)인 동시에 입자이다.(파동-입자 이중성:양자역학에서 모든 물질이 파동과 입자의 성질을 동시에 지니는 성질.)

예측 2. ‘예측 1.’의 검증은 마나가 물질임을 증명한다.

예측 3. 앞의 두 예측이 사실이라면 마나를 통한 ‘이중 슬릿 실험, 광전 효과’를 검증할 수 있다.

 이는 마나가 정확히 어떤 형태로 존재하고 어떤 에너지 상태에 놓여있는지에 대한 질문에서 시작했습니다. 그리고, 그 배경을 현실에 동기화 하였습니다.

 모두가 아는 사실이지만 현실에서 마나라고 하는 그 어떤 물질도, 현상도 육안으로, 관측할 수도 검증할 수도 없습니다. 존재하기 않기 때문이에요.

 그렇기 때문에 첫번째의 가설은 마나를 모든 물질과 빛을 구성하는 아원자입자(원자를 이루는 기본입자)를 투과하여 실세에 무영향을 끼치며 존재가 검증되지 않은 파동, 혹 동시에 입자라 예측하고 있습니다. 그렇지 않다면 자연과학이 증명하는 열역학적 현상을 일으킬 가장 현실적인 방향성을 잃을 것이라 생각했기 때문이죠.

-참고로 파동-입자 이중성은 역사적으로 빛이 과연 입자인지, 아니면 파동인지에 대한 논란으로부터 비롯되었습니다. 하지만 이후 ‘이중 슬릿 실험’을 통해 두 성질 모두 존재한다는 것이 검증되었고, 이후 이중 슬릿 실험에 빛이 아닌 전자(물질)를 사용하여 실험 함으로써 모든 물질 또한 같은 성질을 간직하고 있음을 발견해냈습니다. 그 증거 중 하나가 알베르트 아인슈타인이 제시한 ‘광전 효과’이죠.(증거로 제시된 것은 아닙니다. 아인슈타인의 독자적인 연구 또한 엄밀히는 아닌 듯 하고요.)

-광전 효과는 물질에 특정 강한 세기의 파장을 갖는 빛을 쪼이면 그 즉시 빛의 에너지량과 동일한 에너지의 전자(갯수 무관)가 방출되는 현상입니다.

***

 하지만 이것만을 본다면 마나는 광자와 유사하다는 생각을 떨치기 어렵습니다. 심지어 광자는 물질적으로 검증되지 않은 입자입니다. 정확히는 [에너지화], 혹 [파동화]한 입자라 볼 수 밖에 없고, 또한 특정 원소라고 말할 수는 더더욱 없기 때문이지요.

 그렇기 때문에 이를 해결할 수 있는 이론이 필요했습니다.

 양자장론(양자마당이론)이 바로 그 것입니다.

-양자장론은 자기장의 그 장을 기술하는 이론입니다. 육안으로 관측하자면 자석과 철가루 실험을 대표적으로 들 수 있답니다. 이 이론은 약자역학과 특수 상대성 이론을 결합하려는 시도에서 이루어진 이론으로 다입자적인 해석을 요구하는 학문입니다. 이차 양자화라는 개념을 도입한 학문이기도 하죠.

-장=마당=필드라고 불리는 물리학 용어는 공간상의 각 지점마다 다른 값을 갖는 물리량을 일컫는 용어입니다. 이 장의 개념에는 중력도 포함되어 있는데요. 뉴턴의 고전역학의 중력이 아인슈타인의 특수 상대성 이론에서 오류를 갖는다는 점에서 새로 만들어진 일반 상대성 이론의 [중력장]이 그것입니다. 중력이 강하면 공간이 일그러진다는 그것이죠.(정확히 말하자면 광학적으로 굴절된다는 표현이 맞습니다. 하지만 중력장의 주변은 정말 일그러지겠죠. 가장 대표적으로 블랙홀의 중력장을 예로 들 수 있습니다. 실제로 공간이 굴절된 모습을 관측할 수 있답니다.-참고로 중력장은 여기선 관련 없습니다.)

 이 양자장론이 핑요해진 이유는 플라스마와 깊은 연관이 있기 때문입니다. 장=마당=필드의 개념보단 좀더 심화된 부분에서 말이지요.

 가장 핵심적인 부분만 서술하자면 플라스마는 디바이 차폐를 만족하는 이온화된 기체를 말합니다. 디바이 차폐는 양성자의 막에 의해 이온화 기체가 차폐되어있는 상태를 말하는데, 이 현상에 의해 밀도가 유체와 기체의 중간상태인 플라스마가 성립됩니다.

 하지만 가장 정확한 정의는 디바이 차폐를 만족하는 이온화 기체로 물질로 관측되는 운동체라고도 볼 수 있습니다.

 플라스마와 양자장론의 연관성은 전자기장에 있습니다. 외부의 전자기장에 영향을 받기도 하지만 내부 입자의 집단운동에 의한 국소적인 전자기장이 포함되어있기 때문이죠. 이를 통해 플라스마를 준중성(Quasi neutrality)의 기체라고 합니다. 

 이 때문에 플라스마는 장력이 있지만 없는 듯한 애매한 현상으로 남습니다. 밀도가 어중간한 것이지요. 그 현상은 연소과 동일합니다. 불도 플라스마 상태의 일종이기 때문이지요. 이는 내부에 존재하는 양성자와 전자의(검열삭제)때문인데 (검역삭제)하기 때문에 (검열삭제) 되는 것입니다.

(중요한 게 빠졌지만 너무 길어질 것 같아서 뺍니다. 행복하시죠?)

 이는 마나가 광자가 아닌 거대한 파동 형태의 플라스마로써 공간과 시간의 제약에서 벗어나 상시 풍족한 자원으로 설정하기 위해 첨가한 일종의 장치입니다.

 여기서 정의하는 마나를 이용한 [마법]이란 소수에 의한 [마나]의 [발현]이기 때문이지요.

 그렇다면 우선적으로 설명해야할 [마법]이란 부분이 있겠군요..(Am...)

 ...다음에 뵙겠습니다.(꾸벅)

***

To be continue...

 

 

[P.smith]

양자장론을 보고 자장면을 생각하신 분은 손

[[탈퇴계정]]

소, 손...치욕스럽다...

[orMyo]

호오... 이건 꽤나 참고가 되는걸요

[orMyo]

그런데 이런 종류의 이야기를 나누다보면 꼭 부딪치는 게 있습니다. 도대체 무슨 방법으로 그걸 자유자재로 주무르는가. 에너지의 정체를 밝혀본들 사용법이 밝혀지지 않는다는 것...

[P.smith]

그래서 저는 자유자재로 주무를 수 있다는 개념을 버렸습니다.

[[탈퇴계정]]

아참 가설 1을 보고 생각한 것이 있습니다. 그건 바로 마나가 타키온이라는 것. 그리고 타키온이 스스로 몸을 에너지로 변환한다면 마법이 가능할지도 모르겠군요.

또 저는 그 검열삭제가 뭔지 궁금하지 말입니다.
이상 찬체물리학 독학(?) 중인 잉간의 말 이었습니다.

[P.smith]

문제는 타키온이라면 인공적으로 추출할 방법이 전혀 없습니다.

허수의 질량을 갖고 있으며 무한이 빠르고, 모든 아원자입자를 통과합니다. 전자는 파동의 성질을 갖으며 광속의 에너지 밀도를 갖고 있으나 이또한 초광속이라면 무용지물입니다.
만약 전자와 충돌한다면 물질은 반드시 광전자를 방출해야하므로 만약 타키온 이 존재한다면 빛을 차단한 상태에서의 진공 공간에서 그 어떤 물질이라도 광전자로 해석되는 전자를 방출해야 합니다.(방출된 전자 또한 동일한 에너지를 같는다는 점은 불변하므로 관측되지 않을 수 밖에 없기는 합니다만..)

그리고 가장 큰 허점은 타키온이 과연 어디서 어떻게 발생하며 어디에 존재하는지 관측 할 수도 추측할 수도 없다는 것이지요. 만약 타키온-마나라면 마법이 발동된 장소에는 타키온이 존재한다는 것이고, 타키온이 정확히 어떤 경로에서 왔는지도 측정할 수 있게 됩니다. (마법이 발동되는 범위를 통해.)
그러나 과연 타키온이 마나라는 사실을 사전에 발견할 수 있을지에 대하여서는 불가능에 가깝다고 말하고 싶습니다.
4000년내외의 역사를 자랑하는 주술, 등의 마법은 실존한다고 가정하고 마나는 타키온이라고 가정한다면 과학적으로는 증명할 수 없는 타키온을 마법에선 마나로써 사용하고 있다는 의미가 됩니다. 그리고 타키온을 가설로만 받아들인다면 허수 불변의 질량을 소유한 타키온은 질량이 없는 것과 같습니다. 어떻게 보면 [벌거벗은 임금님의 마법의 옷]같은 것이지요.
그렇게 된다면 마나=타키온은 설정 자체가 무의미해진다고 생각하게 되는 듯 합니다.

그리고 검열삭제는 본 연제란에 나오는 부분이라 스포여서 어쩔 수 없는 걸랑요.
이상 양자물리학 훑어본 잉간의 말이었습니다.

[[탈퇴계정]]

으음...마나를 소립자, 혹은 소립자 이하의, 그러니까 소립자를 구성하는 물질로 두면 어떨까요? 진공 상태에서는 쓸 수 없겠지만...마나를 이용한 창조와 마법의 구현에 개연성을 넣어줄 수 있지 않을까요?

[P.smith]

아원자입자가 바로 그 소립자랍니다.
진공상태에선 다른 열역학 에너지로 변환하거나 영향을 줄 수 없는 것도 이론적으로는 사실이랍니다.ㅎㅎ

[P.smith]

그리고 창조란 정의할 수 없는 구역이랍니다. 에너지 보존의 법칙에 따르는지에 대해서도 불문율로 알려지지도 연구하지도 않고 있고(표면상으로는..), 무에서 유를 창조하는 것은 애초에 신도 불가능 하답니다. (진공상태는 에너지 원이 0이라고 볼 수 있지만 상대론적인 역학에 의해서는 허수의 에너지로 볼 수 있답니다. 진공의 밀폐된 공간에 물질이 들어차려고 하는 성질에서 착안된 것이지요.)

[[탈퇴계정]]

소립자를 재배열시켜 하나하나 조립시킨다는 생각으로 마법을 구현하면 어떨까요. 소립자에서 분자, 원자, 그리고 그것들을 수천경개까지...제가 말한 창조의 의미는 창조신의 권능이 아니라, 보이지 않는 코딱지만한 유에서 주먹만한, 보이는 유로 만드는 것이었습니다.

[P.smith]

그건... 너무나 어려운 방법이라 생각됩니다.
과연 획기적이고 간단한 방식입니다만 직선적인 방법인 동시에 양자역학과 입자물리학의 규칙에 어긋난답니다.
하나의 아원자입자, 혹 다수의 아원자 입자는 쿼크, 혹 W 보손, Z보손 등의 게이지 보손의 파동 주기와 에너지량이 각각 동일하며 불변의 질량을 같는 다는 점, 모든 원소를 구성하는 기본 입자라는 점에서 일종의 현자릐 돌 취급을 받기도 합니다만, 가장 문제점은 원소를 이루는 분자의 전자 파동 주기, 에너지량, 중성자의 함량 등을 정화가게 맟출 가능성이 희박하다는 점입니다.
총알의 500배에 달하는 속도로 운동하는 운석에 탐사선을 쏘아 무사히 귀환시킬 수 있는 우주 기술은 눈에 띌 정도로 발전한 상태입니다만, 입자물리학, 양자역학, 양자장학 등의 학문은 아직까지 이론으로 남아있거나 수식으로만 전해지는 부분이 많습니다.
만약 마법으로 아원자입자의 응집, 전자적인 배열이 가능하다면 그것은 이미 현 과학의 지식을 뛰어넘는 기술을 보유한 것과 마찬가지랍니다.

제가 보존하고 있는 생각이 있다면 그것은 (검열삭제)이랍니다. 심도깊은 댓글에 감사드립니다. ㅎㅎㅎㅎㅎㅎㅎ

[아칵]

읽어봤습니다. 근데 이게 무슨 의미가 있는지 모르겠네요. 애초에 마나란 물질이 존재한다는 전제에서 그 근거가 없어요.

[아칵]

물론 그냥 이러이러하다고 설정한다면야

[아칵]

마구 댓글을 달려다가 판타지는 판타지로, 현실은 현실에서란 생각에 이르러, 그냥 아 그렇구나 하고 넘어가게 됩니다.

[베어문도넛]

그냥 꿈을 현실의 영역으로 끌어온다는 것만으로 저는 두근두근 가슴이 설레네요
저는 그것만으로도 의미가 있다고 봅니다

[P.smith]

그 근거는 신화적인 의미에서 적용됩니다.

사실상 모든 과학적 이론은 신화적인 형태와 존재를 합당하게 설명하기 위해 고안된 하나의 아이디어라고 볼 수 있죠.

여기서 그 근거는 마법과 주술적인 문화가 존재하고 그 능력이 형이상학적으로 존재한다는 믿음에서 비롯됩니다.
이는 지구가 비소로 둥글다는 사실을 생각하고, 연구하고, 발견하기까지 꽤 오랜 세월이 흘러야 했던 것과 유사합니다. 즉, 존재할 것이라는 고정관념이 심화된 것이라 할 수 있죠.
그렇다면 이 예측과 검증을 통한 실험에서 그 결과는 [마나가 없음을 지지]해야 할 것입니다.

하지만 소설의 설정은 그렇지 않죠. 필요하다면 [마나의 존재를 지지]할 만한 결과를 유추해야 합니다. 그렇지 않으면 합당한 세계관을 설정할 수 없어요.

그 필요성을 알리기 위해 전 극단적인 예의 심화된 설정을 보여주는 것이랍니다.

[아칵]

무슨 말인지를 모르겠습니다. 과학 이론은 신화를 합당하게 설명하기 위한 아이디어? 사실 마법과 점, 주술은 미신일 뿐이다라는 걸 밝히는 걸 말하는 건가요?
그리고 갑자기 지구가 둥글고, 연구하고, 발견으로 넘어가면서 존재할 것이란 고정관념은 또 무슨 말인지...

제가 얘기하고 싶었던 말은 마나가 실제로 없는데 이런걸 머하로 하냐란 말보단 이 사고의 검증단계에서 의문점이 있어서 입니다.

마나란 관찰된 적도 어떠한 현상도 일어난 적이 없다. 그렇다면 마나란 현실의 모든 물질과 상호작용이 일어나지 않는 물질혹은 파동이 아닐까?
여기서 갑자기 예측2에서 마나가 물질임을 증명한다입니다. 그렇다면 예측1에선 마나를 파동이라고 간주했고 물질의 이중성에 의해 마나는 입자로도 존재할 것이다고 예측한 것인가요?
만약 제 생각이 맞다면 일단 오류라고 생각합니다. 파동성을 띤다고 그것이 곧 물질이라고 할 순 없습니다. 파동에도 종류가 여러가지가 있기때문입니다.
거기다 애초에 관찰되지 않는다는데 그 파동성을 어떻게 파악할 것인지도 의문입니다. 또한 어떠한 현상도 일어나지 않기에 이중슬릿, 광전효과 실험또한 불가능합니다.
차라리 마나가 존재하는 현실을 설정하시는 것이 더 좋을 듯 합니다.

[P.smith]

아아, 그 부분이었군요.

사실 이 예측을 갖는 이례, 제 설정속의 세계에는 먼저 [어찌되었건 마법이 사용되는 사례는 무수히 많다.]라는 설정이 내재되어있습니다. 즉, 모든 판타지를 통틀어 기존에 사용되어진 마법은 고스란히 존재하는 세계이며 여기서 서술하는 것은
[마법이 발동하면 지정 위치에서 미리 설계된 현상이 일어난다. 하지만 그 에너지를 충족할 원료가 관측되지 않는 상태에서 발동했으므로 마나는 관측되지 않는 에너지원이라는 추측이 가능하다. 그렇다면 마나는 어떠한 구조로 존재하는 것일까?]
입니다.

제가 언급한 신화라는 것은 [미신]이 아닌 [학문적으로 정리되지도 검증되지도 않았지만 우리가 보편적으로 믿고 있는 것]입니다.

지구를 언급한 이유는 그 때문입니다.
본래 지구는 [평평하다]라는 생각이 뿌리깊게 있었죠.
몇몇 학자들이 이를 심화하여 확립시키기 위해 연구했습니다.
하지만 그 결과는 지구가 [평평하다]라는 사실을 부정했습니다.
오히려 지구는 [어찌됬건 둥글다]라는 결과를 가져왔으니까요.
/그리고 이 소동은 교황청이 잠재웠다./
(대부분 사람들이 갈릴레이가 지구가 둥글다는 사실을 발견했다고 생각하지만 그 이전에도 있었고 더더 이전에도 있었습니다. 특히 고대 인도는 기하학에 능통해 태양의 거리등을 측정하기도 했습니다.-태양이었던지는 기억이 잘..)

그러니 제가 심화한 과정은 이렇습니다.

본래 학자들은, 혹은 마법사들은 마법에 필요한 마나가 있음을 직접 마법을 발동함으로서 입증했습니다.
그래서 마법사들은 그냥 마나를 마법에 사용하고 있었습니다.
그러던 중 20세기에 들어서면서 에테르, 타키온 등의 관측되지 않은 입자, 파동을 찾아내려는 시도가 활발해지는 시기가 있었고, 과학자들은 기존에 사용되었지만 관측은 되지 않은 정체불명의 [에너지원] 마나에 눈독을 기울이게 됩니다.
거기서 한 학자가 "마나는 미시 세계에 속하는 동시에 일반적인 상태에선 아무런 영향도 끼치지 않는 에테르가 아닐까?"하고 질문같은 제시를 하게 됩니다.
마나도 [하나의 입자, 혹은 파동]일 것이다라는 것이지요.
이후 [모든 물질과 빛은 파동과 입자의 성질을 같는다]라는 사실이 검증되었으므로 [마나도 그럴 것이다]라고 생각하게 됩니다.
시간이 더 흘러 학자들은 만약 이 생각, 추측을 검증할 방법이 제시되고 또한 가능해 졌을 때, 이 예측을 지지하는 결과가 나온다면 [마나는 물질이라 정의할 수 있을 것이다]라는 생각에 이릅니다.
그리고 (검열삭제)해서 (검열삭제)하게 되었습니다.
결국 학자들은 마나를 (검열삭제)할 수 있게 되어서 (검열삭제)했죠.

라는 이야기랍니다.