엔트로피, 테드창의 '숨'을 읽고

 

공학은 본디 아름다운 학문이다. "대충 그쪽으로 날아가 봐, 그러다 보면 달에 도착하게 될 거야." 이런 식으로 해서 우주선을 달에 보낼 수는 없다. 방향과 거리를 섬세하게 나누고 계산하여 우주선을 쏘아 올려야 목적지에 제대로 도달할 수 있다. 너무나도 정교한 나머지 우리는 달에 사람을 보내고, 대서양을 가로지르고, 원자로에서 증기를 끓여 전기를 가정으로 보낸다.

 

아폴로 11호의 달 착륙

 

너무 멀지도 가깝지도 않은 거리에서

아름다움을 향유하기 위해서는 거리가 필요하다. 깎아지른 벼랑도 그 바로 앞에 서 있을 때나 무섭지, 멀리서 바라보면 오히려 아름답게 보인다. 풍랑 한가운데 있는 선원들은 공포에 사로잡힐지 모르지만, 멀리서 그 광경을 바라보는 이는 아름다움을 느낄 수도 있다. 그래서 회화사의 걸작 중에는 꽃다발을 가까이에서 묘사한 정물화만 있는 것이 아니라 멀리서 난파선이나 전함을 그린 그림도 있다. 하지만 심미적 거리를 유지한답시고 대상으로부터 한껏 멀어져 버리기만 한다면, 그 대상은 작아져 버린 나머지 아예 시야에서 사라져버리게 된다.

 

영국 해군의 옛 전함이 증기선에 격파되는 장면을 그린 윌리텀 터너의 정묘화 'The Fighting Temeraire'

 

명료함과 흐릿함

아름다움을 감상하기 위해서 너무 멀지도, 동시에 너무 가깝지도 않은 거리가 필요한 것처럼, 또 하나 중요한 것은 바로 단어의 해상도이다. 우리가 수학을 사랑하는 이유는 그 명료성에 있다. "대충 그쪽으로 날아가 봐, 그러다 보면 달에 도착하게 될 거야." 이런 식으로 해서 우주선을 달에 보낼 수는 없다. 방향과 거리를 섬세하게 나누고 계산하여 우주선을 쏘아 올려야 목적지에 제대로 도달할 수 있다. 하지만, 우리가 그곳에서 멀어지는 이유도 그 명료함에 있다. 모자이크 처리된 흐릿한 사진도 싫지만, 피부의 모공 하나하나까지 적나라하게 드러나는 고화질의 카메라도 역시 부담스러운 것처럼.

 

이런 분들께 추천합니다!

학창 시절 너무도 가까운 거리에서 교과서를 달달 외우느라 '역학'에 녹아든 아름다움에서 멀어진 이들에게, 그리고 너무도 명료한 공식의 적나라함으로 인하여 배운 것들을 흐리게 기억하고 있는 많은 이들에게 읽혔으면 소망해본다. 더 나아가서는 이미 다년 간 전기회사에 몸 담으며, 전 세계 에너지 수급에 대한 고민을 해 나가고 있는 HD현대일렉트릭 선배님, 후배님께 추천하고 싶다.

 

** '열역학 제 1&2 법칙' 의 위키피디아 일부와 소설 일부를 발췌하여 옮겨놓았다.

 

'엔트로피'를 명명한 독일의 물리학자 루돌프 클라우지우스

 

<<1.  Reference 위키피디아 >>

  열역학 제 1법칙: dU = Q - W (에너지 보존법칙)

  열역학 제 2법칙: dS = dQ/T (엔트로피 법칙)

 

엔트로피는 계의 자유 에너지를 결정짓는 요소 가운데 하나이다. 온도는 평형 상태에 있는 계에서만 정의되는 값이므로, 이와 같은 엔트로피의 열역학적인 정의는 오직 평형 상태에 있는 계에서만 성립한다. 반면 통계역학적인 엔트로피의 정의는 모든 계에 적용된다. 따라서 엔트로피의 보다 근본적인 정의로는 통계역학적인 정의를 꼽을 수 있다. 엔트로피의 증가는 흔히 분자들의 무질서도의 증가로 정의되어 왔으며, 최근 들어 엔트로피는 에너지의 '분산'으로 해석되고 있다.

 

<<2. Reference＂숨＂ - 테드 창 >>

“우주에 존재하는 공기의 총량은 일정하다. 따라서 우리가 살아가는 데 필요한 것이 공기뿐이라면 우리는 결코 죽지 않을 것이다. 그러나 생명의 실제 원천은 기압 차이이다. 공기의 밀도가 높은 공간에서 낮은 공간으로 흐르는 현상 말이다. (중략...) 우주 어디를 가도 압력이 똑같다면 공기는 움직이지 않을 것이고 그 무엇도 만들어내지 못할 것이다. 언젠가는 우리도 움직이지 않는 공기에 둘러싸여 공기에서 아무런 혜택도 이끌어내지 못할 것이다.“

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“우리는 실제로는 공기를 소모하고 있는 것이 아니다. 내가 매일 새로운 허파 한 쌍으로부터 끌어내는 공기의 양은 내 팔다리 관절과 내 외피의 이음매를 통해 새어나가는 공기의 양과 정확하게 일치한다. 내 주위의 대기에 내가 더하는 공기의 양과 정확하게 일치한다는 뜻이다. 나는 다만, 고압의 공기를 저압의 공기로 바꾸고 있는 것에 지나지 않는다. 몸을 움직일 때마다 나는 이 우주의 압력 평형화에 기여하고 있다.”

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“우리의 우주는 열린 우물이 아니라 봉인된 방이었던 것이다. 그리고 공기는  그 방 안에 점진적으로 축적된다. 지하 저장고의 공기와 동일한 기압이 될 때까지.“

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“그런 다음, 우리의 우주는 절대적 평형 상태에 도달할 것이다. 모든 생명과 사고는 정지하고, 이것들과 함께 시간도 멈추게 될 것이다.“

 

- 인용한 책

[숨(EXHALAITON)] - 테드 창

[아침에는 죽음을 생각하는 것이 좋다.] - 김영민

[공부란 무엇인가?] - 김영민

 

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