저자는 매우 흥미로운 방법으로 시간론을 풀어나가려 하고 있다. 바로 유카와 박사를 비롯한 학생대원들과 고양이 에르빈으로 구성된 시간탐험대가 영화 ＜사랑의 블랙홀＞이나 ＜이프 온리＞처럼 시간이 반복되는 시공간에서 탈출을 위해 시간의 본질에 대해 고민하게 된다는 스토리텔링을 채택한 것이다. 스토리텔링에 꽤 재능이 있으신 저자가 고양이 이름을 왜 물리학자 에르빈의 이름에서 가져왔는지 이들의 마지막 탈출장면에서 분명하게 알 수 있을 것이다

저자가 제시하는 시간론은 주로 물리학자들의 가설과 논증이 대부분이다. 물론 마야와 고대 이집트의 달력이야기들이 제시되긴 하지만 현대까지의 대표적 시간론을 제시하다 보니 주로 수학과 물리학에서의 가설이 주를 이룬다. 미처 공부하지 못했던 우주와 시간이라는 흥미로운 소재에 대한 경험만으로도 가치가 있다. 시간론이라고 해서 선형적으로 흐르는 1차원적(이어서 볼 수 없을 수도 있는) 시간에 대한 이야기만 있는 것은 아니다. 시간의 존재를 시각적으로 인지하게 하는 공간과의 이야기, 시공간으로 이루어진 차원과 그 뒤틀림의 가능성까지 우리가 지금까지 비현실적으로 인지해왔던 영화 속의 시공간을 시간연구자가 되어 볼 기회를 준다.

저자가 제시하는 시간론이라는 나무에 가지를 뻗기 위해 여러 책을 뒤적여야 했지만 우리가 그저 판타지라고 생각하던 미디어 안의 시간, 특히 시간여행과 시공간의 이동에 대한 사유에 적용해 볼 기회가 된 것이 나에게는 가장 의미 있었다.

우리는 ＜백 투더 퓨처＞ 시리즈 등을 통해 시간여행이라는 소재를 흔하게 접해왔다. 그러나 그 시간여행이 각각 다른 모습을 하고 있는지 의식적으로 사유해보기란 장르영화의 즐거움에 묻혀버렸을 것이다. 이 독서로 인해 자신이 어떤 시공간 이동을 가장 신빙성 있게 바라보는 지를 객관적으로 판단해보면서 저자 다케우치 가오루가 들려주는 여러 시간학자들의 이야기 중 어떤 가설에 공감하는지를 생각해볼 수 있을 것이다.

영화 ＜타임머신＞(2002)의 타임머신은 머신의 위치는 고정되어 있고 시간만을 달리하는 여행을 하게 한다. 우리가 잘 아는 ＜스타트랙＞시리즈의 순간이동은 동시간대에서 공간만을 옮겨간다. 이보다 나아가 시간과 공간을 모두 이동하는 소재는 소설 원작인 영화 ＜시간여행자의 아내＞을 생각해 볼 수 있다. 이 시간여행자는 시간뿐 아니라 공간까지도 전혀 다른 위치로 이동한다. 이처럼 타임머신은 시간을 여행한다는 말에 공간의 이동까지를 사실은 포함시키지 않고 있었지만 이 책의 저자가 설명하듯, 시간과 공간이 동전의 양면처럼 공존한다는 점을 생각할 때 분명 다른 시공간으로의 이동이라고 말할 수 있다. 시간론에서 생각은 더 나아가 공간의 불확정성에 대해서도 생각해보게 된다. 시간과 묶여 있는 어떤 순간으로서의 시공간은 우리가 생각하는 지리적 좌표 상의 공간과는 다른 의미의 공간일 수 있다. 영화 타임머신의 경우에서처럼 머신이 시간적 과거의 바로 그 자리에 놓여 있다 할지라도 시공간이라는 개념으로 보면 그 공간은 머신이 본래 시동을 걸었던 그 공간과는 다른 개념의 공간적 의미를 가진다. 이 책의 저자가 아인슈타인 이후의 시공간을 설명하면서 제시했던 시공간도의 좌표상에서는 완전히 다른 시공간적 위치를 가진다는 생각이다. 내가 생각해 온 시간은 베르그송의 순수지속보다는 바슐라르의 순간의 연속이라는 시간에 대한 정의에 가깝다는 생각이 든다. 이는 필름에 대한 강한 인상 때문일지 모른다. 앞으로 이 책에서 제시한 시간의 최소단위에서 얼마나 더 작은 단위로 쪼갠다 할지라도 쪼갬이 연속으로 이어진 필름이미지로 모든 시공간을 인지하는 나에게는 시공간이라는 개념과 순간의 연속이라는 개념이 뿌리깊게 인식되어 있음이 분명하다는 생각이 든다.

시간과 공간의 이동이 아닌 분명한 시공간의 이동으로서 시간여행에 대한 생각이 정리되는 듯 했으나 곧바로 다시 다른 차원으로서의 이동은 시공간의 이동이라 할 수 있는지에 대한 생각에 몰두하게 된다. 영화 ＜로스트 인 스페이스＞(1998)는 자기장과 흡사한 ‘막’을 통해 다른 시공간으로 이동한다. 동일한 공간처럼 보이지만 그 막은 이 책의 시간탐험대가 타임머신을 빠져나오게 한 고양이 에르곤처럼 양자의 역할을 하고 시공간을 잇는 웜홀이다. 이 막을 지나면 등장인물들은 미래의 자신들과 마주한다. 과거로 가기 위해 웜홀을 만들어낸 미래의 자신들이다. 이 웜홀은 킵 쏜의 의견대로 뭔지 이그조틱한 물질로 웜홀의 성격을 가지게 되었을 것이다. 기억에 그 영화의 내러티브 상 자연스레 형성된 그 자기장과 같은 막의 물질성이 힌트가 되고 그 에너지로 인해 또 다른 웜홀의 형성에 도움이 되었던 것으로 기억한다. 이들이 동일한 시공간으로 보였던 이유는 투명한 막을 사이에 두고 서로를 볼 수 있었다는 영화적 설정에 있다. 같은 시공간에서야 눈으로 볼 수 있다는 우리의 선입견을 깨고 막으로 된 다른 차원과의 조우는 꽤 낯선 풍경이다. 이는 이 책의 많은 시간론으로도 설명이 가능할지 의문이지만 시공간이라는 순간의 좌표가 인간의 시력에 의지하는 동일 차원의 개념을 벗어나 소단위의 독립적 시공간으로 존재할 수도 있다는 가설을 보는 듯 하다.

드라마 ＜프린지＞ 시리즈에서는 장치를 통해 다른 차원의 세계를 보는 등장인물들의 모습이 이와 비슷하다. 동일한 인물들이 다른 차원, 세계에서 같은 외모와 비슷한 캐릭터를 가지고 살아가고 있는 모습이 겹쳐지는데 이 세계가 과연 동일한 시공간의 그저 덧차원일지는 내러티브상으로는 확정지을 수 없다는 의문이 든다. 이 책에는 등장하지 않지만 이번에 시간론을 공부하면서 덧차원이라는 단어를 접하게 되었는데 프린지의 두 개의 세계는 이 덧차원의 개념으로 설정된 것으로 보인다. 그러나 다르게 생각해보면 공간적으로도 사실은 동 떨어진, 시간적으로도(공간의 차이가 있을 때 어느 한쪽의 시간개념을 적용한다면 분명 시간적 차이가 있을 것이므로) 차이가 있을 것이라 생각해볼 수도 있다. 장치를 가져다대면 지리적으로 동일한 공간이 보인다는 이유만으로는 이 시공간의 동일성까지를 증명할 수는 없을 것이라는 확신이 든다. 프린지에서도 웜홀과 같은 원리의 문을 통해 세계를 오가는데 여기에서 스타트랙의 순간이동과 같은 소립자 분해와 완성이 이루어진다. 사실 지금까지의 시간론에 대한 이 책의 이야기만으로는 소립자 분해와 완성의 가능성, 그러니까 시간이 엔트로피 증가의 한 방향이라고 전제한다면 시간이 홀로 증가하는 것이 아닌 시간의 누적을 경험하는 모든 생물체가 엔트로피의 증가를 경험하므로, 증가상태에서 감소의 시공간으로 이동했을 때의 인체적 엔트로피의 변동성에 대해서는 예상할 수 없다. 우리가 미디어에서 쉽게 접하는 이 모든 시공간 이동은 이 인간의 인체적 엔트로피의 유동성에서 의문시되는 불가능성을 봉합해버림으로써 리얼리티를 방해받지 않으려 한다.

아마 실제 타임머신의 연구가 이루어진다면 이 엔트로피의 유동성이 가장 큰 숙제가 되지 않을까. 시간에 지배받는 인체의 엔트로피 증가는 노화 쯤으로 볼 수 있을까. 우리는 이 엔트로피 증가를 막기 위한 방법에 굉장한 관심들이 많지 않은가. 불로에 대한 질문에서 인체와 시공간의 괴리의 충돌에 대한 답으로 갈 수 있지는 않을까. 타임머신을 연구하는 물리학자들의 실험에서는 부디 엔트로피 증가의 영향을 거의 받지 않는 무생물로 실험하길 바란다. 이 또한 사고의 위험을 배제할 수는 없을 테지만 말이다. 드라마 프린지의 경우에서처럼 다른 차원으로의 불특정 공간으로 옮겨지는 자동차가 누군가를 다치게 할 수도 있고, 소립자 분해와 완성을 이용한 웜홀이라면 일부가 재생되다가 가속도의 미세한 변화와 같은 오류로 생명을 심각하게 위협할 수 있는 가능성이 있을테니 말이다. 저자자 제시한 코끼리의 체감시간을 보며 든 생각인데 아마도 우리가 실제로 타임머신이나 순간이동의 성공사례를 보게 된다면 몸무게가 매우 많이 나가는 심장주기가 높은 어떤 새로운 생물체의 시공간 이동을 가장 먼저 보게 될지도 모르겠다.

우리는 여기에서 차원이라는 말의 사용에 대해 생각해 볼 수도 있을 것이다. 우리가 일상적으로 사용하는 차원이라는 단어는 상당부분 공간적 개념 위주이다. 위에서 말한 덧차원의 경우에도 시간적 개념을 물론 포함하는 시공간의 개념이기는 하지만 지리적인 공간적 개념의 뉘앙스가 강하다. 한 차원의 시간과 세 차원의 공간이라는 4차원 개념과 초끈이론의 11차원까지를 배우고 나니 우리가 쓰는 4차원이라는 용어의 다양성을 구분해서 사용할 필요성을 느낀다. 시공간이라는 시간과 공간의 둘의 불가분성과 속도에 의한 모든 시공간의 상대적 가능성을 염두해 두면 덧차원과 같은 개념에서는 시공간적 동일성이 전제된 차원이랄지, 다른 차원이란 시공간이 다른 세계랄지 말이다. 물론 이렇게 사용한다 하더라도 과거와 미래라는 용어의 시간적인 뉘앙스와 이 시간여행을 하는 동일한 공간이라는 인지에서는 벗어나기 힘들 것 같지만 말이다.

저자가 들려준 시간의 철학 챕터에서도 느낀 것이지만 시간론이란 우리가 생각하는 실험적 과학보다는 철학적 사유의 결정들로 보인다. 이 책을 접해서 본 모든 시간론은 마구마구 제시되는 수학적 도식에도 불구하고 철학적 사고와 닮아 있다.

그래서 더욱 이 책은 무거워지더라도 더 많은 시간론을 담고 있어야 했다는 말을 하고 싶어진다. 다양한 시간에 대한 담론인 듯 하지만 아인슈타인의 상대적 시간과 비슷한 개념의 개인적 시간에 대한 사유가 좀더 있었으면 좋았을 듯 하다. 어떤 달력의 옳고 그름을 떠나 모든 물질에 시간이 담겨 특유의 시공간+개체가 되는 것이라는 시간의 다양성에 대한 제시 말이다. 책제목이 그냥 시간론이 아닌 ‘한권으로 충분한 시간론’이면서 우주의 생성과 구성에 관심이 있는 청소년연령정도라면 이해할 수 있는 쉬운 풀이서이다보니 시간론을 처음 접하는 이들을 대상으로 씌여졌음을 알 수 있다. 시간론 입문자들에게 시간에 대한 선입견을 배제하기 위해서라도 더 다양한 시간성에 대한 전제를 두었으면 하는 욕심이 들었다. 이 부분을 그나마 채워준 부분이 저자가 설명한 칸트의 시간론과 같이 인간이 만들어낸 개념일 뿐인 시간에 대한 이야기인데 마지막까지도 수학적인 시간론과 함께 최근의 이러한 시간론에 정 반대되는 철학적 사유, 특히 젠더 이데올로기적으로 다른 해석을 내놓은 여러 학자들의 의견을 덧붙였더라면 하는 아쉬움이 남는다. 그가 제시하는 의견은 세계적으로 주목을 받았던 시간에 대한 사유가 대부분이지만 대표적인 이 시간론들에 머무르지 말고 각 자연환경과 민족의 정서 상 다른 시간적 체험에 대한 이야기와 젠더적 시계의 차이 등에 대한 설명 등에 대한 독서와 병행하기를 권하고 싶다.

(참고가 될 만한 책 :

제이 그리피스 ‘시계 밖의 시간 a sideways look at time’
(다케우치 가오루의 시간론과는 다른 시선에서의 시간에 대한 고찰을 볼 수 있을 것이다),

가스통 바슐라르 ‘공간의 시학’
(바슐라르의 시공간에 대한 사유를 보다 깊게 알 수 있는 책, 스티븐 호킹의 우주의 시공간과 흔히 생각하는 과거와 현재, 미래의 선형적 시간에서 벗어나 삶 이후의 시공간에 대한 사유까지도 생각해 볼 수 있을 것이다.)

고등학교를 문과를 나오고 대학 전공도 사회과학쪽이라 그런지 이런 종류의 물리서적을 대할 기회가 고등학교를 졸업하고나서는 정말 없었다. 그나마 작년에 무슨 바람이 불었는지 그 유명하다는 고전, 하이젠베르크의 '부분과 전체'를 읽어보려고 시도를 했다가 어려운 용어들에 몇 페이지도 채 넘기지 못하고 무참히 패하고 말았다. 언젠가 다시 한번 시도를 해봐야지 하던 차에 이 책을 발견하게 되었다. '시간의 본질을 찾아가는 과거와 미래로의 여행'이란 책 표지 설명에 예전에 즐겨보았던 마이클 제이 폭스의 'Back to the Future'  영화시리즈가 생각나기도 했고  영드 ' Doctor Who'가 떠오르기도 하여 뭔가 어렵지 않고 재미있을 것 같은 느낌이다.

수많은 철학자와 과학자들이 오랜 시간에 걸쳐 시간에 대하여 연구해왔지만 아직까지도 시간의 본질을 완전히 해명한 사람은 없다. 이 책에서 다루는 내용들은 스스로가 시간의 본질에 접근할 수 있도록 도와주는 힌트이다.

시간은 열역학적 시간의 문제로 환원될 수 있는 심리학적 시간, 엔트로피 중가의 법칙으로 결정되는 열역학적 시간, 엔트로피가 낮은 상태에서 점점 엔트로피가 높은 상태로 이동한다는 우주론적 시간으로 생각해 볼 수 있다.

미래로 가고 싶다면 타임머신을 타고 가속도를 계속 걸어주면 된다. 아인슈타인의 상대성이론에 따르면 타임머신의 시간은 주위보다 느려진다. 이렇게 미래로 '가는' 것은 의외로 간단하다. 그에 비해 과거로 돌아가는 것은 매우 어렵다. 지금 현재 물리학적으로 가장 건실한 타임머신 이론은 웜홀을 이용한 손의 타임머신이다. 하지만 인류는 아직 웜홀을 발견한 적이 없고 설령 발견했다고 해도 웜홀 터널이 스스로 무너져버리지 않도록 이그조틱한 물질로 보강해야만 한다. 타임머신의 실용화는 끝이 보이지 않는 터널같다.

이 책은 시간의 모양을 설명하기 위해 경계조건과 차원(테크마크, 초끈이론)을 설명하며 시간의 실재를 설명하기 위해 칸트의 '형식'과 스핀폼이론을 설명한다.

시간은 인류가 품고 있는 가장 근원적인 의문 중의 하나이다. 하지만 우리가 시간에 대해 잘 몰라도 생활하는 데에는 크게 어려움이 없을 수도 있다. 하지만 우리는 영원히 이 시간에 매여서 살아가야 하고 또한 그것을 기준으로 살아가야만 한다. 이런 점에서 이 책은 시간에 관해서 스스로의 생각을 정리할 수 있는 기회를 준다.

어려운 물리적 개념인 시간을 이 책에서는 개념 하나하나당 번호를 매겨 쉽게 많은 도표들과 함께 쉽게 설명하고 있다. 각 개념이 마칠 때 마다 등장하는 캐릭터들의 대화는 엉뚱하면서 귀엽기도 하지만 개념을 다시 한번 쉽게 설명해주어서 좋았다. 물론 내가 뒤에 나오는 모든 과학 이론과 도표들을 다 이해할 수는 없었다. 이해할 수 없는 부분들은 대략적이 개념과 이런 것이 있다는 정도를 익혔다. 말로만 듣던 '초끈이론'  혹은 전혀 몰랐던 개념들을 알게 되며 과학적 교양을 조금이나마 쌓은 것 같아 뿌듯하기도 하다.

한 권으로 충분한 시간론 – 절대시간으로부터의 탈출

뉴턴의 시간 vs 아인슈타인의 시간 

1977년 물리학자인 하펠Joseph Hafele과 천문학자인 키팅Richard Keating은 네 개의 원자시계를 제트 여객기에 실고 지구 둘레를 돌았다. 지상에는 동일한 시계가 놓여 있었다. ‘쌍둥이의 역설’을 실증한 이 실험의 결과는 결국 아인슈타인의 상대성 이론이 예측한 결과와 일치했다. 

이로써 우주에는 절대적으로 참인 단 하나의 시간만 존재한다고 생각한 뉴턴의 절대적 시간론은 보다 합리적이고 실증적인 상대적 시간론에 자리를 내 주게 된다. 그러나 아인슈타인의 상대적 시간론은 종종 우리가 느끼는 심리학적 시간과 혼동되어 사용된다. 『한 권으로 충분한 시간론』의 저자 다케우치 가오루 역시 이런 혼란에서 자유롭지 않은 듯 보인다. 

사람마다 시간을 다르게 느낀다는 점에서 심리학적 시간은 ‘상대적’이다. 이와 마찬가지로 아인슈타인 이후에는 물리학적 시간도 상대적인 것으로 밝혀졌다. p.52 

물리학적 시간은 느낌과는 다르다. 같은 관성계에서 상대적일 수 있는 느낌의 시간은 물리학적으로는 동등하다. 상대성 이론의 상대적 시간과 심리학적 시간의 상대성은 범주가 다르다는 얘기다. 

철학자 이정우에 따르면 시간론은 크게 ‘우주론적 시간’과 ‘의식 중심의 시간론’으로 나뉜다. 

시간에 대한 이론은 크게 나누면 두 종류가 있다. 하나는 우주론적 시간으로서, 시간이란 우리 인간의 주관에 관계없이 객관적으로 존재한다고 믿는 입장이다. 또 다른 시간론은 시간이란 기본적으로 우리의 주관, 특히 의식에 관련되는 무엇이라고 보는 입장이다. - 사건의 철학. p.384 

즉 우리의 의식과 무관하게 존재하는 객관적 시간이란 의미에서 뉴턴의 절대적 시간과 아인슈타인의 상대적 시간은 같은 범주로 묶일 수 있는 것이다. 같은 우주론적 시간의 범주에서 둘은 양립 가능한 주장이 아니다. 다시 말해 뉴턴이 틀렸고 아인슈타인이 옳았다. 

뉴턴의 시간 vs 라이프니츠의 시간 

근대 과학의 아버지인 뉴턴은 왜 절대적 시간관을 고수했을까?  

『프린키피아』 제2판 이후에 추가된 권말의 주석을 읽어보면 그 이유를 짐작할 수 있다. 먼저 뉴턴은 태양계 운동의 규칙성에 대해 다음과 같이 기술하고 있다.

“태양과 행성, 혜성으로 이루어진 웅장하고 아름답기 그지없는 태양계는 다름 아니라 전지전능한 존재의 심려와 보살핌에 의해 생겨난 것이다.” p.89 

전지전능한 존재인 신에 의해 꼭 “절대적으로 참인 단 하나의 시간”만 존재하라는 법은 없지 않은가? 신이 이 우주의 시간에 합리적이고 물리학적인 상대적 본성을 부여하셨다고 해서 전지전능한 존재의 심려와 보살핌이 훼손되는 것은 아닐 것이다. 

이어서 천체의 운행을 가능케 한 신에 대해 웅변적으로 표현하고 있다.

“신은 영원하고 전지전능하다. 신은 영거에 영겁을 더해 지속하고 무한보다 더 무한한 곳까지 어디에도 존재한다.”

“신은 시간 그 자체도, 공간 그 자체도 아니다. 하지만 지속하고 편재한다. 영겁으로 지속하고 모든 곳에 존재한다. 신은 언제 어디에나 존재함으로서 시간과 공간을 구성한다.” p.89 

뉴턴은 그러니까 신의 전지전능함이 적어도 두 가지 존재 – 시간과 공간에 규정되어 있으며 어쩌면 인간들이 알현할 수 있는 신성의 가장 근본 바탕이라고 생각했는지도 모른다. 그도 그럴 것이 태양은 언제나 하루를 주기로 뜨고 지며 살아 있는 것들은 무엇이나 언젠가는 죽는다. 모든 것의 변화는 시간과 공간 속에서 이루어지며 모든 변화와 무관하게 시간은 흘러가고 공간은 존재한다. 시간과 공간에 신의 ‘무한적 존재감’을 느낄 만도 할 것이다. 그러나 똑같은 ‘무한적 존재감’을 달리 해석한 사람이 있다. 바로 독일의 철학자이자 수학자인 라이프니츠다. 

나를 무한히 분석하면 그리고 내가 만난 그 누군가도 무한히 분석하면 이 만남도 예측 가능하다는 것입니다. 그러나 인간의 능력으로는 무한히 분석할 수 없죠. 그러니까 경험에 기대게 된다는 거에요. - 주름, 울림, 갈래. p.136 

라이프니츠 역시 전지전능한 신에 대한 절대적인 믿음 하에 이 세계 모든 것이 이미 결정되어 있는 것으로 보았다. 이미 결정되어 있는 세계를 예측하기 위해서는 무한한 분석이 필요한데 무한한 분석은 전지전능한 신의 영역이다. 

똑같이 무한의 개념을 미적분으로 발전시킨 온 뉴턴과 라이프니츠는 시간관에서도 생각이 달랐다. 라이프니츠는 뉴턴이 말한 절대적 시간은 인간의 시간이 아니라고 생각했다. 왜냐하면 인간은 무한한 존재가 아니기 때문이다. 비록 어딘가 신의 시간이 있다고 해도 인간은 신의 시간을 살지 않고 인간만의 시간을 산다. 

그런데 우주론적인 시간 자체에도 크게 나누면 두 가지 이론이 있다. 하나는 시간과 공간이 사물을 담는 어떤 그릇, 일종의 용기(容器) 같은 것이고, 그 안에 사물들이 들어 있다는 생각이다. 다른 입장은 반대로 진짜 존재하는 것은 사물들이고 시간과 공간은 그 사물들이 운동할 때 인간이 그 운동을 파악하는(즉 그 운동을 일정한 관계를 통해서 서술하는) 방식이라는 입장이다. 17세기에 라이프니츠와 클라크의 논쟁이 있었다. 클라크는 뉴턴의 대변자라고 할 수 있어, 실제로는 뉴턴과 라이프니츠의 논쟁이라고도 할 수 있다. 뉴턴은 절대 시간, 절대 공간을 설정하고 그 안에서 사물들이 움직인다고 보았고, 라이프니츠는 시공간이란 사물들이 관계 맺는 질서일 뿐이라고 보았다. 공간이란 ‘공존의 질서’이고, 시간이란 ‘계기의 질서’라는 것이다. - 사건의 철학. p.385 

인간은 절대적 공간이 아닌 공존의 질서인 공간에서, 절대적 시간이 아닌 계기의 질서인 시간을 살아간다. 공간과 시간은 사물들에 부대하는 존재인 것이다. 그렇다면 계기의 질서란 무엇일까? 라이프니츠의 주장은 아인슈타인의 시간관과 달리 그저 철학적이고 사변적인 주장에 불과한 것일까?  

아인슈타인의 시간 vs 베르그송의 시간 

오래 전 물리를 전공한 사람들이 모인 회식 자리에서 지구 반대편까지 가는 가장 빠른 방법에 관해 화제가 된 적이 있었다. 블랙홀과 화이트홀을 이용하는 타임머신이나 지구를 관통하는 터널을 활용하는 방법에 이르기까지 각종 물리학적 상상력이 동원되었다. 그러나 그 누구도 ‘사랑하는 여자 친구와 함께 간다’는 ‘정답’을 말하진 못했다. 

이 화제는 ‘의미의 맥락 의존성’이라는 사회학적인 논의로 귀결되었지만, 의식 중심의 시간, 즉 내면적 시간론에 대한 우리의 이중적 시간관을 보여주는 것이기도 했다. ‘애인과 함께 하는 시간’이라는 말에 무릎을 탁 치며 동의하긴 했지만, 그 ‘뻔한’ 정답에 감동까지는 받지 못했다. 왜냐하면 우리는 사랑하는 이와 함께 하며 순식간에 가는 시간의 느낌을 공감을 할 수 있을지언정 과학적으로 인정하기는 어려웠기 때문이다. 누가 뭐라고 해도 여하튼 ‘절대적’ 시간은 흐른 것이다. 

이 의식 중심의 사변적인 시간을 구원한 것은 베르그송이었다. 그러나 베르그송의 시간론은 마음 먹기에 따라 고무줄처럼 늘어났다 줄어드는 그런 사변적 시간이 아니다. 

베르그송의 시간론, 즉 ‘지속’의 시간론은 우주의 시간, 생명의 시간이다. 그러나 베르그송에게서 의식은 생명의 연장선상에서 이해되고(베르그송의 사유는 인간의 주체성과 대상세계를 맞세우는 근대 철학의 구도와는 전적으로 다른 구도에 기반한다). 때문에 의식이 생명과 우주를 이해하는 실마리가 된다. 베르그송의 사유는 유심론이 아니라 심(心)에 대한 탐구에서 점차 객관세계 전체의 탐구로 사유 범위를 확대해 나간 사유이다. 그리고 의식과 세계를 대립시키기보다는 연속적으로 이해하기 때문에, 그의 사유가 주관의 ‘투영’이나 주체철학적인 ‘구성’이나 유심론적인 의식의 ‘확장’인 것은 아니다. - 사건의 철학 p.385 

생명에서 비롯된 순수지속은 의식을 떠나 물리학적 시공간에도 미치게 된다. 

반면 순수지속, 즉 심리학적 시간은 거꾸로 흐르지 않는다. 그래서 우리는 미래를 기억할 수 없고 과거를 예측할 수 없다. 베르그송은 우리 내면의 순수지속을 외부 공간에 ‘투영’한 것이 바로 물리학적 시간이라고 말한다. p.69 

의식 안에서 무엇이 일어났는가? 생명이 약동하기도 하고 쇠퇴하기도 하였다. 생명의 본성인 순수지속의 투영이 거꾸로 흐를 수 있는 물리학적 시간을 거꾸로 흐를 수 없는 것으로 만든다. 

베르그송과 아인슈타인은 서로의 시간론에 대해 세기의 논쟁을 벌인다. 이 논쟁에 대해서도 철학자와 물리학자의 현격한 시각차가 드러난다. 

베르그송은 아인슈타인이 상대성이론에서 주장하는 시간 개념을 분석하여 자신이 내세운 순수지속과의 정합성을 증명하려고 애썼으나 크게 인정받지는 못했다. p.69 

특히 베르그송과 아인슈타인이 만나 시간에 관한 논쟁을 벌였었는데, 이 논쟁이 우주론적 시간과 내면적 시간 – 더 정확히는 생명의 시간 – 이 충돌한 결정적인 사건이라고 할 수 있다. 두 사람의 논쟁이 너무 초점이 달라서 알찬 성과를 거두지는 못했지만, 여러 가지 중요한 문제들을 제기한 대표적인 논쟁이다. - 사건의 철학 p.385

우주론적인 시간, 심리학적인 시간, 그리고 열역학적인 시간 

저자 다케우치 가오루는 제논과 베르그송, 칸트 등을 훑으며 다양한 시간론을 안내하려고 노력하지만 일단 시간론에 대한 통념의 그늘에서 벗어나지 못하고 있다. 그래서 그의 안내는 통일된 체계 속에 있기보다 산만하고 초점이 분명치 않다. 

대신 그가 공들여서 얘기하고 싶은 것은 현대 물리학의 시간론이다. 현대 물리학, 특히 우주론에서 중요한 물음은 시간이 왜 한 방향으로만 흐르냐는 것이다. 시간의 한 방향성에 답하기 위해 우주론적인 시간, 심리학적인 시간, 열역학적인 시간을 일치시키고, 그것의 근본이 열역학적 시간임을 논증한다.

우리는, 과거는 기억하지만 미래는 기억하지 못한다. 당연한 듯하지만 꼭 그렇지만도 않다. 좀 더 깊이 생각해보면 우리가 왜 시간의 한 방향만 기억하는지는 매우 어려운 문제이다. p.137 

호킹에 따르면 기억한다는 것은 또한 엔트로피의 법칙에 따라 무질서도가 증가한다는 것이다. 결국 엔트로피가 증가하는 방향으로 우리는 기억할 수밖에 없으므로 미래를 기억할 수 없다는 것이다. 

다음으로, 우주론적인 시간은 왜 엔트로피 증가 방향과 일치하는가? 파인만에 따르면 초기 우주의 엔트로피가 매우 낮았기 때문이란다. 초기 우주의 엔트로피는 왜 낮았는가? 호킹에 따르면 우주가 시작될 때는 실수 시간이 아니라 ‘허수 시간’이었다고 한다.  

드디어 우주가 탄생했던 시점에서 엔트로피가 낮은 이유를 설명할 수 있다. 호킹의 무경계 우주론에서 우주의 시작점은 허수 시간이고 ‘둥글다’. 그 우주의 모양은 편평한 구면에 가깝다. 완전하게 편평하면(고르면) 나중에 은하와 별이라는 구조물이 생겨나지 않기 때문에 다소 울통불통하지만 그래도 꽤 편평하다. 달리 표현하면 무질서도가 낮다. p.146 

그러나 우주의 탄생 시점에서 시간은 근본적인 의문에 봉착했다. 대체 허수의 시간이란 무엇인가? 익살이 넘치는 호킹은 시간에 대한 집착을 버리라고 충고한다. 

… 공학에서 진동을 다룰 때도 사실은 허수를 도입할 때가 많다. 우리는 무심코 우주의 시작에서 ‘시간’이 실제로 존재하는 것처럼 말하고 있지만 호킹에 따르면 우주의 시작에서 ‘시간’은 실재하지 않는다. 완벽한 계산을 통해 우주의 행동을 구체적으로 예측할 수 있고 그것이 현재의 천문 관측 결과와 일치하면 되기 때문이다. p.146 

다케우치 가오루는 “시간은 우리가 우주를 관측할 때 사용하는 편리한 개념틀에 지나지 않는다”(p.156)고 결론짓는다. 

어떤 사람에게는 시간 성분인 것이 다른 사람에게는 공간 성분이 될 수 있다. 상대성이론에서는 시간과 공간의 분명한 구분 같은 것이 없다.

우리는 앞으로 ‘보이지 않는다’는 개념을 더욱 깊이 파고들어 궁극적으로는 시간뿐만 아니고 공간이라는 개념틀마저도 일종의 환상에 지나지 않는다는 결론에 도달할 것이다. p.156 

공간마저 환상이란다. 이것은 최신 현대 물리학의 성과일까  

스핀 네트워크 이론과 스토아의 시간 

다케우치 가오루에 따르면 현대물리학에서 근본적으로 존재하는 것은 소립자가 아니라 스핀이라는 추상적인 특징이다. 스핀에 의해 사물이 출현한다는 것이다. 그러나 불확정성의 원리를 따르자면 결국 스핀과 사물은 이중성을 띤다고 말할 수도 있으리라. 루프 양자중력이론인 스핀 네트워크 이론은 이 스핀과 사물이 공간과 시간을 창출한다고 주장하고 있다. 

스핀폼을 칼로 자르듯이 잘랐을 때 나타나는 절단면이 스핀 네트워크가 된다. 이러한 절단면의 연속이 시간으로 인식되고, 개개의 절단면에서 부차적으로 공간이 출현한다. 이와 같은 스핀 네트워크 중력이론이 옳은 것이라면 시간의 시작은 매우 이상한 것이 된다. 보조발트에 따르면, 우주 시간을 계속 거슬러 올라가면 0을 지나 음(-)의 시간에까지도 도달할 수 있다고 한다. p.196 

우주의 역사에 대한 물리학적 논의를 배제하면 스핀 네트워크 이론은 시간과 공간이란 사물에 부대하는 존재에 불과하다고 주장하는 스토아 학파, 혹은 라이프니츠의 이론과 놀랍게 일치한다. 

시간이란 우리가 종종 그것을 빠름과 느림의 측도라고 부르는 점에서도 알 수 있듯이 운동의 간격이다. 그것은 세계의 운동을 따르는 간격이다. - 사건의 철학 p.383 

이것은 스토아학파의 시간론이 압축적으로 담겨 있는 크뤼시포스의 첫 번째 시간론이다. 시간이 운동의 간격이란 의미는 시간이란 공간, 그리고 운동체와 연계가 될 때만 언급할 수 있는 무엇이란 의미이다. 즉 측정이라는 행위를 통해서만 시간은 규정된다. 두 번째 문장이 바로 “시간이란 물체적 운동의 부대효과이다”(사건의 철학 p.384)라는 의미를 담고 있다. 

시간이라는 어떤 바탕이 있고 그 바탕 위에 사건이 수놓아지는 것이 아니다. 사건이 일어나지 않는다면 시간도 없다. 시간은 사건의 부대물이다. - 사건의 철학. P.387 

다시 하펠과 키팅의 여객기로 돌아가 보자. 우리는 하펠과 키팅이 겪은 시간이 지상에서의 시간보다 느리게 흘렀음을 보았다. 그 느리게 흘러간 시간은 0.000000001초의 정밀도를 가진 원자시계에 의해 실증되었다. 그렇다면 시간은 시계가 방증하는 것일까? 대체 시계란 무엇일까  

즉 코끼리도 쥐도 모두 심장이 네 번 뛸 때마다 한 번 호흡한다. 그뿐만 아니라 코끼리도 쥐도 일생 동안 약 2억 번 숨을 쉰다. 심장박동수는 그 네 배이므로 8억 번이 된다. p.72 

심장이 한 번 뛰고 그 다음 뛰는 순간은 일종의 사건이다. 사건이면서 또한 운동이다. 사건이며 운동인 것의 간격을 우리는 시간이라고 부른다. 시계 바늘이 0에 있는 순간의 사건과 1에 있는 사건의 간격을 우리는 시간이라고 부르는 것이다. 사실 10광년이나 멀리 떨어진 천체를 여행하고 돌아온 쌍둥이 형 못지않게 지구에 있던 동생이 젊음을 유지하는 방법은 있다. 냉동인간이 되든지 단전호흡을 하든지 여하간 심장박동수를 천천히 하게 되면 여행을 끝내고 돌아온 동생보다 더 젊은 상태가 될 수도 있을 것이다. 

절대 시간으로부터의 탈출 

비록 아인슈타인이 뉴턴의 절대 시간론이 틀렸음을 보여주었지만 우리는 여전히 뉴턴의 절대 시간 속에서 살아가고 있다. 시공간의 뒤틀림은 빛의 속도쯤 돼야 경험할 수 있는 것이기 때문이다. 우리의 시계는 인공위성이 쏘아주는 표준 시간에 맞춰 있고 우리는 그 시계에 맞춰 삶을 계획하고 실천하며 살아가고 있다. 동일한 시간을 기준으로 등교 시간에 지각을 하고 동일한 시간을 기준으로 수업이 끝나며 동일한 시간을 기준으로 나이를 먹는다. 

한편, 뉴턴이 신의 견지에서 사고했던 절대 시간은 라이프니츠의 긍정적 시간론과 달리 매우 엄혹하고 윤리적일 수밖에 없다. 시간은 우리를 보편적 범주에서 동일하게 속박하는 존재이기 때문에 동일성의 차원에서 우리를 질책한다. 예를 들어 우리와 동일한 절대 시간 속에 존재했던 위대한 위인의 삶은 우리가 ‘남용’하는 시간을 부끄럽게 만드는 것이다. 

그러나 스토아적 시간론의 견지에서 동일성의 윤리는 가혹하다. 중요한 것은 시간이 아니다. 중요한 것은 순간이며 사건이다. 시간이란 사물이 만들어 내는 사건의 부대물에 불과하다. 그러니 스토아적 시간론은 지금 이 순간, 이 사건이 얼마나 중요하고 의미 있는지를 묻는다. 그것은 타인의 견지에서가 아니다. 나의 견지에서, 내 삶의 견지에서, 내 윤리의 견지에서이다. 스토아의 윤리는 그렇게 주체와 함께 구축되었다. 

『한 권으로 충분한 시간론』은 역시 『한 권으로 충분한 양자론』과 마찬가지로 한 권으로 충분하지는 않다. 사물에 의해 시공간이 창출된다는 것이 어떤 의미인지 엿보려면 스토아와 라이프니츠를 만나야 한다. 그럼에도 불구하고 시공간의 절대성 위에서 성립했던 근대 물리학이 현대 물리학에 이르러 어떻게 시공간의 결박을 전도시키는지 관람하는 재미는 제법 쏠쏠하다. 무엇보다 저자의 박식과 대중적 필체는 여전히 우리가 기다리는 새로운 필자의 재능일 것이다.

만약 시간이 한 권으로 충분하다면 세계는 너무 단조롭지 않을까?

당연히 시간에 대해 이 한 권으로 끝낼 수는 없다.

이 책은 어려운 시간에 대한 얘기를 매우 직관적으로 이해할 수 있도록 쉽게 설명하고 있다.

어느 정도의 소양이 있는 사람도 직관적으로 설명하는 방식에 도움을 받을 수 있겠다.

다만 책의 후반부에서 최신의 물리학 성과를 소개하는데 좀 욕심이 과하지 않았나 싶다.

왜냐면 최근의 물리학 이론들은 아직 완전히 검증되지 않은 가설의 수준이기 때문이다.

현실을 정확히 모르니 다양한 설이 난무할 수밖에 없는데,

그런 것을 많이 소개하려더보니 좀 장황하고 난해해졌다.

시간에 대한 인식을 바꿀 절호의 기회다 
처음 가는 길을 가다보면 좀처럼 목적지는 나타나지 않는다. 하지만 그곳에서 돌아오는 길은 찾아갈 때 보다 짧다는 것으로 느낀다. 흥미 있고 재미있는 영화는 시간이 언제 흘렀는지 모를 정도로 빨리 지나가지만 그렇지 못한 영화는 정말로 더디게 흘러가는 것으로 느낀다. 일상에서 느끼는 이런 경우는 다양한 곳에서 느끼게 된다. 어떤 이유에서 이렇게 느끼게 되는 것일까? 일반적으로 시간은 동일한 속도로 흘러간다고만 생각하지 쉽다. 하지만 시간에는 절대적인 시간과 상대적인 시간이 있다고 한다. 우리가 느끼는 이런 시간 흐름의 차이는 바로 심리적 시간인 상대적 시간으로 볼 때 이해되는 경우라 할 수 있을 것이다.

시간에 얽매이지 않는 비교적 단순한 삶을 살았던 옛날이나 분초를 다투는 현대인 모두의 삶에서 시간을 측정하지 못한다면 어떤 일이 벌어질까? 아마도 상상을 초월하는 일이 벌어질 것이다. 이처럼 우리들의 삶과 절대로 떨어질 수 없는 것 중 하나가 시간이 아닌가 싶다. 그렇다면 시간이란 무엇이면 어떻게 측정하게 되었으며 그 시간이 가지는 본질적인 의미는 무엇인가? 등에 대해 개괄적인 해설을 하고 있는 것이 이 책이다.

‘한 권으로 충분한 시간론’은 일반인들이 ‘시간’에 대한 기초적인 상식에서부터 최첨단 산업사회인 21세기에 이르기까지 인류에게 어떤 의미로 사용되어 오고 있는지를 해설하고 있는 책이다. 이 책의 저자 다케우치 가오루는 이미 ‘한 권으로 충분한 우주론’, ‘한 권으로 충분한 양자론’, ‘99.9%는 가설’ 등의 책으로 일본내에서 뿐 아니라 우리나라에서도 ‘과학을 쉽고 재미있게 소개하는 과학 저술가’로 잘 알려져 있는 사람이다. 그의 또 다른 저서가 시간과 관련된 바로 이 책이다. 

물이나 공기처럼 너무나 익숙한 나머지 그 의미조차 생각하지 못하지만 인간의 삶에서 분리할 수 없는 시간에 대해서 그 중요성만큼 잘 알지 못하는 것이 현실이다. 꼭 알아야 살아갈 수 있는 것은 아니기에 소홀하게 생각되는 것은 아닌가 싶다. 이 책을 통해 시간과 관련된 학문에는 의외성이 있다는 생각을 해 본다. 전혀 관련 없이 보이는 철학이나 물리학, 생리학 등 동원되어 시간에 대한 인식을 할 수 있도록 안내하고 있다.

장마철 번개와 천둥소리가 사람들에게 인식되는 것은 빛이 먼저다. 왜 그런 차이가 생기는 것일까? 이 책은 바로 이러한 문제처럼 시간이라는 것이 인간의 감각기관에 접했을 때 어떻게 처리되어 인식하는지 그 차이가 무엇인지 등을 간략하지만 구체적으로 설명하고 있기에 쉽게 이해할 수 있다. 또한 흥미로운 것은 인간이 느끼는 가장 짧은 시간이 100분의 3초이고 가장 긴 시간이 3초라는 부분의 설명에서 관련된 다양한 분야를 이해할 수 있게 해준다. 

이처럼 ‘한권으로 충분한 시간론’에는 ‘달력’의 기준이 되는 태음력이나 태양력의 역사, 제논의 패러독스, 칸트와 베르그송의 시간에 대한 규정, 에른스트 푀펠의 시간론, 뉴톤의 절대시간과 아인슈타인의 상대시간, 공간과 시간, 운동과 시간, 브라운 운동, 시간과 엔트로피 우주시간, 호킹의 시간의 화살, 초끈이론 등 그동안 인류가 자연과 더불어 살아오며 밝혀낸 과학 탐구 영역의 다양한 분야를 통해 시간에 대한 이해를 돕고 있다. 하지만, 시간은 왜 눈에 보이지 않을까? 나 물리적으로는 시간보다 속도가 더 기본적인 것이라는 등 과학적 지식이 요구되는 부분에선 이해하기 힘든 부분이 많다. 그렇더라도 이 책이 의미를 지니는 것은 거의 무시하거나 잊고 살아가는 시간에 대한 관심을 불러일으킬만한 책의 내용과 구성이라는 점이 아닌가 싶다. 

저자는 결국 시간은 실재하지 않은 것이라도 파악한다. ‘물리적인 시간을 실재하는 어떤 것으로 생각하는 데서 모든 오해가 비롯된다는 것’에 초점을 맞추어 이를 증명하는 방향으로 이 책의 집필 의도를 잡았다고 밝히고 있다. 그래서 ‘시간은 환영‘에 불과하고 우리가 그 환영을 통해 이 세계를 보고 있다’는 것이다.

“수많은 철학자와 과학자들이 오랜 시간에 걸쳐 시간에 대하여 연구해왔지만 아직까지 시간의 본질을 완전히 해명한 사람은 없다. 이 책에서 다룬 내용들도 독자 스스로가 시간의 본질에 접근할 수 있도록 도와주는 ‘힌트’일 뿐이다.”

저자의 말처럼 시간에 대한 이해는 많은 부분에서 어려움에 봉착한다. 특히 일반인이 시간의 본질에 접근하다는 것은 더더욱 어려울 것이다. 다만, 보편적인 개념으로 생각하는 시간에 대한 우리들의 인식이 자신의 삶을 보다 충실하게 살아가고자 하는 부분에서 보다 유용하게 쓰일 수 있도록 자신을 돌아보는 것이 시간에 대한 우리들의 자세가 아닌가 싶다.

보는 것이 믿는 것이라는 말이 있다. 내 주위의 사물을 보고 지각하면서 공간속에 있는 자신을 안다. 물론 시각장애일 경우도 마찬가지다. 다른 감각을 동원해서 공간속에 차지하는 자신을느낀다. 그런데 시간은 보이지 않는다. 물론 어제의 나와 오늘의 나는 다르고 10년전의 나와 10년후의 나는 다르다. 그럼에도 시간은 무엇인지 말하기가 어렵다. 이처럼 인류가 던지는 가장 근원적 질문중 하나인 시간에 대해 질문해볼 수 있다면 유익한 시간이 될 것이다.

이 책은 고대의 시간측정방법, 태음력과 태양력, 이집트와 마야의 달력, 그레고리력 등 역사속의 시간측정을 소개하고 칸트와 베르그송등 철학과 생리, 심리학에서의 시간개념을 간단히 정리한다. 나아가 뉴턴과 아인슈타인, 호킹등의 물리학적 시간개념의 변천과정을 살펴보고 초끈이론 등등의 시간론에 관한 최신 이론들을 소개하고 있다. 말 그대로 한권으로 충분하게 보이는 시간론을 보여주고자 한다.

우리나라에서 양력을 처음으로 사용한 것은 1895년 음력 11월 17일이었다. 이 날이 1986년 양력  1월 1일이 되면서 최초로 태양력이 시행된 것이다. 이집트력으로 새해 첫날은 6월 21일 하지다. 고대 이집트인들은 나일강의 범람주기를 통해 1년의 길이가 365일인 것을 알았다. 마야인들은 0에서 19까지의 20진법을 썼는데 이들의 달력은 0일부터 시작한다. 달력이 끝나면 시간도 사라진다고 믿었던 그들은 시작인지 끝인지 알수없는 0일을 사용했다.

칸트는 ＜형이상학서설＞에서 '공간과 시간은 인간이 가진 감성의 형식적 조건에 지나지 않는다'라고 했다. 이 말은 지금의 개념으로 말하면 공간과 시간은 우리 뇌가 외부세계를 이해하기 쉽도록 해주는 개념틀이므로 물리계에는 실재하지 않는다는 뜻이다. 뉴턴에게 있어 시공간은 물리세계에 객관적으로 실재하는 엄연한 존재였던 반면 카트에게서는 뇌의 정보처리시스템에 지나지 않았던 셈이다. 베르그송은 물리학적 시간과 심리학적 시간의 두가지 시간을 정의했다. 물리학적 시간은 항상 균질하고 측정가능하며 거꾸로 흐를 수 있는 시간이며, 심리학적 시간은 항상 이질적이고 측정불가능하며 거꾸로 흐를 수 없는 시간이다.

코끼리와 쥐의 수명이 다른 것은 스케일법칙으로 설명된다. 호흡과 심박수의 경우 코끼리는 느리고 쥐는 빠르다. 그런데 이 두 동물은 어떤 시간동안의 호흡과 심박수의 비는 일정하다는 것이다. 즉 심박수/호흡수=약 4이다. 즉 두 동물 모두 심장이 네번 뛸 때마다 한번 호흡한다. 뿐 아니라 둘은 모두 일생동안 2억번정도 숨을 쉰다. 심장은 8억번 뛴다. 결국 두 동물의 일생에 대한 체감시간은 거의 같은 셈이라 할 수 있다는 것이다.

청각과 시각중 어느 것이 정보처리속도가 빠를까. 답은 청각이다. 빛은 소리보다 빨리 전달되지만 우리 눈으로 들어온 후 보인다라고 느끼기까지의 시간은 상대적으로 길다 반대로 소리는 빛보다 느리게 전달되지만 우리 귀로 들어와 들린다로 느끼기 까지 시간은 의외로 빠르다. 12m 떨어진 곳에서 빛과 소리의 정보가 동시에 출발하면 우리 뇌는 그 두가지 정보를 동시에 지각한다. 이를 테면 탁구나 스쿼시같은 종목의 선수라면 눈으로 공을 쫓는 것보다 소리에 더 민감해야한다.

푀펠의 시간론에 의하면 인간이 감지할 수 있는 가장 짧은 시간은 100분의 3초이고 감지할 수 있는 가장 긴 시간은 3초이다. 100분의 3초란 의미는 정보식별과 그 다음 반응을 결정하는 과정이 1초에 30회정도밖에 일어나지 않는다는 뜻이다. 한편 네커의 정육면체 실험은 인간이 감지할 수 있는 가장 긴 시간을 검증해준다. 네커의 큐브를 응시하다 면이 반전되지 않고 지속되는 시간을 재면 대체로 3초정도 지속됨을 알 수 있다. 음악의 주요 선율이나 우리가 하는 말의 끊어읽기 시간도 3초 간격으로 분절된다고 봐도 좋겠다. 

현대인이 알고 있는 물리적인 시간과 공간 개념은 뉴턴에 의해 확립된 것이다. 뉴턴은, 절대적이고 참되며 수학적인 시간은 어떤 외적 힘과 상관없이 그 본질에 따라 균일하게 흐른다고 하며 이를 지속이라 하였다. 그에 의하면 우주에는 절대적으로 참인 단 하나의 시간만 존재한다. 이것이 절대 시간이다. 상대적이고 일상적인 시간은 운동에 의해 측정된 감각적이고 외적인 척도로서 우리가 참된 시간 대신 사용하고 있는 것이다. 아인슈타인이후 우주에는 관측자마다 제각기 다른 여러가지 시간이 존재하게 되는데 이것을 상대시간이라고 부른다.

물리학적으로 가장 짧은 시간은 플랑크 시간이라고 하는데 이는 소수점 아래 43번째 자리에 1이 오는 엄청나게 짧은 시간이다. 반면 물리학적으로 가장 긴 시간은 우주가 앞으로 얼마나 오랫동안 존재할 수 있느냐하는 문제로 귀결된다.

호킹은 '시간이 한 방향으로만 흐르는 것'(시간의 화살)을 세가지 측면에서 보았다. 먼저 열역학적인 시간의 화살은 엔트로피가 증가하는 방향이 시간의 방향이라는 것이다. 시간은 엔트로피가 증가하는 방향으로만 흐른다. 심리학적 시간의 화살은 과거는 기억하지만 미래는 기억하지 못하는 것 처럼 인간이 느끼는 시간의 방향이다. 우리는 왜 시간의 한 방향만 기억할까. 호킹은 기억의 문제를 컴퓨터의 메모리와 비교했고 컴퓨터가 무언가를 기억할 때 반드시 열이 발생하므로 무질서도가 증가해 엔트로피가 증가한다고 주장한다. 세번째는 우주론적 시간의 화살이다. 우주는 작은 양자 우주에서 출발하여 팽창하기 시작해 지금도 계속 팽창하고 있다. 현재는 가속적으로 팽창하고 있다. 우주 팽창을 가속화시키는 에너지원은 우주상수라는 신비의 에너지다. 이는 진공에 가득 창 있는 에너지로 만유인력과 반대의 성질을 갖는다. 호킹에 의하면 탄생초기의 우주는 엔트로피가 낮았는데 시간이 지나며 복잡한 구조들이 생긴 결과 엔트로피가 증가했다고 한다.

시간은 왜 눈에 보이지 않는걸까? 그 이유에 대한 네가지 가능성은 다음과 같다.

1. 모든 소립자는 광속으로 지그재그운동을 하고 있기 때문에 주위의 시간은 처음부터 흐르지도 않았다. 주위의 시간은 원래부터 멈추어 있었던 것이다.

2. 시간이 공간과 동일한 허수시간이라면 보일지도 모르지만 현재의 우주시간은 실수시간이기때문에 보이지 않는다.

3. 인간의 뇌는 처음부터 3차원까지만 인식할 수 있는 구조로 되어 있다. 따라서 네번째의 차원인 시간은 인간이 뚜렷이 인식할 수 없다.

4. 우리는 11차원중에서 3차원의 막세계에 갇혀 살고 있다. 3차원보다 높은 차원은 3차원안의 시계나 수식에 의한 계산으로 유추하여 짐작할 수 밖에 없다.

우주는 따로 분리할 수 없게 통합된 4차원 시공간이기때문에 거기서 1차원만 따로 떼어내어 관측할 수 없다. 시간은 우리가 우주를 관측할 때 사용하는 편리한 개념틀에 지나지 않는다. 그 개념틀이 실재한다고 믿는 바람에 온갖 잘못된 인식이 생겨났다고 할 수 있다. 상대성 이론의 세계에선는 시간과 공간은 좌표축의 회전으로 섞여 버린다. 어떤 이에게는 시간성분인 것이 다른 사람에겐 공간성분이 될 수 있다. 보이지 않는다는 개념을 깊이 파고들면 궁극적으로는 시간뿐 아니라 공간이란 개념틀마저 환상에 지나지 않는다는 결론에 도달하게 된다.

우리는 살아가면서 일반적으로 시간이라고 인식하는 주요 개념의 대상은 과거, 현재, 미래라는 세 가지 틀로 이루어진 어떤 형태의 것이라 말할 수 있을 것이다. 그런데 우리가 그렇게 나누어 놓은 시간들이 결코 변하지 않는 불변의 진리라고 단정할 수는 있는 것일까. 지금도 많은 사람들은 시간과 공간을 넘어 타임머신을 타고 또 다른 세계로의 여행을 꿈꾼다. 현재까지 과학의 이론상으로는 가능하지만 실행은 불가능하다는 것으로 증명이 되었지만, 그렇다고 해서 우리의 과학적 상상력이 멈춘 것은 아닐 것이다. 인류는 오랜 세월 동안 시간이 지닌 모호함과 신비함에 다가서며 그 본질을 알고자 물리학이나 철학이라는 학문적 논리를 바탕으로, 시간을 보다 깊이 분석해보면서 좀 더 구체화 시키고 이를 어떻게 이해하고 받아들일 것인가를 놓고 많은 노력들을 기울여 왔다. 예컨대 이 책 속에서 다루고 있는 절대시간이나 상대시간의 이야기에서처럼 사람들은 일정하게 정해진 똑같은 두고도 어떤 이는 빠르게 지나간다고 생각 하는 반면에 어느 한쪽에서는 느리게 가고 있다는 상반된 경험을 하곤 한다. 물론 이와 같은 차이가 사람마다 느끼는 심리학적인 요인에 있다고 보여 지긴 하지만, 우리가 시간이라는 실체와 불가분의 관계를 맺고 있는 상황에서 여러 관점의 시각으로 “시간이 과연 무엇일까.” 하는 물음으로부터 이러한 책을 통해 두루 그 내용을 살펴본다는 것은, 단순한 지적호기심 그 자체를 넘어 그동안 시간이라는 본질에 의문을 품어왔던 수많은 과학자들과 철학자들의 이야기에서 그들은 어떤 식으로 시간을 인식하고 접근해갔으며 어떻게 정의해가고 있는지, 일목요연하게 파악해보는 것도 우리에게는 나름 의미 있는 일이 되지 않을까 싶은 생각을 해본다.

이 책은 우리가 생각하는 일반적인 개념에서의 시간을 바라보는 것과는 조금은 상이한, 시간에 접근하는 여러 학문 분야의 관점이 각기 다른 만큼, 다양한 내용들을 상세하고도 쉽게 다루어 놓아 독자들의 이해를 돕고자 했다. 사실 현실적으로 시간이 우리에게 주어지긴 했으나 누구도 직접적으로 그 흐름의 방향을 바꾸거나 이를 가감하는 식의 인위적인 제어를 할 수는 없다. 인류가 시간에 접근하고 이를 인식함에 있어서 그동안 시간을 바라보는 다양한 관점들이 있어왔는데, 이 책에서 다루는 물리학적인 측면에서 그 내용을 잠깐 살펴보자면, 유명한 세계 물리학자인 아인슈타인의 등장은 우리에게 시간에 대한 새로운 전환점을 마련해주었다는 점에서 큰 의미를 갖는다. 그가 나타나기 이전에 시간이란 개념은 우주에 단 하나만 있으며 누구에게나 다 똑같은 시간으로 인식되었었다. 그래서 시간은 일정한 방향으로 흐르며 그 속도는 변하지 않는 당시에는 신의영역으로 간주되었고 뉴턴은 이 시간을 절대시간으로 불렀지만, 아인슈타인은 시간이란 관측자에 따라 제각기 다른 시간이 존재하며 뿐만 아니라 빨라지기도 하고 느려지는 것이라고 생각했다.

이를테면 어떤 물체의 움직임이 광속에 가까워질 만큼 속도가 빨라지면 그에 따라 시간은 느리게 흐르는 것이 되며, 만약 빛의 속도와 같아진다면 시간은 정지해 있다는 것이다. 따라서 그의 말대로라면 빛보다 빠른 어떤 이동기구가 만들어진다고 했을 때, 이론에 불과한 것이지만 우리는 이를 이용해 과거나 미래를 여행 할 수 있게 된다. 이외에도 이 책이 우리에게 흥미롭게 보이는 것은 시간에 대한 철학자들의 관점들, 즉 고대 그리스 학자 제논이 제기한 네 가지 패러독스가 지닌 본질적 의미와 가치를, 그리고 시간 관리가 철저했다는 독일의 위대한 철학자 칸트의 생각을 통해 그의 시간에 대한 깊은 사유와 통찰을 엿볼 수 있으며, 더 나아가서 지금까지 공간은 3차원이고 시간은 네 번째 차원이라는 전제를 무시하고 공간은 10차원이고 시간은 열한 번째의 차원일 가능성이 높다는 우주의 원리를 설명한 초끈이론과 빅뱅 이전의 양자우주에는 허수의 시간이 있었다는 스티븐 호킹의 허수 가설의 내용은 독자들에게 충분한 흥미와 과학상식에 많은 도움을 줄 것으로 본다.

우리는 그동안 시간에 대한 극히 일반적인 사실만을 접해왔으며 때로 대수롭지 않은 것으로 생각해 온 것은 아닌지 모른다. 또한 일부 독자들은 딱딱하고 복잡한 시간의 본질을 찾아가보려 것에 대해 고리타분하게 여길 수도 있을 것이다. 그러나 우리가 이 책을 통해서 분명하게 얻을 수 있는 것 중 하나는 시간이라는 대상을 통해 미시적인 것에서부터 거시적인 것까지 폭넓은 세계관을 경험할 수 있다는 점이고, 그래서 단지 우리가 과학적인 접근뿐만이 아닌 좀 더 다양하고 현실적인 측면에서 우리에게 주어진 시간을 어떻게 규정하고 이를 어떻게 사용할 것인가를 곰곰이 다시 한 번 생각해 보게 한다는 것이다. 시간은 생각하기에 따라 실제 하는 것일 수도 있고 관념적인 것일 수도 있을 것이다. 우리는 세상의 모든 것들이 변화하고 있다는 것을 인지함으로서 비로소 시간이 있음을 느낀다. 따라서 정작 시간에 대해 우리가 중요하게 생각해야 할 것은 우리의 삶이란 유한한 시간으로 한정되어 있다는 것이고, 그런 이유로 시간을 단순히 추상화화여 생각하기보다 이를 구체화하여 작은 시간이라도 가급적 헛된 시간을 되지 않도록 노력해야 하는 것은 아닐까 싶다.