옛날 공부 이야기
나의 전공은 원래 입자물리학(particle physics)이다. 입자물리학이란 입자들의 본성에 대해서 연구하는 물리학의 한 분야이다. 물리학의 범위가 매우 넓지만 결국 물질을 다루는 것이다. 물질을 거시적인 규모에서 다루는 사람도 있고 보다 미시적인 세계에서 다루는 사람도 있는데 입자물리학은 가장 작은 미시 세계에 대한 학문이다.
미시적인 규모에서 물질을 다루는 것에도 몇 단계가 있다. 단순히 눈에 안보이는 정도가 아니라 원자와 같이 아무리 고가의 현미경을 사용해도 제대로 보이지 않는 세계에서 노는 사람도 있다. 그러나 원자가 비록 작다고 하나 그래도 그것은 단순히 보이지 않을 뿐 일상적인 물질의 성질을 그대로 가지고 있다.
이제 원자를 더 잘게 그 구성단위들로 쪼개면 이제 이야기가 달라진다. 일상 생활에서는 그러한 구성단위들을 바로 접하는 경우가 드물며 이제 입자(particle)라는 새로운 구성단위가 등장한다. 입자란 대체로 원자를 구성하는 보다 작은 규모의 구성단위들을 의미한다. 여기에는 원자핵이나 전자와 같은 것들이 있다. 이야기가 여기서 끝이나면 얼마나 좋을까마는 그렇지 않다. 전자는 그렇지 않지만 원자핵은 그보다 더 작은 구성단위들로 이루어어져 있기 때문이다. 바로 양성자(proton)와 중성자(neutron)이다.
그런데 양성자와 중성자는 또 쿼크(quark)라고 불리는 이상한 구성단위들로 구성되어 있다. 그 이하는 아직 아무도 모른다. 어쨌거나 원자핵 이하 규모의 구성단위들이 입자들이며 그러한 입자들 중에서도 쿼크와 같이 현재로는 더 이상 쪼개질 것같이 보이지 않는 입자들을 소립자(elementary particle)라고 한다. 나의 전공은 보다 정확하게는 소립자물리학이다. 그러니 원자도 아니고 원자핵도 아닌 그보다 더 작은 것들을 다루는 물리학인 것이다.
일상 생활이 원자핵과 무슨 관계가 있을까? 쿼크와는 더욱 더 그렇다. 그러므로 대부분의 사람들에게는 소립자물리학이라고 하면 정말 구름잡는 이야기일 뿐이다. 그러면 왜 입자물리학을 공부하는가? 거시적 현상은 실제로는 입자들에 의한 미시적 현상들의 종합적인 결과이다. 따라서 입자들의 성질과 그들에 의한 미시적 현상을 이해하여야만 거시적 현상의 본질을 설명할 수 있기 때문이다.
나는 석사 과정에서 이론 입자물리학을 전공하였다. 전공이라기 보다 맛을 보았다라고 표현하는 것이 옳을 것이다. 이론 입자물리학은 물리 세계의 경험과 수학적인 기교를 접목하여 입자의 성질을 이론적으로 규명하는 것이다. 그러나 그것은 나의 취미에 그렇게 맞는 분야는 아니었다.
유학가서 박사 과정에서는 입자물리학 대신에 상대성이론을 전공하고 싶었다. 그러나 그 상대성이론이라는 것이 그야말로 배고픈 학문이었다. 연구조교에게 주는 장학금도 귀했다. 그래서 선택한 것이 실험 입자물리학이었다.
나는 컴퓨터를 이용해서 뭔가 큰 일을 하는 것을 별로 탐탁치 않게 생각하였다. 그 이유는 컴퓨터가 비인간적으로 보였고 연필과 종이의 향이 좋았기 때문이다. 그래서 그런지 연필과 종이 냄새를 좋아하여 때로는 그들을 씹곤한다. 그런데 실험 입자물리학은 나의 희망과는 정반대로 컴퓨터 분석에 전적으로 의존할 뿐만 아니라 온갖 종류의 기기와 장비를 사용하는 분야였다. 덕분에 이미 1986년부터 인터넷이라는 것을 사용하고 있었다. 물론 당시에는 개인 컴퓨터가 인터넷에 연결되어 있는 경우는 별로 없었고 컴퓨터센터에 연결된 단말기를 통하여 인터넷을 사용하고 있었다. 당시에는 지금과 같은 WWW 체계가 없었으며 윈도우가 아닌 텍스트 입출력 방식으로 컴퓨터를 사용하였다. 지금처럼 야후가 있었던 것도 아니고 인터넷은 단지 영국에 있는 테이프를 미국에서 분석하기 위해서 사용하는 학문적 도구에 불과하였다. 그러던 인터넷을 이제는 옆집 강아지까지 마우스 하나로 전세계에 숨어있는 정보를 훑어내는데 사용하고 있으니 격세지감을 느끼지 많을 수 없다.
결국 그렇게 멀리하고 싶어하던 컴퓨터와 기계들과 함께 청년 시절을 보냈으며 이제는 아예 인생을 같이하고 있다. 그런데 지나고보면 그리 나쁜 선택도 아니었던 것같다. 나이 든 사람들은 아무래도 컴퓨터에 대해서 겁을 먹기 쉽다. 그러나 나는 비록 요즘 젊은이들보다는 늦었지만 청년기를 컴퓨터와 같이 살았기 때문에 지금은 컴퓨터를 고급 장난감 정도로 대한다. 컴퓨터와 같이 한 나의 학창 시절에 대한 이야기는 HELIOS, D0, E251과 같은 내가 관여한 거대규모 실험 프로젝트별로 나누어 진다.