| [ PhilosophyThought ] in KIDS 글 쓴 이(By): broadway (독액) 날 짜 (Date): 1998년03월04일(수) 20시26분54초 ROK 제 목(Title): [품][퍼온글] 초효율 에너지 시스템 학교 종합정보시스템에 올라온 글을 올립니다. 아주 긴 글입니다. 신과학에 관한 글인 것 같습니다. 보드의 성격에 맞는지 확실하지는 않습니다만, 생각할 거리가 있다고 여겨져서 올리려고 마음먹었습니다. ...................... 심재군 (sonlight) [발췌/미내사]초효율 에너지시스템에 관해 03/02 22:44 474 line 이글은 러시아의 학자인 톰베어든의 글을 옮긴것입니다. 제가 이글을 싣는 목적은 다만 흥미로운 내용이라 소개하는 차원이고 결코 이글이 옳다고 주장하는것은 아니니 오해마시길 바랍니다.. 하여튼 이글을 읽어보면 알겠지만 이글의 저자는 현대과학의 이론에 매우 밝으며 ,또한 어줍잖은 지식을 내세워 어리석은 주장(그것이 옳은 것이든 틀린것이든)을 하는것은 아니라는 것을 알수있습니다. 통신상으론 매우 지루한 감이 드는 긴글입니다만 흥미롭게 볼수도 있을것 같군요. 다만 이글에 대한 의견을 올리려고 하신다면 긴 글이지만 이글의 마지막 글자한자까지 남김없이(주 까지도) 읽으신후 의견(반대의견이든 중립,찬성 의견이든)을 올려주시기 바랍니다. 다 읽어보지 않은 상태에서 의견을 내신다는건 책임을 다하지 않고 권리만을 찾겠다는것과 같다고 생각합니다. 또한 다 읽지 않고 의견을 올리는건 이글을 읽는 다른독자들의 판단의 자유를 구속하는 결과가 될수도 있겠죠. 에너지학(Energetics) -초효율(overunity)에너지 시스템에 관하여- 톰베어든/이경복 옮김 우리는 지난 2년 동안 초효율(overunity)에너지 분야와 관련된 연구 내용들을 지속적으로 발표 해왔다. 이 글은 초효율 에너지 분야에 대한 이론적 고찰이자 지금까지 이루어진 결과를 요약한 것이다. 여기에서는 지금까지 사용했던 '스칼라 전자기학(scalar electromagnetics)'대신에 '에너지학(energetics)'(1) 이라는 용어로 바꾸어 사용하도록 하겠다.[그림 생략] 그 이유는 '에너지학'이 여러 학문 분야를 포괄하는 용어로서 러시아 과학자들 사이에 친숙하게 사용되고 있으며 최근에는 서방 과학자들에게도 알려지기 시작했기 때문이다. 이 글은 두 부분으로 구성되어 있다. 첫 번째 부분은 초효율 에너지 시스템에 관한 이론적 배경이고 두 번째 부분은 초효율 에너지 시스템의 이용 방법에 관해서이다. 1부:초효율 에너지 시스템 *맥스웰(Maxwell)방정식은 초효율 전자기 시스템을 포함하고 있다. 대단히 놀랍게도 전자기학(electromagnetics)을 기술하고 있는 맥스웰 방정식(2) 에는 초효율 장치의 가능성이 포함되어 있었다.[그림생략] 전자기학을 연구하는 학자들은 임의로 맥스웰 방정식을 대칭적으로 게이지 변환 (regauge-포텐셜을 변화시킴)(3)하였는데 이런 기술적인 조작은 순수한 힘장 (force field)(4)을 변화 시키지 않으면서 변수들을 분리할수 있게 해주기 때문에 수학적으로 매우 깔끔한 처리가 가능하다. 그러나 만약 대칭적인 게이지 변환 대신에 비대칭적으로 맥스웰 시스템을 게이지변환 하게 되면 시스템의 포텐셜 에너지가 자유롭게 변할수 있게 되므로 힘(합력이 0이 아닌)과 초과 에너지를 얻게 된다. 이 힘과 초과 에너지가 바로 초효율 장치를 가능하게 하는것이다. *전자기력장(EM force fields)은 결과이지 원인이 아니다. 우리가 알고 있는 고전적인 전자기학은 전자기 현상의 일차적인 원인을 전자기력장(이것은 잘못된 것이다)(5)에 두고 있다. 따라서 전자기 학자들은 대칭적인 게이지 변환 과정에서 전자기력장(전자기 현상의 원인)을 변하지 않는 상태로 남아 있어야만 한다. 다른 말로 바꾸면 대칭적인 게이지 변환은 순전히 전자기 시스템을 게이지 변환 하기 전의 시스템과 같은 상태로 만들기 위해 의도되었다고 할수 있다. 이것은 억지로 짜맞춘 변환이다. 실제로 대칭적인 게이지 변환을 통하여 시스템 속에서 새로 얻어지는 힘들이 대칭적으로 맞서도록 함으로써 게이지 변환 전후의 종합적인 결과가 변함없이 유지 되는 것이다. *우리가 알고 있는 맥스웰 방정식은 헤비사이드(Heaviside)방정식이다. 맥스웰은 포텐셜 개념을 선호했다. 원래 그가 구성한 20개의 방정식(이것을 나중에 헤비사이드가 4개의 방정식으로 재구성한것이 지금 우리가 알고 있는 맥스웰 방정식이다)에는 여러 종류의 포텐셜이 포함되어 있었다. 그러나 헤비사이드(6)는 포텐셜의 실재가 무엇인지 명확하지 않다는 이유로 포텐셜(7)을 좋아하지 않았으며 전자기 이론에 포텐셜을 사용하지 말아야 한다고 주장했다. 그는 맥스웰 방정식을 백터 해석 기법으로 재구성 하는 과정에서 그의 이런 견해를 최대한 반영 했으며 그 후 학자들은 헤비사이드가 해석한 방정식을 받아들이고 사용하게 되었다. 이것은 포텐셜이 수학적인 계산의 편리를 위해서 도입되었을뿐 물리적인 실재는 아니라는 견해를 바탕으로 한 것이었다. 그러나 양자 역학이 등장하면서 포텐셜이 매우 근본적인 개념으로 자리를 잡게 되었고 힘장(force field)이 존재하지 않는 상태에서도 실제로 물리적인 효과를 일으킨다는 것이 밝혀짐(8)으로써 그 실재성을 인정받게 되었다. *맥스웰의 데몬(Demon) 맥스웰은 '데몬'(9) 이라는 계념을 가지고 있었다. 이 데몬을 사용하면 초과에너지의 발생과 이용이 개념적으로 가능하다.[그림생략] [1]용기가 두 부분으로 나뉘어져 있고 그 가운데 벽 사이에는 작은 통로가 있다. 한 종류의 기체가 통로 양쪽의 용기에 가득 차 있다. [2]작은 통로는 데몬에 의해서 작동되며 데몬은 외부로부터 에너지를 공급받지 않고 스스로 움직인다. [3]잘 아는 바와 같이 통로 양쪽에 있는 기체는 일반적인 에너지 분포를 따르고 있다. 기체 분자들이 계속해서 서로 충돌하면서 충돌의 결과로 일부 분자들은 에너지를 얻어서 '뜨거워(hot)'지고 다른 분자들은 에너지를 잃고 '차가워(cold)' 진다. 데몬은 이 분자들의 숨은 변수들을(hidden variables)추적하여 반응할수 있다. 즉, 통로 가까이로 다가오는 입자들의 에너지 상태를 파악하고 순간적으로 통로의 문을 조작할수 있다. [4]데몬은 왼쪽의 용기를 이상적인 '차가운' 용기로 선택을 하고 오른쪽의 용기는 이상적인 '뜨거운'용기로 선택을 한다. 그리고 다가오는 분자들을 관찰하여 순간적으로 통로를 조작해서 '차가운'분자들은 오른쪽에서 왼쪽으로 보내고 '뜨거운'분자들은 왼쪽에서 오른쪽으로 보낸다. 여기에서 데몬(10)은 이 시스템의 포텐셜 에너지를 비 대칭적으로 게이지 변환하기 위해 숨은 변수들을 활용하고 있다. [5]시간이 지나면 '뜨거운'분자들은 오른쪽에 우세하게 모이고 '차가운'분자들은 왼쪽에 우세하게 모인다.따라서 두 용기 사이에는 온도 차이가 존재하게 된다. [6]이제 잘 알려진 바와 같이 두 용기의 온도 차이로부터 에너지를 끌어내어 유용한 일을 할수가 있다.이 과정이 계속되어 기체 분자들이 다시 최초의 평형 상태로 되돌아 갈때까지는 데몬이 할 일이 없기 때문에 데몬은 그냥 쉬면 된다. [7]얻어진 에너지로 일을 하는 과정이 끝난후, 데몬은 다시 또다른 '프리 에너지 (free energy)'얻기 위한 작업을 시작한다. 즉 또 다른 비대칭 게이지 변환을 한다. *데몬이 존재하면 초과 에너지를 얻을 수 있다. 만약 공짜로 일을 하면서 두 용기의 기체를 확실하게 재배열(11)할 수 있는 데몬이 정말로 존재한다면 초과 에너지 시스템도 얼마든지 가능하다.그리고 이것은 일반적인 생각과는 달리 에너지 보존법칙에도 위배되지 않는다. 하나의 포텐셜을 비대칭적으로 게이지 변환함으로써 맥스웰 방정식에는 데몬이 실제로 존재할수 있다. 지금부터 전자기 학자들이 맥스웰 방정식을 재해석하고 대칭적으로 게이지 변환하는 과정에서 어떻게 데몬을 몰아냈는지를 간단히 설명하도록 하겠다. *맥스웰의 데몬 개념에 대한 반대 종종 데몬은 그 존재 자체가 영구기관이 가능함을 의미하기 때문에 정서적인 거부의 대상이 되곤 했다. 데몬 개념의 반대자들은 그와 같은 영구 기관이 자연과 물리 법칙에 위배될 뿐만 아니라 신에 의해 거부되었다고 주장하고 있다. 그들이 영구 기관과 관련된 논쟁에 있어서 주장하는 주된 근거는 시스템이 '닫혀(closed)'있거나 주변의 공간과 완벽한 평형을 유지 하고 있다는 가정에 바탕을 두고 있다. 그러나 완벽하게 '닫힌'시스템은 공간속에 지속적으로 비어 있는(empty)(12)상태를 필요로 하기 때문에 물리적으로 실재할 수 없다는 사실이 오래전부터 알려져 왔고 또 모든 시스템들이 그것을 둘러싸고 있는 주위 공간과 끊임없이 격렬한 에너지 교환을 하고 있다는 사실이 최근의 입자 물리학 분야에서 밝혀졌기 때문에 앞서 제시한 가정들은 잘못된 것으로 간주되고 있다. 즉 모든 시스템은 '열린(open)'시스템인 것이다. 따라서 전제가 틀렸기 때문에 '영구기관'(13)은 불가능하다는 결론도 당연히 잘못된 것이다. 약 2500년 전 헤라클리투스(Heraclitus)는 우주의 계속적이고 광범위한 현상을 관찰하면서 '변하지 않는 유일한 것은 변화 그 자체 뿐'이라고 설파했다. 지금의 현대 물리학적인 해석은 이것을 보다 분명하게 확인해 주고 있다. 아무런 움직임도 없는 듯이 보이는 견고한 바위도 실제로는 그것을 둘러싸고 있는 주변의 공간(양자 역학적 진공(14))과 격렬한 에너지 교환을 하면서 끊임없이 변화하고 있는 것이다. 모든 전자기적 '쌍극자(dipole)'들은 주변과의 에너지 교환을 통해 와부 공간 으로부터 초과 에너지를 자유롭게 끌어낼 수가 있고 그것은 외부의 도체 회로를 통해서 에너지 흐름으로 흘려 보낼 수가 있다. 이처럼 자연은 전자기적인 맥스웰의 데몬을 실제롤 사용하고 있으며 이것을 통해 전자기 에너지의 사용과 재사용을 끊임없이 반복함으로써 영구적인 움직임을 계속해서 보여주고 있는 것이다. *전자기학으로부터 데몬을 쫓아내기 위한 노력 지금 전자기 학자들 사이에 광범위하게 받아들여지고 있는 맥스웰 방정식의 대칭적인 게이지변환은 바로 변환의 대칭성을 가정함으로써 시작되었다. 초효율 장치들을 연구하고 있는 연구자들의 관점에서 바로본다면 이것은 매우 어리석은 가정이다. 대칭적인 게이지변환(15)을 한다는 것은,어느 한 포텐셜을 비대칭적으로 게이지화하게 되면 대칭성을 맞추기 위해서 나머지 다른 포텐셜도 비대칭적인 게이지 변환을 동시에 한다는 것을 의미한다. 다른말로 하면 자유롭게 맥스웰 데몬을 만들어 놓고서 순전히 전기 역학자들의 의도에 따라서 또 다른 데몬을 동시에 만들어내는 것이다. 즉 데몬과 반-데몬의 쌍을 동시에 만들어 내는 셈이다. 전기 역학자들은 이런 식으로 데몬의 역할을 상쇄시킴으로써 결과적으로는 데몬은 실재하지 않는다는 가정을 소극적으로 따르게 되었다. 그러나 사실은 정 반대이다. 맥스웰 데몬은 자연게 어디에나 존재한다. *코끼리의 비유,데몬과 반데몬 이제 대몬을 코끼리라고 가정해보자.하나의 코끼리는 비대칭적으로 한쪽으로 힘을 사용한다고 하자. 그리고 그 코끼리(16)는 스스로 알아서 풀을 뜯어 먹고 주변으로부터 필요한 에너지를 얻어서 일을 한다.이 코끼리는 맥스웰의 데몬처럼 스스로 일을 하는 동물이다.당신은 이 코끼리를 통해서 필요한 일을 할수 있다. 하지만 당신이 아니라 전기 역학자들이 이 코끼리를 지휘해서 움직인다고 해보자. 이때는 전기 역학자들이 대칭적으로 게이지 변환을 하기 때문에 그림(생략)에 나오는 것처럼 두 마리의 코끼리가 필요하게 된다.(두마리의 코끼리가 마주보고 서로 밀고 있는 그림) 즉 그들은 한 코끼리가 일을 할 때마다 그 코끼리와 짝을 이루어서 완전히 반대 방향으로 일을 하는 또 다른 코끼리를 도입하게 된다. 결과적으로 두 마리의 코끼리,데몬/반-데몬 시스템은 주인을 위해서 아무런 일(17)도 할 수 없게 된다. 코끼리를 지휘하여 통나무를 운반하는 일을 하는 운전자는 이와 같은 대칭적인 게이지화 시스템에서는 아무것도 할 수 없으며 코끼리로부터 어떤 유용한 일도 끌어 낼 수 없다. 만약 통나무를 운반하고 싶다면 코끼리 운전자가 직접 통나무를 나르는 수 밖에 없다. 그러나 이것은 결코 바람직한 방법이 아닐 것이다. 이 문제를 해결하기 위해서 나는 코끼리 데몬 시스템의 전문가인 나의 친구를 찾는다.[그림 생략] 그는 나에게 대칭적인 코끼리 데몬 시스템이 통나무를 운반 하는 작업에 있어서는 완전히 쓸모 없는 어리석은 시스템이라고 충고 한다. *전자기 시스템 설계자들은 반-데몬을 시스템에 포함시킬 필요가 없다. 물론 반드시 반-데몬을 포함시킬 필요는 없다. 반-데몬은,초과 에너지를 이용하여 그것으로부터 유용한 일을 끌어내기를 원하지 않는 전지 역학자들에 의해서 가정된 것에 불과하기 때문이다. 지금까지 전자기 시스템 고안자들은 공간으로부터 얻은 초과 에너지를,데몬과 반-데몬이 씩씩거리면서 땅을 박차고 맞서는 레스링 경기를 치르는데 사용해왔다. 데몬과 반-데몬간의 격렬한 투쟁에 따라서 내부의 압력은 증가하게 된다. 비대칭적인 게이지 변환(18)를 통해서 반-데몬 없이 데몬만을 만들어내면 어떻게 될까? 이것은 전기 회로에서 포텐셜(전압)을 아주 간단히 바꿀 수 있다는 것과 자기장을 변화시킬수 있다는 것을 의미한다. 비 대칭적인 게이지 변환 과정에서는 맥스웰의 데몬이 도입되어 악명높은 평형 열역학 제2 법칙이 정해 놓은 한계(12) 를 극복하게 된다. 물론 일단 데몬을 불러들인 후에는 그 데몬을 적절하게 잘 활용해야만 하며 또한 시스템의 어떤 알려지지 않은 작용이 데몬의 활동을 방해하는지를 주의 깊게 관찰해야 한다. 그렇지 않으면 유용한 에너지를 끌어내지 못하게 된다. 전자기학은 그 시작부터 맥스웰의 데몬을 가지고 있었다. 이것을 이해하고 활용하는 것은 전적으로 우리에게 달린 문제이다. *비대칭적인 게이지 변환과 '열린' 시스템 만약 시스템 고안자가 하나의 포텐셜만을 게이지 변환한다면 그 결과로 나타나는 에너지 시스템은 '열린' 시스템이며 주변으로부터 초과 에너지를 받아서 자유롭게 교환할수 있는 시스템이다. 따라서 이 시스템에서는 공간으로부터 초과 에너지를 얻을수 있으며 이경우에는 평형 열역학이 적용되지 않고 당연히 열역학 제2법칙도 성립되지 않는다. 이것이 발명가나 시스템 고안자에 의해서 정교하게 활용된다면 우리는 초효율 에너지 장치를 만들수 있다. *비평형 시스템과 초효율 어떤 시스템이 비평형 상태에 있고 주변과 에너지 교환을 하고 있다면 당연히 이 시스템은 초효율 시스템이 될수 있다. 풍차나 범선,물레방아(수차)등이 좋은 예가 될 것이다. 이경우 에너지 보존법칙은 파괴 되지 않는다. 그리고 시스템 조작자는 시스템을 가동하는데 필요한 만큼(코끼리를 지휘하는데 필요한 만큼)의 일만 해주면 된다. 지금까지 비대칭 게이지 변환이 어떻게 초과 에너지 장치를 가능하게 하는지에 대한 이론적인 배경을 살펴보았다. 이제 우리에게 남겨진 문제는 비대칭게이지 변환을 통하여 구체적인 초효율 장치를 만드는 것이다. 2부에서는 이 부분에 관해 설명하도록 하겠다. *주) (1)'에너지학'은 지금까지 저자가 오랫동안 '스칼라 전자기학'이라고 불러왔던 분야의 러시아식 용어이다.러시아에서 사용하는 '에너지학'은 무생물 시스템에 적용되는 일반적 의미의 '에너지학'과 생체 시스템에 적용되는 '생체 에너지학(bioenergetics)',그리고 정신과 인식의 영역을 다루는 '정신 에너지학(psychoenergetics)'등의 세 분야를 포괄하는 광범위한 개념이다. '에너지학'은 숨은 변수(1-1)와 관련된 스칼라 포텐셜의 내부 구조화 개념의 응용을 다루고 있으며 또 봄(David Bohm)의 양자 포텐셜(1-2)과 진공 엔진(vacuum engine)기술의 응용 및 @국소 작용과 @원격 작용 개념 모두를 포함하고 있다. @국소작용 - 물리적 사건의 전파가 빛보다 빠르지 않다고 가정하면 공간적으로 멀리 분리되어 있는 사건은 인과적으로 연결될 수 없기 때문에 임의의 사건은 그 사건과 아주 가까이 있을 때만 영향을 줄 수 있다는 개념. @원격 작용 - 서로 멀리 떨어진 두 사건이 영향을 주고 받는다는 개념. 현대 물리학은 장론(field theory)으로 대체하고 있다. *(1-1)숨은 변수(hidden variable) 양자역학을 보완해주는 추가적인 변수. 양자 역학에서는 관찰 대상에 대한 측정 결과가 확률로서만 주어지는데 반해서 숨은 변수들은 미시(microscopic) 세계의 측정 결과를 정확하게 예측 할 수 있게 해준다. 예를 들면,영(Young)의 이중 슬릿 실험에서 슬릿과 떨어져 있는 스크린에는 밝고 어두운 무늬가 교차 하면서 나타나는데, 양자 역학적 관점에서는 슬릿을 통과한 한 광자(photon)가 스크린의 어느 위치에서도 관측될 가능성이 있는 반면에 숨은 변수는 이 광자의 정확한 관측 지점을 알수 있게 해준다. 숨은 변수 개념은 양자 역학이 등장하던 초기에 양자 역학의 불확실성에 대한 대응으로 고전 역학의 결정론적 관점에서 제기되었다. 즉 양자 역학에서 말하는 불확실성은 아직 알려지지 않은(숨어있는) 변수 때문이며 이 변수가 분명하게 밝혀지면 정확한 예측이 가능하다는 것이다. 숨은 변수 이론에는 공간적으로 떨어져 있는 두 시스템이 빛의 속도보다 빠르게 정보를 주고 받을 수는 없기 때문에 그것에 따른 공간적인 제약이 따른다는 국소적(local)인 숨은 변수 이론과 봄(David Bohm)의 비국소적(non-local)인 숨은 변수 이론 등이 있다. *(1-2).비국소적(non-local)인 숨은 변수 이론과 양자 포텐셜(quantum potential) 어떤 물리적 작용이 두 공간 사이를 거치지 않으면서 시공간을 가로질러 순간적으 로 퍼져나갈수 있다는 이론. 봄은 이것으 가능하게 하는,숨은 변수들에 의해 기술되는 '어떤 것'을 제안했는데,이 '어떤 것'을 '양자 포텐셜'이라고 이름 붙였다. 양자 포텐셜에는 전 우주에서 벌어지는 물리적 상황이 구현되어 있기 때문에 각각의 입자는 다른 입자가 가지고 있는 정보를 순간적으로 받아들일수 있다. 이것은 우주의 전일적인(holistic)구조를 의미하며 양자 포텐셜이 반영되지 않는 수준(우리가 인식 하고 있는 불완전한 체계)에서만 특수 상대성 이론이 타당하다고 설명하므로 상대론과도 모순되지 않는다. 또 양자 역학적 불확정성도 이 양자 포텐셜의 요동의 결과로 설명 하고 있다. (2)맥스웰 방정식(Maxwell equation),포텐셜(petential) 영국의 물리학자인 맥스웰(1831-1879)은 패러데이(Faraday)의 전자기장 이론을 영국의 물리학자인 맥스웰(1831-1879)은 패러데이(Faraday)의 전자기장 이론을 토대로 하여 전자기학의 기초 방정식을 유도 하였는데 이 식으로부터 전자기파의 존재를 증명하고 그 속도가 광속과 같다는 사실로부터 빛도 전자기파의 하나라는 사실을 밝혔다. 맥스웰 방정식에서 E는 전기장,B는 자기장인데,이 방정식을 만족하는 E와 B를 각각 E=-(그래디언트)V-(델타A/델타B),B=(그래디언트) 크로스 A 와 같이 나타낼수 있고 이때 식에서 보여지는 V와 A를 각각 스칼라 포텐셜,백터 포텐셜이라고 한다. 크기와 방향을 동시에 가지고 있는 물리량을 백터라고 하고 크기만을 가지고 있는 물리량을 스칼라라고 하는데 V와 A에 위의 이름이 붙은것은 V와 A가 각각 스칼라와 백터의 특성을 가지고 있기 때문이다. 특히 V는 다른말로 전위(전위의 차이가 전압이다)라고도 한다. (3)대칭성,게이지 변환(regauge) 예를 들어 어떤 함수가 (+)와(-)값의 변화에 대해서 보존될때(변화가 없을때), 이함수는 (+)와(-)에 대해 대칭성이 있다고 말한다. 즉 어떤 물리량이 특정 변화에 대해 일정하게 유지될때 이 물리량은 특정한 변화에 대해 대칭을 이룬다. 일반적인 전자기학에서는 게이지변환은 전지장과 자기장을 변화시키지 않도록 의도 되었기 때문에 어떤 게이지를 써도 상관이 없으며 문제에 따라서 가장 편리한(식을 간단하게 정리 할 수 있는)게이지가 있다. (4)힘장(force field) 힘이 작용하는 공간.물체에 작용하는 힘이 물체의 위치,속도 등으로 결정될때 그 공간을 넓은 뜻으로 힘장이라고 한다. 특히 만유인력이나 정전기력의 경우 단위 질량, 단위 전하를 갖는 입자에 작용하는 힘은 공간의 위치만으로 결정되고 떨어진 거리의 제곱에 반비례해서 줄어들게 된다. (5).1959년 이후로,진공에서는 전자기력장이 존재하지 않는다는 것이 알려졌으며 이것은 고전적인 전자기 해석과는상반되는 내용이다. 실제로 진공속에 존재하는 것은 포텐셜이며 이 포텐셜은 가상입자(virtual particle)의 흐름으로 구성되어 있다. 또 전자기 현상의 일차적인 원인도 힘장이 아니라 포텐셜이다. @가상입자-실제하는 입자가 아닌 가상적으로 고려한 입자.불확정성의 원리에 의하면 입자들은 매우 짧은 시간만 존재하며 순간적으로 나타났다가 사라진다. 이 입자들은 실제로(real) 오랫동안 존재하는 입자들과 구별하기 위해 가상입자라고도 부른다. (6)헤비사이드(oliver heaviside ,1850-1925)와 맥스웰 방정식 헤비사이드는 영국의 전기공학자, 물리학자로 벡터 기법을 사용하여 맥스웰의 전자기 이론을 현대적으로 정리하였다. 맥스웰은 장(field)을 일치적인 실재 (reality)로 생각하지 않았다. '장'개념이 실재로 받아들여 진 것은 맥스웰이 죽은후에 해비사이드와 헤르쯔에 의해서였다. 그 대신에 맥스웰이 전자기학에서 가장 중요한 물리적 의미를 가지고 있는 요소로 생각했으며 포텐셜에 대해 경멸적인 시각을 갖고 있었고 심지어 방정식에서 포텐셜을 없애는 것이 최선이라고도 말했다. (7)우리가 흔히 스칼라 포텐셜이라고 알고 있는 개념은 전혀 스칼라가 아니며 다중 백터(multi vector여러개의 백터가 모여서 구성된것)의 특성을 가지고 있다. 휘태거(E.T.Whittaker)는 그의 이론에서 스칼라 포텐셜을,서로 조화를 조화를 있는 두 방향의 전자기파 쌍으로 분해하여 설명했으며 각각의 전자기파 쌍은 전자기파와 그 전자기파의 켤레 위상(phase conjugate)을 갖고 있는 파로 구성되어 있다는 것을 밝혔다. 그러므로 이 다중 전자기파(multi wave)로 채워진 공간의 에너지 밀도의 집합은 스칼라 장을 형성한다. 따라서 스칼라 포텐셜은 다중 전자기파의 집합이며 이 전자기파들이 차지하고 있는 공간의 에너지 밀도가 스칼라 포텐셜의 크기이고, 에너지 밀도의 집합(스칼라 포텐셜 자체가 아니라)이 스칼라 장을 이루게 된다. 지금까지 모든 서구의 전자기학 교재에서는 포텐셜을 에너지 밀도의 크기와 동일시하는 오류를 범해왔다. 이것은 마치 한 사람을 그 사람의 키와 동일시 하는 것과 같은 잘못을 저지르는 일이다. 어떤 사람의 키는 그 사람이 가지고 있는 여러 속성들 중의 하나일뿐이지 키가 곧 그 사람은 아니기 때문이다. (8)이것은 아하로노프-봄 효과(Aharonov-Bohm Effect)로 알려진 현상으로 부터 확인할수 있다. 일반적으로 포텐셜은 독립적인 실재성을 갖지 않는다고 알려져 왔으나 1959년에 위의 두사람은 양자역학에서 포텐셜이 매우 중요한 역학을 한다는 것을 발견했다. 그들은 두개의 전자가 간섭 현상을 일으키는 실험을 제안하여 전기장이나 자기장이 존재하지 않는 상태에서 포텐셜의 변화가 전자의 특성에 영항을 준다는 사실을 예측하였고 이것은 나중에(1986년)실험적으로 확인되었다. 고전 역학적 관점에서 보았을때 전기장이나 자기장이 없다는 것은 입자에 작용하는 힘이 없다는 것을 의미한다. (9)데몬(demon-악마,마물 혹은 도깨비등으로 번역 되기도 하지만 여기서는 그냥 데몬이라고 하겠다) 1871년에 맥스웰은 그의 '열 이론(theory of heat)'에서 초 인간적인 수문장을 가상하여 소개 하였으며 이것을 1874년에 켈빈(Kelvin)이 '데몬'이라고 이름 붙였다. 신장 관(renal tube)이 데몬의 기능을 수행하는 좋은 예이며 워벨로어 (wirbelrohr:볼텍스관 vortex tube)도 데몬의 예가 될 수 있다. 압축 공기를 워벨로어에 넣으면 관의 한 쪽에는 뜨거운 공기가 나옥 다른 쪽에서는 차가운 공기가 나오게 된다. 대칭 이론에 따르면 대칭성은 곧 보존 법칙이 성립함을 의미하며 대칭성의 파괴는 보존법칙이 깨짐을 의미한다.따라서 우리는 비 대칭적인 에너지 교환. 즉 국소적인 에너지 보존법칙이 깨지는 것이 맥스웰의 데몬(초효율 에너지 시스템)과 연관되어 있음을 알수 있다. 따라서 비 대칭적인 게이지 변환(국소적인 대칭의 파괴)은 곧 멕스웰의 데몬을 의미한다. 모든 쌍극자(dipole)들은 깨진 대칭성을 가지고 있고 쌍극자를 구성하는 각각의 전하들과 주변의 공간(진공)이 격렬한 에너지 교환을 하고 있다는 것은 이미 널려 알려진 사실이다. 이것은 쌍극자가 전기 역학적인 맥스웰 데몬 이라는것을 뜻한다. @쌍극자-매우 가까운 거리에 (+)와(-)와 극성으 가지고 있는 전하가 놓여져 있는 경우 이 두 전하를 하나로 묶어서 쌍극자 라고 한다. 서로 반대극의 자하가 놓여 있는 경우는 자기 쌍극자가 된다. (10)맥스웰의 데몬은 순간적인 선택을(비 대칭적인 게이지 변환)하는 과정에서 시스템의 에너지를 사용하지 않고 분자들을 배열할수 있다. 그러나 데몬이 존재 하지 않는다고 주장하는 사람들은 데몬이 그 자신의 역할을 수행하는데에 에너지를 필요로 한다는 사실을 지적하고 있다. 데몬은 단순히 분자들의 운동 에너지 분포를 재 배열 하는 것이며 이것을 평형 물리에서는 엔트로피가 감소 하는 것으로 본다. (11)물론 일반적으로 시스템의 에너지 분포를 재 배열 하는 데에 외부로 부터의 에너지 유입이 필요하다. 그러나 흩어지는 구조(dissipative structure)의 자기 질서화(self ordering)나 시간 역작용(time-reversal operations)의 과정처럼 특별한 시스템 조작자로 기능하는 것이 있을 경우에는 외부로부터의에너지 유입이 없어도 가능하다. 엔트로피(entropy)와 넥엔트로피(negentropy)는 에너지를 '사용'하고 '만드는'것을 뜻하며 많은 열역학자들이 이 사실을 혼동하고 있다. 거시적인 에너지(광자-photon들의 총집합)는 수많은 미시적인 에너지 요소(개개의 광자)들로 이루어져 있으며 엔트로피와 넥엔트로피는 단순히 광자배열의 '무질서화 '나 '질서화'를 의미한다.따라서 하나의 광자는 그것이 어떤 상태에 있던지간에 엔트로피와 상관없이 존재 할 수 있다. 광자 배열의 특정한 상태는 그것에 상응하 는 에너지 특성과 배열의 '틀'을 가지고 있다. 그러므로 배열의 '틀'이 바뀌어도 거시적인 에너지 집합은 변하지 않고 그대로 남아 있게 된다. 결과적으로 엔트로피와 넥엔트로피는 미시적인 에너지 요소들의 거시적 형태를 외부적인 시각에서 기술하는 용어이다. (12)아인슈타인은 그의 상대성이론의 부록에서,시공간은 그 스스로가 존재하는것이 아니라 장의 특성으로서 존재하기 때문에 만약 중력이 존재하지 않는다면 우리가 알고 있는 시공간의 구조도 존재하지 않을 것이며 따라서 중력장이 없는 텅빈공간 은 상상 할수 없다고 말했다. 한편 현대 물리학에서 말하는 진공은 양자 에너지 요동으로 가득 채워져 잇는 최저의 에너지 상태를 의미하며 이것이 무한의 단위를 가지고 있기 때문에 결론적으로 진공속에서는 거의 무한대의 에너지가 들어 있다고 볼수 있다. (13) 영구기관(perpetual motion) 일반적으로 언급하는 영구기관에는 세 종류가 있다.그러나 이것들은 기본적으로 닫힌 시스템이거나 완벽하게 평형을 유지하는 시스템을 바탕으로 했기 때문에 외부에 일을 하면서 한편으로는 스스로를 동작시켜야 한다고 가정했다.이렇게 가정 해놓고 불가능하다고 하는것은 밀짚으로 하수아비를 만들어 놓고 쓰러뜨리는것과 같은 것이다. 데몬 개념과 관련된 영구기관은 비 평형의 열린 시스템이기 때문에 얼마든지 주변으로부터 초과에너지를 얻을수 있으며 이 에너지 를 활용하여 외부에 일을 할수 있다. 이것은 기존의 영구기관 시스템과는 완전히 다른 가정에서 출발하며 이것을 가공의(fictious)영구기관이라고 부른다. 따라서 '모든 프리에너지 장치들은 영구기관이다.'라는 생각은 다음과 같이 정리되어야 한다.즉 '가능한 영구기관이 되기 위해서는 열린 시스템이어야 하며 이때에만 영구기관이 가능하다' 아무도 풍차나 물레방아 태양전지등의 실제적인 예를 부정하지는 못할 것이다. 이것들은 열린 시스템이며 분명히 허용 가능한 영구기관이다. 이 경우에 기존의 영구기관 논쟁을 적용 하는 것응 의미가 없다. 전자기 시스템에서 비 대칭적으로 게이지 변환을 하는 것도 결국은 이 범주에 해당되며 적절하게 비 대칭의 잇점을 이용할수 있도록 시스템이 고안된다면 그것이 바로 허용 가능한 영구장치가 되는 것이다. (14)영자역학적 진공과 상호작용 양자역학에 의하면 진공 속에는 아주 짧은 시간동안,수많은 입자-반입자 쌍이 생겨나고 사라지고를 반복하는 에너지 요동(fluctuation)들이 일어나고 있기 때문에 텅빈 진공도 이 요동들로 들끓고 있다. 따라서 아무것도 없는 '무'는 존재하지 않는다. 질량 자체가 평형상태를 이룰 수는 없다.평형은 질량 시스템을 둘러싼 공간과의 상호 작용을 통해서만 가능하다. 따라서 엄격하게 말해서 깨진 대칭성의 결과적인 집합인 모든 관찰 가능한 은 주변의 공간(진공)과 상호 작용을 하고 있는 열린 시스템이다. (15)대칭적인 게이지 변환에서는 시스템의 포텐셜 에너지를 자유롭게 바꾸어 줄수가 있다. 그러나 순진한 학자들은 너무 고지식하여 그 포텐셜에너지가 상쇄되는 방식으로 두번째 변환을 하기 때문에 결국은 아무런 일도 일어나지 않는다. 이런식의 대칭적인 가정이 수학적으로 매우 유용하기는 하다. (16)코끼리가 스스로 풀을 뜯어먹는다고 한다면 코끼리의 힘을 사용하기 위해서 운전가가 코끼리에게 어떤 에너지를 줄 필요는 없다. 분명히 코끼리를 운전하는데 필요한 에너지는 코끼리가 통나무를 나르면서 소모하는 에너지보다 작아야 한다. 그렇지 않다면 데몬은 의미가 없다. (17)시스템의 한쪽부분에 대항하여 다른쪽부분에 의해 행해진 일을 우리는 일(internal work)라고 한다.과학의 발전에도 불구하고 물리학자들은 아직도 '일'의 적절한 개념을 찾아내는 일에 열중하고 있다. 우리는 아직도 이 문제를 분명하게 다루지 못하고 있다. 일반적으로 에너지와 일의 관계를 '에너지는 일을 할 수 있는 능력이다'라는 식으로 정의하고 있으나 이것도 논란의 여지가 많이 있다. (18)비 대칭 게이지 변환의 효과를 구체적으로 얻을 수 있는 방법은 여러 가지가 있다. 그중에 하나는 위건드 와이어(Wiegand wire-외부 자장이 특정의 세기에 도달하면 스스로 자기적 극성을 바꿈)을 이용하는 것이고 다른 하나는 다중값을 갖는 자기 포텐셜(magnetic potential자기 시스템에서 광범위하게 나타남)을 이용하는 것이다. 지금까지는 기술자들이 이 다중값으 자기 포텐셜의 평균합이 0이 되로독 처리해 왔다. 이 두가지는 맥스웰의 데몬이라고 생각할수 있는 것들이다. (19)구체적인 전력 시스템과 그 시스템을 둘러싸고 있는 주변과의 관계에서 맥스웰 데몬은 비평형의 에너지 교환을 의미한다.이때 전력 시스템은 열린 시스템(고립된 단힌 시스템이 아니며)이며 열역학 제 2법칙의 적용을 받지 않는다. 엄밀하게 말해서 물질우주에는 고립된 닫힌 시스템이 존재하지 않는다.실제로 존재하는 것은 국소적인 평형(주위와의 에너지 교환이 평형을 이루는 상태)을 이루고 있거나 비평형 상태에 있는 시스템이다. 바로 이 국소적인 평형상태가 열역학적으로 닫힌 시스템으로 잘못 간주 되곤 한다. 맥스웰의 데몬은 반대되는 비 대칭 게이지 변환이 없는 단일한 비 대칭 게이지 변환이며 깨진 대칭성을 통해서 주위 공간과 가상입자 에너지를 교환한다. 쌍극자 에서는 이 에너지 교환이 쌍극자의 양끝을 형성하고 있는 전하를 통해서 일어나며 여기에서 얻어진 에너지가 회로를 타고 포인팅 에너지로 흘러간다. 우리가 일반적으로 사용하는 전기회로 시스템을 통해 얻는 에너지는 쌍극자가 공간에서 얻는 전체 에너지의 10-(13승)정도 밖에 않되는 매우 작은 양이다. 열역학적으로 닫힌 시스템으로 잘못 간주 되곤 한다. 맥스웰의 데몬은 반대되는 비 대칭 게이지 변환이 없는 단일한 비 대칭 게이지 변환이며 깨진 대칭성을 통해서 주위 공간과 가상입자 에너지를 교환한다. 쌍극자 에서는 이 에너지 교환이 쌍극자의 양끝을 형성하고 있는 전하를 통해서 일어나며 여기에서 얻어진 에너지가 회로를 타고 포인팅 에너지로 흘러간다. 우리가 일반적으로 사용하는 전기회로 시스템을 통해 얻는 에너지는 쌍극자가 공간에서 얻는 전체 에너지의 10-(13승)정도 밖에 않되는 매우 작은 양이다. ----------------------------- 여기 까지 입니다. |