2
부산메디클럽

[과학에세이] 시민혁명은 음의 절대온도

김광석 부산대 광메카트로닉스공학과 교수·‘감성물리’ 저자

  • 김광석 부산대 광메카트로닉스공학과 교수·‘감성물리’ 저자
  •  |   입력 : 2025-04-28 18:49:50
  •  |   본지 18면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
물의 어는점을 0도로 정한 섭씨온도에 익숙하기에 예민한 사람은 몸의 감각으로도 영하의 온도를 맞추곤 한다. 온도에 따라 풍선이 부풀거나 쪼그라들 듯 ‘샤를의 법칙’은 일정 압력 아래의 기체 부피 변화가 온도에 비례함을 알려준다. 이를테면 동네를 뛰어다니는 아이들은 넓은 공간을 점유하지만, 어르신들은 한곳에 모여서 좀처럼 움직이지 않는 이치와 같다. 열은 물질을 구성하는 원자나 분자들의 에너지기 때문이다. 따라서 온도를 계속해서 낮춘다면 결국에는 열을 전혀 지니지 않는 상태에 도달한다는 추론이 가능하며, 대략 영하 273도 근처의 이 지점을 절대온도 0K(켈빈)로 삼는다고 배운다. 그래서 0K에서는 물질의 에너지도 0이고 음의 절대온도는 불가능하다고 생각한다. 양자물리와 통계물리를 모른다면 그럴 수 있다.

하지만 양자물리는 텅빈 진공조차 에너지가 있다고 말한다. 하물며 원자들로 채워진 물질이 0K에서 에너지가 없을 리 없다. 대신 0K에서의 에너지는 열과 구분되는 양자적 불확실성의 결과다. 그렇게 액체 헬륨은 0K에서도 생명체처럼 바닥과 벽을 타고 기어갈 수 있으며, 고체 속 전자들 역시 0K에서 운동에너지를 지닌다. 이 낯선 상황을 이해하려면 열과 온도를 동일시하는 관점에서 벗어나야 한다. 온도에 대한 새로운 정의가 필요하다.

통계물리의 온도는 에너지 변화에 따른 집단의 정렬 정도를 대변한다. 이를테면 집단의 구성원은 권력의 명령(order)으로 정렬될(ordered) 수 있지만 개인의 의지에 따라 ‘복종’과 ‘저항’을 선택할 수도 있다. 합리적 판단을 보류한 수동적 ‘복종’이 음의 에너지를 가지는 것에 반해, 두려움에 맞선 능동적 ‘저항’은 양의 에너지를 지닌다. 뜨거운 가슴에서 비롯된 ‘저항’의 에너지는 ‘열’이라는 단어로 바꿔도 무방하다. 개인이 선택한 ‘복종’과 ‘저항’의 에너지를 모두 합치면 집단의 총에너지가 된다. 가령, 막 입소한 신병이나 수감자 집단의 총에너지는 모두가 ‘복종’하는 가장 낮은 음수값을 지니고, ‘복종’과 ‘저항’이 양분된 집단의 총에너지는 0이다.

이제 똑같은 총에너지를 만들어 낼 다양한 경우의 수를 고려해 보자. 모두가 ‘복종’하는 경우의 수는 단 한 가지뿐이다. 그러나 배신자가 되지 않기 위한 침묵의 ‘복종’을 거부하는 한 사람이 등장하는 경우는 구성원 수(N)만큼 많다. N명의 구성원 중에서 2명이 ‘저항’하는 경우의 수부터는 조합(NC2)의 개념을 알아야 한다. 이를테면 철수와 상욱, 상욱과 예지, 철수와 예지, 혹은 당신과 나 같은 다양한 짝의 조합이 가능하다. ‘저항’의 인원이 증가할수록 경우의 수도 증가해 구성원의 절반이 ‘저항’하는 지점에서 최대가 된다.

통계적 절대온도는 총에너지의 증가, 그러니까 ‘저항’ 인원수 증가에 따른 경우의 수 변화의 가파름에 주목한다. 가파름이 크면 온도가 낮다. 모두가 ‘복종’하는 한 가지에서 한두 명이 ‘저항’하는 여러 가지 경우의 수는 급격한 증가다. 따라서, 전원 ‘복종’의 정렬에서 이탈한 대담한 소수는 주목을 받을 수 있으며 이 집단의 온도는 낮다. 반면 이미 많은 이가 ‘저항’에 동참한 상황에서 한두 명이 더해진 경우의 수 증가는 상대적으로 작다. 따라서 정렬도가 낮아진 이 집단은 온도가 높다. 의견이 50대 50으로 양분된 집단에선 누구도 개인의 의견에 주목하지 않는다. 따라서 경우의 수 변화가 없는 ∞K다. 모두가 ‘복종’하는 차가운 독재사회에서 ∞K의 혼돈 상태로 갈수록 경우의 수 경사는 완만해지다 최고점에 도달해 평평해진다.

‘저항’의 인원이 절반을 넘긴 상황은 어떨까? ‘저항’의 일치된 의견이 점차 증가하며 경우의 수는 줄어든다. 전원 ‘복종’에서 절반의 ‘저항’을 향하며 증가하던 경우의 수 모습과 대칭을 이룬다. 즉, 경우의 수 기울기가 음(-)이다. 그러므로 시민혁명은 음의 절대온도에서 일어나며 오히려 양의 절대온도보다 더 큰 에너지가 필요하다. 시위를 지속하는 피로감과 개인적 일상의 희생도 감수해야 한다. 이렇게 권력의 부당한 명령에 맞선 시민의 반(反)정렬로 지혜로운 시민사회는 폭력 없이도 독재정권을 무너뜨린다. 우리는 지금 그 일을 해내고 있는 것이다.
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1롯데 전설 故 최동원, 야구인 최초 ‘올해의 스포츠영웅’
  2. 2[근교산&그너머] <1485> 경북 영주 ‘무섬길’
  3. 3부산불꽃축제 숙박비 2배가 기본…여전한 ‘바가지’(종합)
  4. 4신천지 의혹 역풍 휩싸인 김민석…계파갈등 격화(종합)
  5. 5“북항돔 공모사업 목숨 걸고…” 전재수 시장 완수 의지 밝혀(종합)
  6. 6尹 선거법 2심도 ‘당선 무효형’…형 확정 땐 국힘 397억원 반환(종합)
  7. 7태종대 명물 다누비 사라지나…市, 대체 운송수단 검토
  8. 8조선의 궁인데…이름도 옷도 서양식 K-사극, 판타지 세계관 확장 통할까
  9. 9전재수 시정 첫 행감…국힘, 기관장 인선 등 파상공세 예고
  10. 10비스텝 원장 6개월 공석 될 판…내년 사업 어쩌나
  1. 1신천지 의혹 역풍 휩싸인 김민석…계파갈등 격화(종합)
  2. 2전재수 시정 첫 행감…국힘, 기관장 인선 등 파상공세 예고
  3. 3부울경 全 국회의원 회생촉구 서명…노동청, 지광 출석 요구
  4. 4“왜 사회적 지탄 대상 되려하나” 김대식, 지광에 회생 동의 촉구
  5. 5與 ‘조작기소특검법’ 5일 처리 추진…국힘 “모든 안건 필버”(종합)
  6. 6국힘 “미래기금, 총선용 사금고” 민주 “세수 변동 대비 안전장치”
  7. 7김민석 “신천지 與 입당 증거 없다” 사과(종합)
  8. 8국회의원 112명 서명…원내 주요 5개 정당 동참
  9. 91호기 명단 유출 파일 'MOFA(외교부) 형식, 유출 경위 파악에 주력
  10. 10국회의원 치적 ‘또’ 홍보한 김형찬 전 강서구청장 기소
  1. 1비스텝 원장 6개월 공석 될 판…내년 사업 어쩌나
  2. 210월 세계 선박 발주량 반토막…韓 점유율은 22% ‘존재감’
  3. 3철새도래지서 즐기는 하이엔드 커피
  4. 4쿠팡 Inc 올해 누적적자 2조 육박 ‘역대 최대’(종합)
  5. 5벡스코 ‘26분 정전’ 원인은 합선…노후 전력설비 개선 추진
  6. 6美 의회 장악 민주, AI 규제하나…韓 반도체 업계 촉각
  7. 730대그룹 美 계열사 10년새 232% 급증
  8. 8대양전기공업 배당성향 30%로…주주가치 제고
  9. 9“극지연구 데이터 사업화, 기업 신성장 동력으로”
  10. 10주가지수- 2026년 11월 4일
  1. 1부산불꽃축제 숙박비 2배가 기본…여전한 ‘바가지’(종합)
  2. 2“북항돔 공모사업 목숨 걸고…” 전재수 시장 완수 의지 밝혀(종합)
  3. 3尹 선거법 2심도 ‘당선 무효형’…형 확정 땐 국힘 397억원 반환(종합)
  4. 4태종대 명물 다누비 사라지나…市, 대체 운송수단 검토
  5. 5“양산 충렬사·현충시설 관리인, 10년 연속 특정인 선발 특혜”
  6. 6오늘의 날씨- 2026년 11월 5일
  7. 7폭염에 냉방 꺼 ‘갑질 논란’ 기업, 불법 하도급 의혹 추가
  8. 8기장 리조트 참사 시공사 대표 중형 구형
  9. 9전남광주 순천대·경북 경국대 ‘지역의대’ 신설
  10. 10“제조업 AI 전환 적극적 추진…‘부산의 심장’ 활력 되찾겠다”
  1. 1롯데 전설 故 최동원, 야구인 최초 ‘올해의 스포츠영웅’
  2. 2거인 4인방 APBC(아시아프로야구챔피언십) 첫 우승 이끈다…한동희·최준용 중책
  3. 3코르다, LPGA 올해의 선수상 조기 확정
  4. 4동의대 미식축구부 타이거볼 4강 진출
  5. 5레이예스 맑음…이이무라 흐림…‘로·비’ 안갯속
  6. 62027 아시안컵 내년 12월로 연기…차기 감독 선임 여유
  7. 7KLPGA 상금왕·대상 놓고 ‘림-솔(서교림·김민솔) 대전’
  8. 8MLB 애틀랜타 김하성, 퀄리파잉 오퍼 못 받아
  9. 9박항서 향해 “김치맨”…태국 관중들 인종차별
  10. 10[뭐라노] 롯데가 스마트 야구를?
우리은행
주민자치 모범현장 가다
‘주민대표’가 건축 세부사항까지 의견…지방의회 심사 반영
10대 부산시의회 상임위 들여다보기
“학교 통폐합 지역 맞춤형으로 접근”
강동진의 도시이야기 [전체보기]
바흐를 찾아간 나, 한국을 꿈꾸는 그녀
세계유산위원회, 부산의 시간을 세계와 나누다
경제프리즘 [전체보기]
소비 아닌 문화 생산 주체 오페라하우스
한국 갯벌의 2단계 확대 등재 의미
과학에세이 [전체보기]
코뿔소 없음과 진공
지역이 기획, 국가가 지원하는 R&D 시대 열자
국제칼럼 [전체보기]
국조 대상은 조희대가 아니라 증시 참사다
개·고양이 학대는 이제 그만
기고 [전체보기]
‘성범죄 취업제한’의 사각지대
‘2028 세계디자인수도 부산’의 과제
기자수첩 [전체보기]
금고 이사장 전횡, 지금도 진행중
엘리트 자평해온 市 공무원…생중계 회의서 능력 입증을
김준희의 클래식 인사이트 [전체보기]
세레나데, 다정한 위로
여름의 끝자락, 브람스
김지윤의 우리음악 이야기 [전체보기]
다대포에서 만난 퇴계 이황
세종시대 음악이 전해진 이유
뉴스와 현장 [전체보기]
‘탈서울’ 안 된다던 원안위, 세종행에 왜 침묵하나
AX·반도체 전시회 5개 동시에 열렸는데…
도청도설 [전체보기]
선출 권력 통제
등골 프로텍터
독자 투고 [전체보기]
새로운 시작 ‘황혼 이혼’
무료 화장실 깨끗하게 쓰자
메디칼럼 [전체보기]
왜 제대로 비워지지 않는지 살펴야
개정 응급의료법이 ‘미수용 방지법’?
목지수의 도시브랜드 산책 [전체보기]
랜드마크 시스템의 시대
북항 돔구장에서 야구 보며 사우나를
박지욱의 뇌력이 매력 [전체보기]
건망증, 이렇게 잡자
운동으로 해마를 키우자
박진희의 컬처 픽 [전체보기]
‘부캉이’ 스펙터클에서 공존으로
부산 문화정책, 지금 필요한 선택
사설 [전체보기]
건강 불평등 해소한다더니…취약지역 외면한 의료버스
AI 악용 부정행위, 수능 공정성 지킬 대책 시급하다
세상읽기 [전체보기]
낯설고도 궁금했던 부산과의 첫 만남
일상으로의 초대
안재철의 연결하는 공간 [전체보기]
지구와 도시의 연결을 묻다
해양수도 부산, ‘제3의 경계 공간’
엄길청의 문전성시 [전체보기]
말과 현실이 너무 다른 부산
반도체와 부산
이보성의 미술 현장 산책 [전체보기]
두 미술관, 각자의 역할을 묻다
시장이 강해진 것일까, 비엔날레가 약해진 것일까
이상이 칼럼 [전체보기]
복지의 ‘필요 원칙’과 포퓰리즘
보건의료에서 지방정부 역할과 ‘정책 의료’
이정구의 맛과 건강 [전체보기]
미식과 오래 씹기
이제명의 오션 드림 [전체보기]
기다림에도 비용이 든다
광복 81년, 다음은 바다의 산업 주권
이홍의 세상현미경 [전체보기]
대규모 대미 투자, 기회인가 위협인가
국제질서의 지각변동과 한국의 성장경로
정쾌호의 부동산 탐구생활 [전체보기]
부산 아파트 10년, 이중 양극화와 위상 추락
미분양의 경고, 지방 맞춤 ‘출구전략’ 서둘러야
주재민의 명당을 찾아서 [전체보기]
사람은 갔어도 명당은 남아 있다
조선 8대 명당 중 하나인 정문도 묘
최태호의 와인 한 잔 [전체보기]
와인은 어떻게 마음에 남는가
추석의 식탁, 가족을 잇는 와인
특별기고 [전체보기]
‘해양수도 부산’ 토대부터 바로 놓아야
당론 따를지 역사 따를지 양심의 선택을
하순봉의 음악이야기 [전체보기]
박자와 기보
국민악파
황정수의 그림산책 [전체보기]
이대원의 ‘온정리 풍경’
유영국의 1957년 작 ‘사람’
CEO 칼럼 [전체보기]
십시일반(十匙一飯), 나눔이 만드는 연말의 온도
시민 주거안정에서 지역경제 활성화까지
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내