공기는 주로 질소와 산소 분자로 이루어져 있습니다.
분자는 원자로 이루어져 있고,
원자는 원자핵(양성자와 중성자)과 전자로 이루어져 있습니다.
그리고 양성자와 중성자는 쿼크로 이루어져 있으며, 이 쿼크들은 글루온에 의해 서로 붙어 있습니다.
이런 식으로 계속 더 작은 것으로 분해되다 보면, 언젠가는 끝이 있어야 합니다.
무한히 더 작은 것으로 계속 나뉜다는 것은 불가능합니다.
무한 회귀(infinite regress)는 여러 문제를 일으키기 때문입니다.
(예: 각 단계마다 질량과 에너지는 어디서 오는가?)
대부분의 물리학자들은 유한한 기본 층(finite base layer)이 존재할 것이라고 기대합니다.
하지만 그 기본적인 존재는 우리가 흔히 생각하는 ‘물질’이나 ‘사물’의 형태가 아닐 수도 있습니다.
그것은 다음과 같을 가능성이 있습니다:
정보 또는 비트(양자역학과 블랙홀 물리학의 일부 해석에서 이런 방향을 제시합니다)
순수한 수학적 구조
아직 우리가 개념조차 갖지 못한 어떤 것
역사를 보면, 사람들은 이미 ‘바닥’에 도달했다고 여러 번 생각했습니다.
19세기에는 원자가 기본이라고 믿었고, 그 후에는 양성자가 기본이라고 생각했지만, 계속해서 더 깊은 층이 드러났습니다.
지금 우리도 같은 상황에 있을 가능성이 충분합니다.
결론
네, 거의 확실히 근본적인 수준(또는 그 작은 집합)이 존재할 것입니다.
현재 우리에게 가장 잘 검증된 후보는 표준모형(Standard Model)이 제시하는 쿼크, 렙톤, 보손들입니다.
하지만 끈 이론(string theory) 같은 더 깊은 이론들은 그보다 한 단계 더 기본적인 층(끈이나 브레인 등)을 제안합니다.
진짜 답을 알기 위해서는 양자중력(quantum gravity) 이론이 필요할 가능성이 큽니다.
이 질문은 물리학, 철학, 형이상학이 만나는 지점에 있습니다.
인류가 가진 가장 흥미롭고 중요한 미해결 문제 중 하나입니다.