에드워드 위튼
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Edward Witten, 1951년 8월 26일 ~
1. 개요
미국 출신의 물리학자로 프린스턴 고등연구소의 교수이다. 유대계이다. 끈 이론, 양자 중력, 초대칭 양자장론과 그 밖의 수리물리학 분야에 공헌하였다. 물리학에 대한 업적에 더하여, 위튼의 산실은 순수 수학에도 크게 영향을 끼쳤고 역사상 최초이자 현재까지론 유일하게 물리학자가 필즈상을 수상했는데 이는 대단히 이례적인 일이다.
2004년, 타임지는 위튼이 살아있는 인간 중 가장 위대한 이론물리학자라고 격찬하였으며 이론물리학, 특히 초끈 이론에서 그의 영향력은 상당하다. h 인덱스 191의 당대 최정상급 석학이다. #
2. 생애
위튼은 미국 매사추세츠 주의 브랜다이스 대학교 역사학과 (언어학 부전공)에 입학하여 졸업한 뒤 칼럼니스트로 1972년 민주당 조지 맥거번 후보의 선거 지원 일을 하였다. 조지 맥거번 의원은 미국 정치지형에서는 거의 극좌에 해당하는 인물인데, 그가 선거에서 실패하자 위튼은 현실정치에 대단히 실망을 했고 이후에 정치와는 상관없는 진로를 모색하는 계기가 된다. [1]
이후 위튼은 위스콘신 대학교(University of Wisconsin–Madison)에서 경제학 박사를 전공하다가 한 학기 만에 관두고는, 뜬금없이 프린스턴 대학교 응용수학과 대학원을 지원한 후 물리학과 대학원으로 전과하여 3년 만인 25살에 박사 학위를 받고 하버드 펠로십을 거쳐 3년 뒤인 28세에 프린스턴의 정교수(1979~1987)로 재임하였다. 1987년부터 위튼은 프린스턴 고등연구소(IAS)의 교수를 맡고 있으며 1990년에 필즈상을 수상하였다.
그의 독특한 경력은 많은 이들에게 큰 놀라움을 주는데, 역사학 및 언어학 → 정치 저널리스트 → 경제학 → 응용수학 → 물리학 → 28세에 교수 재임이라는 희한한 진로는 그가 여러 방면에서 뛰어난 인물임을 시사한다. 반대의 경우론 허버트 사이먼이 있다.
3. M이론
현재 이론물리학에서 표준 모형의 최대 난점인 중력과 양자론 사이의 모순을 해결할 수 있는 강력한 양자 중력 이론의 후보로 끈 이론을 꼽고 있는데, 위튼은 이 끈 이론의 1인자로 평가받고 있다.
끈 이론은 열 개의 차원 중 여섯 개의 차원이 칼라비-야우 다양체의 형태로 꼬여 있다고 보는데, 1970년대 난부 요이치로, 홀거 닐센(Holger Nielsen), 레너드 서스킨드에 의해 처음 제기된 이후, 여러 어려움 속에 발전을 거듭하다가 1980년대 후반 이후에는 이렇다 할 진전 없이 정체되는 상황에 처하였다.
10차원 상에서의 끈 이론이 5가지나 존재하는 등의 모순과 그 수학적 난해성으로 인하여, 물리학자들이 끈 이론의 효용성에 대해 의심하면서 회의적인 분위기가 조성되고 있었다. 바로 이때에 위튼이 이들 5가지 끈 이론이 사실은 그보다 한 차원 더 높은 11차원에 존재하는 하나의 이론(M이론)으로 통합 가능하다는 것을 1995년 발표함으로써, 끈 이론의 2차 혁명이 시작되게 된다.
4. 필즈상 수상
위튼은 필즈상을 물리학자로서 수상하였는데, 그의 수상업적은 세 가지가 있다. 첫 번째 업적은 양자장론의 저차원 위상학에의 응용으로 이는 위상적 양자장론이라는 새로운 분야의 토대가 되었다. 두 번째 업적은 일반상대론에서 나온 "Positive energy theorem(미분기하학에서는 energy 대신 mass를 쓴 '양수 질량 정리'라고도 부른다)"이란 문제에 대한 증명으로 이것은 당시 중국 출신의 미국 수학자 야우 씽퉁이 이미 증명을 해냈고 그 업적으로 1982년 필즈상을 받기도 한 분야인데, 위튼은 스피너(spinor)라는 기법을 사용해 황당할 정도로 간단한 증명[2]을 제시했다. 세 번째는 Rigidity theorem에 관한 기여로, 위튼이 물리학의 분야를 넘어서 수학계에 영향을 끼칠 정도로 업적을 남겼기에 필즈상을 받게 되었다.그의 논문 목록들이 명확히 알려주듯이 그(위튼)는 확실한 물리학자이지만, 수학에 대한 그의 전문성은 수학자와 같으며, 물리학에 대한 아이디어를 수학적인 공식으로 정리하는 그의 능력은 매우 특별합니다. 심오하고 새로운 수학적 정리로 이어지는 그의 빛나는 물리적 통찰력은 몇 번이고 다시 수학계를 놀라게 하고 있습니다... 그는 현대 수학에 큰 영향을 끼쳤습니다. 그의 손에 들어있는 물리학은 다시 한 번 수학에 풍부한 영감의 소스와 혜안을 주고 있습니다.
- 1990년 위튼의 필즈상 수상 당시, 1966년도 필즈상 수상자 마이클 아티야의 축사. -
5. 가족과 최근 생활
위튼은 프린스턴 대학교 물리학과 출신인 키아라 내피(Chiara Nappi)와 결혼하였다. 내피는 끈 이론, 입자물리학, 수리물리학을 연구하였으며 위튼 부부는 일라나(ilana)와 다니엘라(Daniela)라는 두 딸과 라파엘(Rafael)이라는 아들을 낳았다. 일라나 위튼은 프린스턴 대학교에서 신경학(Neurology)을, 다니엘라는 스탠포드 대학교 출신으로 생물 통계학(Biostatistics)을 전공하였다.
스티븐 호킹이나 브라이언 그린처럼 연구도 하면서 책도 쓰고 방송활동도 하는 학자들과는 달리, 대외활동이 전무하다.
6. 여담
'초끈이론의 진실'의 저자 피터 보이드는 초끈이론을 비평하면서 에드워드 위튼이 잘못된 길[3]을 들어섰으면서도 이를 고치려 하지 않고 옹호하고 있고,[4] 그의 권위에 의지하여 다른 과학자들이 초끈이론을 지속시키고 있다고 비판하고 있다.