신간 양자역학 이야기를 읽었습니다.
양자역학을 쉽고 재밌게 다룬 신간 양자역햑 이야기를 최근에 읽었습니다.
이 책은 원소 이야기를 쓴 저자 팀 제임스의 후속작인데요.
원제는 FUNDMENTAL인 양자역햑 이야기는 누구라도 이해할 수 있도록 간결하면서도 유쾌하게 빛의 개념과 시간에 관해서 풀어쓴 책입니다. 분량은 307쪽 정도로 읽는데 8시간 정도 걸렸는데요.
양자역학에 관한 배경지식이 없다고 하더라도 유머감각이 풍부한 팀 제임스의 설명을 따라가다 보면 어느새 모두 읽은 자신을 발견할 수 있습니다.
에르빈 슈뢰딩거는 그의 이론보다 사생활로 더욱 화제가 된 인물이었다. 슈뢰딩거는 괴짜인 데다 자유로운 영혼을 지닌 천재로서 50년 동안 과학, 예술, 철학을 포함한 다양한 주제에 관해 많은 글을 남겼다. 예의범절을 중요시하는 사회 안에서 이단아로 살아간 그는 아내와 애인 힐데, 애니 등 세 사람과 동시에 관계를 맺고 살았을 뿐만 아니라 적어도 두 명의 다른 여성과 자녀를 낳아 양육한 것으로 추문을 일으켰다. - 양자역학 이야기 66p
사실 물리학 분야에서도 상당히 난해하다고 알려진 양자역학이라는 학문 심지어 아인슈타인 조차도 평생을 매진한 양자역학인데, 그렇게 어려운 학문을 일반인들도 이해할 수 있도록 쉽게 풀어냈다는 점에서 양자역학 이야기는 그 의의가 있을텐데요. 우리가 사는 세상 속 숨겨진 법칙으로서의 양자역학이란 무엇인지 궁금하다면 이 책을 추천드립니다.
특히 양자역학은 현재 반도체 산업 및 나노 테크놀로지 그리고 인공지능(AI)등 첨단산업뿐만 아니라 의학분야에서도 활용되고 있기 때문에 양자역학에 대한 개괄적인 이해는 일반인에게도 매우 필요하다고 할 수 있습니다.
그러면 본격적으로 책을 살펴보기에 앞서 저자 팀 제임스에 대해 먼저 짚고 넘어가겠습니다.
양자역학 이야기의 저자 팀 제임스에 관해서 간략히 살펴보겠습니다.
저자 소개가 중요한 이유는 바로 양자역학이라는 분야가 워낙에 어렵고 생소하기 때문입니다. 믿을 수 없는 저자의 신뢰할 수 없는 지식을 잘못해서 받아들인다면 큰 문제가 생깁니다.
반면에 정확하고 풍성한 지식을 갖고 있는 양자역학 분야의 전문가 교수님이 책을 쓴다고 하더라도 정작 이해하기 어렵거나 너무 재미가 없다면 가독성이 떨어지고 끝까지 읽는 독자도 없을 것입니다.
결국 이러한 점들을 적절히 밸런스 맞춰 절충해야 할 필요성이 있는데요.
그런 점에서 팀 제임스는 양자역햑 이야기를 풀어나가는데 최적화된 작가라고 생각합니다.
팀 제임스의 전작 원소 이야기에서도 느꼈지만, 그는 자신의 생각을 글로 표현하기전에 철저하게 관련 논문을 확인하고, 인용합니다. 그러한 내용을 바탕으로 자신만의 독특하고 유머러스한 관점을 반영하여 흡입력있게 글을 쓰는데요.
아, 양자역학에서 언급하는 비유에는 대부분 상자를 열거나 닫는 내용이 포함되어 있다. 하지만 다음에는 참신한 비유를 들 생각이다. 약속한다. -양자역학 이야기 133p
원소 이야기도 그렇고, 이번 양자역햑 이야기에서도 위에서 인용한 문장에서와 같이 그의 유머와 실력이 고스란히 드러나고 있습니다.
팀 제임스의 전작 원소이야기가 궁금하다면?
사실 팀 제임스는 영국의 과학교사인데요. 그는 화학 석사학위를 받고, 원소 이야기를 썼습니다. 그런데 그의 학부 전공이 바로 컴퓨터 양자역학이었습니다. 그의 전공실력이 고스란히 이번 양자역햑 이야기에서 녹아 있다고 볼 수 있습니다.
사실 저자는 과학교사를 하면서 팟캐스트나 유튜브, 인스타그램 등을 통해 어렵게만 느껴지는 과학을 일반인들에게 널리 전파하고자 노력하는데요. 그의 책에서도 팀 제임스의 입담은 생생하게 느껴집니다.
그러면 본격적으로 양자역햑 이야기를 살펴보겠습니다.
양자역학 이야기에 대해서 조금 더 자세히 살펴보겠습니다.
최초로 빛에 관한 이론을 세운 사람은 기원전 5세기경 활동안 그리스 철학자 엠페도클레스였다. 엠페도클레스는 인간의 눈에 불타는 마법의 돌이 들어 있다고 믿었다. 얼굴에서 외부로 불빛을 뿜어내느 그 돌이 우리가 보려는 모든 사물을 밝게 비춘다는 것이었다. (중략) 엠페도클레스는 또한 오늘날에 틀린 것으로 판명된 4원소(불, 물, 공기, 흙)설을 주장했으며, 생물 다양성에 관해서 몸통없이 세상을 떠돌아다니던 팔다리가 서로 무작위로 만나 동물이 된 결과라고 설명했다.
사실상 과학사에서 엠페도클레스가 맡은 임무는 다른 사람들이 틀렸다고 주장할 황당무계한 아이디어를 제시하는 것이었다. -양자역학 이야기 14p
먼저 양자역학 이야기에서는 고대 그리스 철학자 엠페도클레스부터 현대 물리학자들까지의 역사를 다루고 있습니다. 그리고 광자와 관련된 여러 과학자들의 연구 과정을 보여주고 있는데요. 이러한 내용을 통해서 양자역학에 관한 배경지식이 없는 독자들이 쉽게 접근할 수 있도록 돕고 있습니다.
특히 다양한 그림과 도표를 활용하여 내용을 직관적으로 이해할 수 있게 하고 있는데요. 마지막에 부록 바로 앞에 양자물리학과 입자물리학의 발전을 한눈에 파악할 수 있는 양자물리학 & 입자물리학 연대기를 실어놓고 있습니다. 이것만 보아도 양자역학을 한눈에 살펴보고 머릿속에 그릴 수 있습니다.
1618년 데카르트가 빛은 플레넘을 매개로 이동하는 파동이라 제안한다.
1672년 뉴턴이 빛은 미립자로 구성되어 있다고 주장하다.
1912년 아인슈타인이 일반상대성이론을 고안했지만, 아무에게도 말하지 않는다.
1935년 슈뢰딩거가 죽었거나 살아 있는 상태의 고양이를 제안하다.
1964년 글래쇼가 맵시 쿼크를 제안하다. 분명 존재할 것이기에.
1986년 크레이머가 거래 해석을 제안하다.
1999년 김윤호가 '지연된 선택에 의한 양자 지우개' 실험으로 미래가 과거의 양자 얽힘에 영향을 준다는 것을 확실히 보여주다. 짐작건대 1986년의 크레이머에게 메세지를 보낸 것 같다.
2018년 배너가 양자 북을 만들다.
-양자역햑 이야기278~283p
그뿐만이 아닙니다. 양자역학하면 자동반사적으로 떠올리는 아인슈타인, 보어, 슈뢰딩거, 파인먼 등의 과학자들을 꼼꼼하게 다루고 있는데요. 아무래도 그들의 이야기를 듣는 것은 흥미로울 수 밖에 없습니다. 그들의 이야기뿐만이 아니라 다양한 양자역학실험들까지 다루고 있기에 추상적인 이해에 그치는 것이 아니라 구체적인 이해로 나아갈 수 있습니다.
자신이 창조한 괴물을 버린 프랑켄슈타인처럼, 56세 세계 최고 물리학자가 자신의 창조물에게서 등을 돌린 사건이 1935년 5월 5일 뉴욕타임스 헤드라인으로 실렸다. 아인슈타인은 양자역학에 대해 항상 불안감을 느꼈으며, 1935년 이후 그가 사망할 때까지 젊은 동료 네이선 로즌의 도움을 받아 양자 연구에 모든 시간을 바쳤다. -양자역학 이야기 121p
그리고 양자역학과 관련한 최신 이론과 다양한 공식들도 제시를 하고 있습니다. 이러한 내용들로 인해서 말그대로 양자역학을 재미있게 접하면서 양자역학에 관한 지식을 습득할 수 있는 책이 바로 양자역학 이야기입니다.
양자역학 이야기로 쉽고 재밌게 양자역학에 관한 교양을 쌓아보기를 추천합니다.
사실 양자역학 이후로 중고등학교 과학시간은 많이 달라졌습니다.
양자역학이 대두되기 전 교육과정을 배운 저와 같은 사람들에게는 매우 어렵고 낯설게만 느껴지는 것은 사실입니다.
그러다보니 양자역학에 관해서 자꾸만 전문가와 일반인으로 구분되고, 점점 양자역학 장벽이 높게만 쌓여가는 듯한 느낌을 받고 있습니다.
쿼크는 내부에 입자가 없으며 충격을 받으면 막대한 에너지를 방출하면서 모든 장으로 전달한다. 그리고 이때의 충격이 전자, 뮤온, 타우온, 중성미자, 반물질, 글루온, W보손, Z보손을 발생시킨다. 우리가 엄청나게 운이 좋다면, 입자들이 힉스장을 흔든 결과로 미세하게 깜빡이는 신호를 모니터에서 확인할 것이다.
그 중대한 발표가 2012년 미국 독립기념일에 사람들이 꽉 들어찬 프랑스의 한 강연장에서 진해되었다. 발표에 사용된 파워포인트 자료는 다름 아닌 '코믹 샌즈comic sans'서체로 작성되었다. 마침내 힉스 보손이 가졌으리라 예상되었던 특성을 지닌 입자가 발견되었다.
강연장에 있던 피터 힉스는 주위에서 박수갈채가 터지자 눈물을 흘렸다. 48년간의 탐색이 끝났고, 그의 가설은 입증되었다. -양자역학 이야기 259p
위에서 인용한 내용은 거대 강입자 충돌기로 힉스 보손을 발견하고 이를 발표한 피터 힉스의 이야기인데요. 이때 피터 힉스는 발표 자료를 코믹산스(코믹샌즈comic sans) 서체로 작성했다고 합니다. 코믹산스는 사실 만화책 코믹북용 폰트입니다. 그래서 논문이나 격식 있는 문서에는 암묵적으로 사용하지 않는 서체가 바로 코믹산스인데요.
피터 힉스가 코믹산스를 활용해서 발표했다는 점은 마치 이 복잡하고 어지러운 양자역학을 만화책처럼 누구나 이해하기 쉽도록 장벽을 깨부수고 싶은 욕구의 표현은 아니었을까 혼자 생각해보았습니다.
이와 비슷하게 팀 제임스는 자신의 책 양자역학 이야기를 통해 일반인들에 앞에 가로막혀 있던 양자역학 장벽을 부수는 거대한 망치처럼 느껴졌습니다. 양자역학을 전공으로 하지 않은 저와 같은 일반인들은 위의 내용들에서 큰 흥미를 느끼기 마련인 것이지요.
최근 몇년 사이에 양자역학에 관한 책이 쏟아졌고, 여러 책들을 보면 도대체 무슨 말인지 덜컥 겁부터 나기도 했는데요. 이번 팀 제임스의 양자역학 이야기를 통해 양자역학에 관한 근본적인(FUNDMENTAL) 교양을 쌓아보길 추천합니다.
감사합니다.
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