열역학 법칙

1. 열역학 법칙의 기원

열역학 법칙이라 불리는 과학적 사실 혹은 과학법칙은 진화론에 대항할만한 가장 유력한 과학적 증거에 속한다. 두 가지의 열역학 법칙은 1850년, 즉 대략 150여 년 전에 과학적으로 사실로 발견되고 입증되었다. 이러한 법칙은 모든 과학분야 혹은 과학체계에서 기초가 된다. 그래서 이것은 모든 과학의 가장 보편적이며 기본적인 중요한 법칙이다. 과학에서의 이러한 두 가지 법칙은 지금까지의 어떠한 예외도 없는 보편적 법칙이다.

열역학 제2법칙은 카노트(Carnot), 클라우시우스(Clausius) 그리고 캘빈(Kelvin)이 1850년에 발전시킨 법칙이다. 그것의 기본 골격은 다윈이 『종의 기원』을 썼을 당시에 형성되었다. 19세기 말경에는 점차 이해될 수 있는 폭넓은 개념으로 나타나게 되었다. 이 당시에 진화론자들은 열역학 제2법칙이 갖는 광범위한 개념을 이해하지 못했다.

2. 두 가지의 열역학 법칙이란 무엇인가?

그리스어인 ‘Thermo’는 열을 의미한다. ‘Dynamis’는 에너지 혹은 힘을 의미한다. 열역학(Thermodynamics)은 열이 있는 에너지와 힘을 취급하는 학문이다. 열역학 제1 법칙은 에너지의 보존을 다룬다. 열역학 제2법칙은 에너지의 저하 및 소멸을 다룬다. 제1법칙은 지속적이며 양적으로 불변하는 총에너지를 다룬다. 제2법칙은 질적인 에너지의 저하를 다룬다. 제1법칙에 따르면 에너지의 양은 불변하고, 제2법칙에 따르면 이용 가능한 에너지는 지속적으로 쇠퇴한다는 것이다. 제1법칙에 따르면 처음부터 아무것도 창조 혹은 파멸될 수 없다. 제2법칙에 따르면 존재하는 모든 것은 저하 소멸하면서 쓸모없는 것으로 변하고, 미래의 언젠가는 완전한 무용의 상태 혹은 죽음의 상태가 된다는 것이다. 제1법칙은 에너지가 하나의 형태에서 다른 형태로 변할 수 있지만, 새로 만들어지거나 소멸될 수 없음을 나타낸다. 제2법칙은 모든 것은 지속적으로 저하하고 소멸됨을 나타낸다. 간추려 말하자면 제1법칙은 우주 속에 모든 것을 포함하는 에너지가 양적인 측면에서 불변이라는 사실을 나타내고 있고, 제2법칙은 에너지가 질적인 측면에서 지속적으로 쇠퇴한다는 사실을 나타내고 있다.

3. 생명속생설(生命續生說)

이러한 맥락에서 두 가지의 열역학 법칙만큼이나 확정적인 과학이론을 언급하여야겠다. 그것은 생명의 기원, 즉 생명은 생명에서 비롯된다는 생명속생설이다. 모든 살아있는 것은 다른 살아있는 것에서 비롯된다. 어떠한 생명체도 이러한 이론에 상충되지 않는다. 이러한 과학적 발견을 토대로 할 때 진화론자들은 최초 생명체의 존재방식을 어떻게 설명할 것인가? 확실히 진화론자들은 최초 생명체가 속생설과 맞지 않는다고 주장할 만한 과학적 근거를 갖고 있지 못하다. 생명속생설은 결코 꾸며진 것이 아니다.

4. 열역학 제1법칙에 대한 고찰

프린스턴 대학의 생물학자인 해롤드 블룸(Harold Blum)은 『시간의 화살과 진화』에서 말하기를 ”에너지란 여러 가지 형태로 나타난다. 즉 열, 빛, 운동, 기계작용, 화학에너지 등등.... 우리는 이제 물질이 에너지의 다른 형태임을 안다.....” 에너지의 다른 형태는 빛, 소리, 압력, 전기, 원자의 핵에너지, 그 밖의 등등...

열역학 제1법칙은 모든 과학법칙의 가장 기본이고, 수천 번의 과학적 실험에서 증명되었으며, 한 번의 예외도 없었다. 결론적으로 이러한 법칙에 따르면, 우주는 스스로 창조될 수 없다는 것이다. 이러한 이유 때문에 과학은 모든 존재의 기원에 대해 아무것도 알 수 없다.
 

5. 열역학 제2법칙과 의미

이것은 과학자들이 엔트로피 법칙이라 부르는 보편적 법칙이다. '엔트로피(entropy)”란 사람들이 이해하기 어려운 용어이다. 그것은 고대 그리스어에서 ‘열과 같은 어떤 것을 전환 혹은 잃어버림’을 뜻한다. 물리학에서 그것은 열을 에너지의 형태로서 다룬다. 월드 북 백과사전에서 엔트로피의 뜻을 살펴보면, ”열역학 제2법칙을 표현하는 한 가지 방법은 기계에너지가 열로 완전히 전환될 수 있지만, 열이 기계에너지로 완전히 전환될 수 없다. 엔트로피는 일할 수 없거나 기계에너지로 변화될 수 없는 무용한 열에너지이다. 에너지를 사용하는 과정에서 엔트로피는 항상 증가할 것이고, 결코 감소하지 않는다.”

다시 말해서 모든 것은 닳고, 저하하며, 늙고, 죽거나, 질서에서 무질서로 가지 않을 수 없다는 것이다. 아이삭 아시모프(Isaac Asimov)는 다음과 같이 말한다.

”열역학 제2법칙을 표현하는 또 다른 방법을 살펴보면;
우주는 지속적으로 더 무질서하게 변한다. 이러한 방법으로 볼 때 우리는 우리 안에서 제2법칙을 볼 수 있다.... 사실 우리가 해야 할 일은 아무것도 없다. 모든 것은 스스로 저하하고 타락하며 붕괴하고 사라진다. 그것이 제2법칙에 관한 전부이다.”

다윈이 이러한 사실을 모르고 그와는 반대로 빗나간 사실은 안타까운 일이다. 제2법칙에 따르면 모든 것은 목표나 계획 없이 제멋대로이거나, 무질서, 쇠퇴, 붕괴 및 혼란으로 향하여 진행한다.

과학자들은 우주가 천천히, 그러나 확실하게 '열의 소멸”로 지향한다고 말한다. 그들은 우주 전체가 저하하고 별들이 소멸하고 태양이 식어가고 있다고 말한다. 우주 전체를 통해서 열은 차갑게 변하고 원자들은 빛으로 붕괴되고 에너지는 공간으로 흩어진다.

힐버트 시글러(Hilbert Siegler)는 『진화냐 혹은 퇴보냐』p.8에서 정확하게 지적하고 있다.

”간단히 말해서 우주는 퇴보하고 있다. 이것은 우주가 감겨졌던 때 즉 창조되었던 시초가 반드시 있음을 의미한다. 그 때에 에너지는 최고의 상태이었다. 이것은 열역학 제2법칙에 의해 우리에게 강요되는 냉혹한 결론이다.”

더 이상 이용할 수 없고 쓸모없다 할지라도 여전히 존재하는 에너지는 어떻게 될까? 그것은 무용한 상태로 흩어진다. 예를 들어 차에서 배출되는 가스는 흩어져서 더 이상 쓸모가 없다. 뜨거운 스프로 된 열기는 식으면서 흩어진다. 차가워진 스프는 다시 뜨거운 스프로 되돌릴 수 없다. 열에너지는 방출되어 공간으로 흩어진다.

6. 퇴보의 예방

열역학 제2법칙에 따라 모든 존재들이 퇴보한다 하더라도 순간적으로 예방될 수 있는 경우들이 있다. 쇠퇴와 무질서는 외적 에너지의 이용과 설계자의 지식과 계획을 통해 일시적으로 예방될 수 있다.

기존의 에너지를 이용해서 열역학 제2법칙과 반대로 진행하는 실례는 태양과 물이 나무와 식물에 미치는 순간적인 영향이다. 땅 속에 심어진 씨앗이 태양으로부터 온기를 받으며 물을 흡수하여 순간적으로 싹이 나오고 성장하며 열매와 곡식과 음식을 생산한다.

제2법칙에 반대되는 또 다른 예는 설계자의 지식과 계획에 의한 것이다. 인간은 벽돌, 나무, 금속, 콘크리트로 집과 공장을 짓는다. 자동차가 만들어지고 의류가 제작된다. 그러나 결국 이러한 것들도 쇠퇴하고 저하하며 낡고 약해져서 먼지나 재로 돌아간다.

7. 열린계(Open Systems)

열역학 제2법칙과는 반대로 진화론자들은 태양의 힘을 이용하여 지구가 닫힌(폐쇄)계가 아니라, 열린(개방)계임을 말하고 싶어 한다. 열린계에서 태양은 지구상에 생명을 탄생시킨다. 그러나 우주 혹은 지구의 역사 속에서 태양이 어떠한 생명도 탄생시킨 적은 없다. 태양은 지구 위에서 6,000년에서 8,000년 정도 빛을 비추었다. 그런데 한 번도 그것이 홀로 생명을 생산시킨 적은 없다. 그러나 태양은 지구에 활력을 줄 수는 있다. 그래서 태양의 온기로 씨앗이 물을 받아 싹이 나고 성장하여 결실을 맺는다. 그러나 땅 속의 씨앗 이전의 생명과 생물의 씨앗은 창조자가 부여하신 생명에 기인한다. 만약 이것이 없다면 진화론자들이 잘못 생각하듯이 태양이 수십억 년을 비추어도 물, 흙, 모래 혹은 화학성분의 혼합물로부터 어떠한 생명도 야기될 수 없다.

만약 진화론자들이 지구를 퇴화가 예방될 수 있고 엔트로피가 줄어들 수 있는 열린계로 만들기 위해 태양의 열에 의존한다면, 그들은 태양의 열이 오히려 엔트로피를 증가시킨다는 사실을 알아야한다. 실제로 그것은 미드 웨스트에서 1988년 뜨거운 태양에서 명백히 드러났던 것처럼 퇴보를 한층 가속화한다. 통제되지 못한 열은 건설적이라기보다는 파괴적이다. 태양 빛은 진화의 개념을 도와주기보다는 기존의 것의 퇴보를 증가시킨다. 태양의 열과 빛은 달이나 화성과 마찬가지로 지구의 생명을 진화 혹은 발전시킬 수 없다. 더욱이 지구의 생명은 태양의 자외선을 차단하는 오존층이 없이는 불가능하다.