에너지의 이해

에너지의 이해

구조론연구소  김동렬  2021. 12. 13

 

 

유튜브 강의에서 다룰 내용입니다.

 

    볼츠만이 죽은 이유는 연속이냐 불연속이냐 하는 근본적인 관점의 차이를 극복할 수 없었기 때문이다. 19세기만 해도 과학자들은 우주 안의 모든 존재를 연속으로 보았다. 근래에 밝혀진 소립자, 원자, 분자는 불연속체다. 파동은 연속체고 입자는 불연속체다. 볼츠만은 열역학을 확률로 설명했고 확률은 불연속체다.

 

    동전은 앞면 아니면 뒷면이다. 주사위는 눈이 여섯 개다. 동전이든 주사위든 확률은 유한한 갯수로 존재하므로 불연속이다. 그런데 틀렸다. 구조론으로 보면 닫힌계를 이루고 압이 걸려 있는 유체는 연속체다. 어떤 하나의 존재는 불연속인데 둘 이상이 계를 이루고 힘이 작용하면 연속이다. 톱니가 맞물려 돌아가면 연속이다. 대칭을 이루고 토대를 공유하면 연속이다.

 

    연속의 세계관에 갇혀서 볼츠만을 공격한 마흐도 틀렸고, 불연속의 세계관에 갇혀서 에너지를 확률로 해석한 볼츠만도 틀렸다. 사건이 격발되면 닫힌계를 형성하고 입자의 불연속은 힘의 연속으로 바뀐다. 열, 중력, 전자기력, 압력, 관성력, 탄성을 가진 물체의 복원력은 유체다. 강체도 힘이 걸리면 유체다. 힘은 연속체다.

 

    물질의 연속체 - 자연에 없는 상상 속의 존재

 

    물질의 불연속체 - 분자, 원자, 소립자, 강체 - 볼츠만의 확률적 해석

 

    힘의 연속체 - 중력, 파동, 전자기력, 관성력, 탄성, 압력, 열 등 닫힌계에 가두어져 유체의 성질을 획득한 상태

 

    세 가지 상태가 있다. 물질의 연속, 물질의 불연속, 힘의 연속이다. 마흐는 물질을 연속상태로 보고 볼츠만을 비난했다. 그때만 해도 소립자와 원자와 분자의 존재가 알려지기 전이라서 볼츠만은 반박하지 못하고 죽었다. 불츠만은 물질을 불연속체로 보고 확률적 해석을 제안했다. 이는 경험적 직관과 맞지 않아서 사람을 당황하게 만든다. 그런데 사건은 닫힌계에 가두어져 압이 걸린 상태에서 유체의 형태로 일어난다. 압이 걸리면 힘의 연속체다. 파동이 대표적인 연속체다.

 

 

    에너지의 이해

 

    사람들은 말을 대충 한다. 긍정과 부정, 진행과 방향전환, 좌우의 대칭은 다른데 구분하지 않는다. 유는 있어도 무는 없다. 유는 존재가 있고 무는 그 존재가 없다. 좌우는 있다. 왼쪽도 있고 오른쪽도 있다. 엔트로피의 문제는 없는 무를 있다고 생각하는데 따른 언어적 혼선이다. 북극의 북쪽은 어디냐고 묻는 것과 같다. 인간들이 언어를 대충 쓰기 때문에 헷갈리는 것이다. 반대말 찾기 숙제를 해도 그렇다. 남편과 아내는 반대다. 엄마는 아빠의 반대인가? 이건 다른 거다.

 

    엄밀히 따진다면 온기는 있어도 냉기는 없다. 우리는 온기가 빠져나가는 것을 냉기가 들어오는 것으로 착각한다. 여기서 온기와 냉기는 뜨거운 공기와 찬 공기가 아니라 뜨거운 기운과 찬 기운이다. 빛도 있고 어둠도 있다고 믿는다면 착각이다. 광자는 있어도 암자는 없다. 어둠은 빛의 부재다. 길이는 있어도 짧이는 없다. 무게는 있어도 가볍게는 없다. 크기는 있어도 작기는 없다. 냉은 온의 방향전환이다. 우주 안에 마이너스만 있고 플러스는 없다. 플러스는 마이너스의 방향전환이다.

 

    물이 끓는다면 보일러의 에너지가 물로 이동한 것이다. 날씨가 따뜻해진다면 햇볕이 지구로 이동한 것이다. 열은 언제나 어디서 전해온다. 원자력은 원자에서 나오고, 지열은 지구에서 나오고, 나머지는 대부분 태양에서 온다. 화석에너지는 고대의 태양에서 온 것이다. 인간의 체온은 밥에서 온 것이고 밥은 역시 한 다리 건너 태양에서 온다.

 

    에너지는 압력차에 따라 고온>저온, 고압>저압, 강>약의 한 방향으로 간다. 그 역은 없다. 에너지가 이동하면 균일해지며 균일해지면 이동하지 않는다. 중력, 전자기력, 열, 관성력, 마찰력, 탄성의 복원력도 마찬가지로 압력의 일종이다. 약에서 강으로 가지 않는 이유는 약이 강에 지기 때문이다. 이긴다는 것은 강과 약을 합쳐서 만들어진 중의 위치가 어디냐다. 태양과 지구가 합쳐진 중력의 중심은 태양 속에 있다. 몸은 팔을 움직일 수 있지만 팔은 몸을 움직일 수 없다.