에너지는 이중체

기술을 배우다가 보니까 열역학을 접하게 되어 에너지에 관심이 가게 되었다. 에너지는 일을 할 수 있는 능력이라고 물리학적으로 정의되어 있다. 하지만 에너지의 본질에 대해선 아직 정의내리지 못하고 있다. 심지어 에너지가 어디서부터 기원했는지 알 수 없다고 한다. 왜 그럴까? 주위를 둘러보면 모든 것이 다 에너지인데 왜 에너지의 기원과 그 본질에 대해선 아는 바가 없을까?

 

우선 에너지는 보이지 않는다. 우리는 에너지가 일한 결과만 관측해서 알 수 있지 에너지 자체는 볼 수 없다. 이는 에너지가 보이지 않지만 실체라는 말이다. 이렇게 에너지는 보이지 않지만 물리적 능력을 가지고 있어 일을 했을 때 나타난 결과로 그 존재성을 확인할 수 있을 뿐이다. 열역학 제1,2법칙도 이런 에너지가 일한 결과를 놓고 밝혀낸 과학적 원리들이다.

 

열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙으로 에너지는 형태가 변할 뿐이지 그 총량은 변하지 않는다는 말이다. 종이가 불에 타고 나면 없어지는 것 같지만 종이가 가지고 있던 에너지는 연기와 재로 형태가 변했을 뿐이지 그 총량은 같다는 뜻이다. 그리고 열역학 제2법칙은 엔트로피 증가의 법칙으로 에너지는 질서에서 무질서로 변화하지 인위적으로 힘을 가하지 않는 한 무질서에서 질서로 변화하지 않는다는 말이다. 이는 에너지는 고온에서 저온으로 이동하지 저절로 저온에서 고온으로 이동하는 법은 없다는 뜻이기도 하다.

 

에너지에 관한 이런 법칙들은 에너지가 활동한 결과를 놓고 1차 원인을 밝혀 정리해 놓은 것이다. 하지만 에너지 자체 또는 에너지의 기원에 대해 알 수 있는 건 아니다. 그렇다면 에너지란 무엇일까? 우리는 여기서 에너지의 어원을 살펴볼 필요가 있다.

 

영어 energy는 그리스어로 활동, 운동을 뜻하는 Ενέργεια(에네르게이아)에서 비롯되었는데 Ενέργεια는 안(in)을 뜻하는 Εν(엔)와 일(work)을 뜻하는 ἔργον(에르곤)의 합성어이다. (나무위키 ‘에너지’ 항목 중 인용) 다시 말해 Ενέργεια, 즉 에너지는 일(ἔργον) 안(Εν)에 있는 그 무엇이다. 이는 물리학에서 정의하는 일을 할 수 있는 능력이라는 말과 일맥상통하면서도 에너지가 일이라는 현상의 원인으로서 일 속에 내재한다고 알려준다. 그렇다면 여기서 우리는 에너지의 본질을 생각해야한다.

 

‘일 안에’라는 그리스어 어원에서 알 수 있듯이 에너지는 하나의 구성요소로 된 단일체가 아니라 이중체이다. 에너지는 가시적 결과를 통해 그 존재를 알 수 있지만 비가시적인 원인은 알 수 없는 이중체이다. 에너지가 이중체라는 말은 단순히 에너지에만 국한되는 말이 아니다. 현대과학은 빛이 파동이면서 동시에 입자인 이중체라는 사실을 밝혀냈다. 그런데 성경(요일1:5)은 하나님이 빛이라고 말한다. 하나님이 우리가 물질세계에서 경험하는 빛과 같다면 그 빛이 파동이면서 동시에 입자인 이중체이듯이 하나님도 초월이면서 동시에 내재하는 이중체라는 사실을 알 수 있다. 즉 에너지가 보이지 않는 근원적 힘이 가시적 결과로 나타나 관측되는 이중체인 것처럼 빛이 파동이면서 동시에 입자인 이중체이고, 하나님도 초월이면서 내재하는 이중체이다.

 

그렇다면 이 에너지가 어디서 생겨난 것일까? 입자가속기가 물질의 기원을 찾고 있는 과학 시대에 에너지가 어디서부터 생겨났는지도 모르는 게 현실이다. 그렇다면 에너지가 어디서 어떻게 생겨났는지 우리는 영원히 알 수 없는 것일까? 과학자들은 에너지가 빅뱅으로부터 생겨나지 않았을까 하는 추측을 해보지만 그 빅뱅을 가능케 한 에너지는 어디서 나왔는지 따져보면 역시 오리무중이다. 그러므로 에너지의 기원을 찾으려면 그 원인을 따지고 올라가고 올라가 더 이상 원인이 없는 데까지 가야한다. 그것을 우리는 제일원인(第一原因)이라 하는데, 모든 것의 원인이 되는 제일원인은 바로 스스로 존재하는 하나님밖에 없다. 그러니까 스스로 존재하는 제일원인, 또 창조주이자 전능자인 유일신으로부터가 아니면 지금 전 우주의 질서와 운행을 가능케 하는 에너지는 발생할 수가 없다.

 

생각해보라. 대체 지구가 어떻게 24시간마다 자전을 할 수 있으며, 어떻게 365일마다 태양 주위를 변함없이 공전하고 있는가? 그 에너지는 어디서 나오는가? 태양계, 은하계, 전 우주의 질서는 어디서 기원하는가? 그 에너지의 기원이 스스로 존재하는 전지전능하신 유일신이 아니라면 대체 무엇으로 설명할 수 있는가? 즉 하나님은 에너지가 무한대이기 때문에 지금도 지구를, 태양계를, 우리 은하계를, 아니 전 우주를 질서 있게 운행하고 계신다.

 

잠언에서는 이런 말을 한다. “여호와를 경외하는 것이 지식의 근본이다(잠1:7)” 여호와를 경외하는 것이 지혜의 근본이라는 말은 이해가 가도 여호와를 경외하는 것이 지식의 근본이라는 말은 언뜻 납득하기가 어렵다. 세상에는 하나님과 상관없는 지식이 도처에 깔려있기 때문이다. 하지만 하나님을 전제로 하지 않는 어떤 지식도 완전할 수가 없다. 온 우주만물에 충만한 에너지의 기원과 그 본질을 알 수 없다는 건 우리가 하나님을 두려워하지 않고는 아무 것도 제대로 알 수 없다는 사실을 보여준다. 우리가 온유하고 겸손해져서 하나님의 존재성을 실제로 믿는다면 에너지의 기원과 그 본질에 좀 더 정확하고 분명하게 접근할 수 있을 것이다.