시드니 콜먼

3. 학문적 업적 및 물리학에 대한 공헌

시드니 콜먼은 양자장론 분야의 발전에 크게 기여한 이론물리학자로, 그의 연구는 대칭성과 그 깨짐, 위상수학적 양자장론, 진공 상태의 성질 등 현대 입자물리학의 여러 핵심 주제에 걸쳐 있다.

그의 대표적인 연구로는 시공간 대칭성과 내부 대칭성의 관계를 밝힌 콜먼-만둘라 정리^[14], 양자 요동 효과를 고려한 콜먼-와인버그 포텐셜, 양자 터널링에 의한 거짓 진공의 붕괴^[16] 분석, 안정적인 비위상적 솔리톤인 Q-볼 연구 등이 있다. 이 외에도 보존화, 태드폴 분석, 콜먼 정리^[15], 티링 모형과 양자 사인-고든 방정식의 동치성 증명^[16] 등 다수의 중요한 기여를 했다.

콜먼은 명료하고 통찰력 있는 강의로도 명성이 높았으며, 이탈리아 에리체 등에서 진행된 그의 강의 중 일부는 저서 ''대칭성의 측면'' (Aspects of Symmetry)^[6]에 정리되어 출판되었다. 이 책은 양자장론을 공부하는 학생들과 연구자들에게 중요한 참고 자료로 널리 읽히고 있다.

3. 1. 콜먼-만둘라 정리 (Coleman–Mandula theorem)

3. 2. 콜먼-와인버그 포텐셜 (Coleman–Weinberg potential)

3. 3. 거짓 진공 붕괴 (False vacuum decay)

3. 4. Q-볼 (Q-ball)

3. 5. 기타 연구

• 보존화
• 콜먼-만둘라 정리^[14]
• 태드폴
• 콜먼 정리^[15]
• 티링 모형과 양자 사인-고든 방정식의 동치성^[16]
• 거짓 진공의 운명에 대한 반고전적 분석
• 콜먼-와인버그 포텐셜
• 얇은 벽 극한에서의 Q-볼
• 에리체에서의 강의, 그 중 일부는 그의 저서 ''대칭성의 측면''^[6]에 보존되어 있다.

4. 저술 활동 및 강의

1966년 안토니노 치치치의 초청으로 이탈리아 에리체의 국제 핵미립자 물리학 여름 학교에서 강의를 시작했다. 그는 1970년대와 1980년대 초반까지 이 학교에서 전설적인 강사로 명성을 얻었으며, 1979년에는 학교 창립 15주년을 기념하여 '최고 강사' 칭호를 받았다. 그의 자발적 대칭성 깨짐 설명에 사용된 '자성체 내부의 작은 사람' 비유는 널리 인용되었다.

콜먼이 에리체에서 1966년부터 1979년까지 진행한 강의들은 고전적인 입자 물리학 교재인 《대칭의 양상》(Aspects of Symmetry^영어)^[6]으로 엮여 1985년 출판되었다. 이 책은 오늘날에도 표준적인 교재로 사용된다. 콜먼은 이 책의 서문에서 에리체에서의 경험과 강의에 대해 "나는 1966년, 니노 치치치가 조직한 연례 핵미립자 물리학 학교의 네 번째 강연을 하기 위해 처음 에리체를 방문했다. 나는 에리체의 아름다움에 매료되었고, 시칠리아 문화와 역사의 깊은 층에 매료되었으며, 니노가 학생과 교수를 통제하는 철권 통치에 겁을 먹었다. 한마디로, 나는 마음을 빼앗겼고, 그 후 1~2년에 한 번씩 에리체를 방문하여 과거, 현재, 또는 적어도 핵미립자 이론과 관련된 미래에 대해 이야기했다... 이 강의들은 1966년부터 1979년까지 14년에 걸쳐 진행되었다. 양자장론의 유명한 승리, 즉 고에너지 이론가들에게는 훌륭한 시대였다. 그리고 그것은 옛 의미에서 얼마나 큰 승리였는가: 먼 곳에서 가져온 멋진 것들로 관객들이 경외감에 휩싸이고 기쁨에 웃게 만드는 영광스러운 승리의 행진이었다. 나는 그 경외감과 기쁨의 일부가 여기에 담겨 있기를 바란다."라고 회고했다.

하버드 대학교에서의 그의 강의 역시 전설적이었다. 한 양자장론^[7] 수업 수강생들은 콜먼의 모습과 함께 "신만이 아는 것이 아니라, 나도 알고 있으며, 학기 말까지 여러분도 알게 될 것입니다."와 같은 그의 유명한 인용구가 담긴 티셔츠를 만들기도 했다.

이러한 명성에도 불구하고, 콜먼 자신은 1977년 인터뷰에서 강의나 대학원생 지도에 대해 "지루하고 불쾌한 일"이며, "목에 걸린 고통"과 같다고 솔직하게 밝혔다. 그는 돈을 받기 때문에 할 뿐, 그렇지 않다면 결코 하지 않았을 것이라고 덧붙였다. 다만 데이비드 폴리처나 에릭 와인버그처럼 협력이 즐거운 학생들도 있었다고 언급했다.

1989년에는 이론 물리학의 기본 주제들에 대한 "명확하고 통찰력 있으며 영향력 있는 검토"를 인정받아 미국 국립 과학 아카데미로부터 과학적 검토를 위한 NAS 상을 수상했다.

학문적 저술 외에도, 콜먼은 SF 애호가로서 Advent 출판사의 창립 멤버였으며, ''The Magazine of Fantasy and Science Fiction''에 가끔 SF 소설 서평을 기고하기도 했다.

5. 수상 경력

6. 일화

노벨 물리학상 수상자인 셸던 글래쇼는 보스턴 글로브와의 인터뷰에서 콜먼을 다음과 같이 평가했다.

> 그는 특이한 의미에서 거인이었다. 일반 대중에게 알려지지 않았기 때문이다. 그는 스티븐 호킹이 아니다. 외부로의 가시성이 거의 없다. 그러나 이론 물리학자 커뮤니티 내에서는 그는 일종의 주요 신과 같다. 그는 물리학자들의 물리학자다.

1966년, 안토니노 치치치는 콜먼을 당시 신설된 에리체의 국제 핵미립자 물리학 여름 학교 강사로 초빙했다. 콜먼은 1970년대와 1980년대 초반까지 이 학교의 전설적인 인물로 남았으며, 1979년 학교 창립 15주년을 기념하여 "최고 강사" 칭호를 받았다. 특히 자발적 대칭성 깨짐에 대한 그의 설명은 자성체 내부에 사는 작은 사람에 비유하여 많은 이들에게 인용되었다. 그의 강의록을 엮은 《대칭의 양상》(Aspects of Symmetry^영어, 1985)은 오늘날에도 표준적인 교재로 사용된다. 콜먼은 이 책의 서문에서 에리체에서의 경험을 다음과 같이 회고했다.

> 나는 1966년, 니노 치치치가 조직한 연례 핵미립자 물리학 학교의 네 번째 강연을 하기 위해 처음 에리체를 방문했다. 나는 에리체의 아름다움에 매료되었고, 시칠리아 문화와 역사의 깊은 층에 매료되었으며, 니노가 학생과 교수를 통제하는 철권 통치에 겁을 먹었다. 한마디로, 나는 마음을 빼앗겼고, 그 후 1~2년에 한 번씩 에리체를 방문하여 과거, 현재, 또는 적어도 핵미립자 이론과 관련된 미래에 대해 이야기했다... 이 강의들은 1966년부터 1979년까지 14년에 걸쳐 진행되었다. 양자장론의 유명한 승리, 즉 고에너지 이론가들에게는 훌륭한 시대였다. 그리고 그것은 옛 의미에서 얼마나 큰 승리였는가: 먼 곳에서 가져온 멋진 것들로 관객들이 경외감에 휩싸이고 기쁨에 웃게 만드는 영광스러운 승리의 행진이었다. 나는 그 경외감과 기쁨의 일부가 여기에 담겨 있기를 바란다.

하버드 대학교에서의 콜먼의 강의는 전설적이었다. 그의 양자장론^[7] 수업을 들었던 학생들은 그의 모습과 유명한 인용구를 담은 티셔츠를 만들기도 했는데, 그중 하나는 "신만이 아는 것이 아니라, 나도 알고 있으며, 학기 말까지 여러분도 알게 될 것입니다."라는 문구였다. 그러나 이러한 명성과 달리, 그는 1977년 인터뷰에서 강의나 대학원생 지도에 대해 솔직한 심정을 밝히기도 했다.

> 나는 [가르치는 것을] 싫어한다. 당신은 그것을 일의 일부로 한다. 음, 물론 그것은 거짓이다... 아니면 내가 그것을 싫어한다고 말할 때 아마 더 진실일 것이다. ... 그러나 나는 대학원생이 없었으면 훨씬 더 행복했을 것이다. ... 가끔 협력하는 것이 즐거운 대학원생이 있다. 데이비드 폴리처와 에릭 와인버그가 그런 종류였지만, 그들은 본질적으로 거의 성숙한 물리학자들이었다. 그들은 나에게 왔을 때 매우 똑똑했다. 일반적으로 대학원생과 함께 일하는 것은 수업을 가르치는 것과 같다. 지루하고 불쾌한 일이다. 목에 걸린 고통이다. 당신은 그것을 하기 위해 돈을 받기 때문에 한다. 만약 내가 그것을 하기 위해 돈을 받지 않았다면 결코 하지 않았을 것이다.

1989년, 콜먼은 미국 국립 과학 아카데미로부터 과학적 검토를 위한 NAS 상을 수상했다. 이 상은 "부분 보존 전류, 게이지 이론, 인스턴턴, 자기 홀극 등 이론 물리학의 기본 주제에 대한 명확하고 통찰력 있으며 영향력 있는 검토"를 높이 평가했다.

2005년, 하버드 대학교 물리학과는 콜먼을 기리기 위해 양자장론 및 양자 색역학에 관한 학회인 '''"시드니페스트"'''^[10]를 개최했다.

학문적 업적 외에도 콜먼은 잘 알려진 SF 애호가였다. 그는 Advent 출판사의 창립자 중 한 명이었으며, 때때로 ''The Magazine of Fantasy and Science Fiction''에 장르 소설 서평을 기고하기도 했다.

콜먼은 1970년대 말 아내 다이애나(Diana^영어)를 만났고, 1982년 결혼했다. 그는 루이 소체병과의 오랜 투병 끝에 세상을 떠났다.

다음은 콜먼이 남긴 유명한 말들이다.

• "진실을 알기 위해서는, 천 가지 거짓을 상상해야 한다."^[17]
• "양자 중력은 결과보다 문제가 훨씬 많은 것으로 악명이 높다."^[18]

참조

_[1] 문서 List of Sidney's Forty Graduate Students https://web.archive.[...]
_[2] 웹사이트 Edward Witten – Adventures in physics and math https://web.archive.[...] 2016-10-30
_[3] 뉴스 Sidney Coleman; Harvard icon taught physics classes with wit http://www.boston.co[...]
_[4] 논문 Symmetry breaking http://www.iop.org/E[...]
_[5] 문서 Symmetry and Symmetry Breaking http://plato.stanfor[...] The Stanford Encyclopedia of Philosophy 2008
_[6] 서적 Aspects of Symmetry https://books.google[...] Cambridge University Press
_[7] 서적 Lectures on Quantum Field Theory https://www.worldsci[...] World Scientific
_[8] 인터뷰 Oral History Transcript - Interview with Dr. Sidney Coleman https://www.aip.org/[...] American Institute of Physics, Niels Bohr Library & Archives 1977-01-19
_[9] 웹사이트 NAS Award for Scientific Reviewing https://web.archive.[...] National Academy of Sciences 2011-02-27
_[10] 웹사이트 Sidneyfest - physicists' celebration of Sidney Coleman's life https://web.archive.[...]
_[11] 뉴스 Sidney Coleman Dies at 70 http://news.harvard.[...]
_[12] 웹사이트 ISFDB bibliography http://www.isfdb.org[...]
_[13] 웹사이트 Sidney Richard Coleman https://pubs.aip.org[...]
_[14] 논문 All Possible Symmetries of the S Matrix
_[15] 논문 There are no Goldstone bosons in two dimensions https://web.archive.[...] 2008-04-05
_[16] 논문 Quantum sine-Gordon equation as the massive Thirring model
_[17] 웹사이트 Reminiscences of Sidney Coleman http://media.physics[...]
_[18] 서적 Quantum Cosmology and Baby Universes https://www.worldsci[...] 1991
_[19] 문서 Edward Witten – Adventures in physics and math http://www.sns.ias.e[...]
_[20] 웹사이트 Sidney Richard Coleman https://physicstoday[...] 2008
_[21] 논문 All Possible Symmetries of the S Matrix
_[22] 논문 There are no Goldstone bosons in two dimensions https://web.archive.[...] 2008-04-05
_[23] 논문 Quantum sine-Gordon equation as the massive Thirring model https://semanticscho[...]
_[24] 서적 Aspects of Symmetry https://books.google[...] Cambridge University Press