'아인슈타인'에 해당되는 글 4건

  1. 2025.06.14 양자역학의 결정적 순간들 10
  2. 2020.04.21 쓸모없는 지식의 쓸모
  3. 2015.09.24 세기의 천재, 아인슈타인
  4. 2014.09.02 상대성 이론이란 무엇인가? 과연?
2025. 6. 14. 09:11
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양자역학의 결정적 순간들
시리즈는 독자들의 삶에 유용한 지식을 통해 오늘을 살아갈 지혜와 내일을 내다보는 인사이트를 제시한다. 도서뿐만 아니라 온라인 강연·유튜브·팟캐스트를 통해 최고의 지식 콘텐츠를 일상 곳곳에서 만나볼 수 있는 지식교양 브랜드이다. 『양자역학의 결정적 순간들』은 양자역학 탄생 100주년을 맞아 여전히 낯설고 어려운 분야인 양자역학을 흥미로운 과학사의 흐름 속에서 풀어낸 과학 교양서이다. 저자는 물리학의 판도를 바꾼 위대한 전환점들을 중심으로, 양자역학이 어떻게 형성
저자
박인규
출판
21세기북스
출판일
2025.06.11

 

양자역학이 뭐야?

책을 시작하면서 들었던 생각이다. 내가 다니는 회사는 반도체 회사이다. 반도체는 눈으로 보이지 않는 매우 작은 부분까지 신경을 써서 만들어야 하는 제조업인데 사실 엄청나게 확대해서 보게 되니까 작은 것도 크게 느껴지게 된다. 특히 전자 산업이기 때문에 전기적인 요소를 항상 공부를 해야 하는데 그때 나오는 내용이 양자역학들이 있다(물론 다른 역학도 있지만 공대 나온 사람들은 이미 이해를 하고 있을 것이다. 역학이라는 단어가 주는 고통(?)스러움을 말이다) 공부를 하는 입장에서 역학은 사실 1+1 수준의 내용이 아니기 때문에 이해를 하기가 아니 외우기조차 어려운 것이 사실이다. 대체 누가 이런 것을 만들었을까(원망...) 사실 만든 것이 아니라 증명을 하게 된 것이라고 보면 된다. 그 덕에 과학 기술은 엄청나게 발전이 되었으니 말이다. 책의 제목만 봐서는 살짝 거부감도 들었지만 그래도 한 번 읽어보자는 생각으로 시작했다.

 

슈뢰딩거의 고양이 아는가?

내가 알고 있는 양자역학 중에 가장 재미있는 실험인데, 양자역학으 불안전함을 비판하기 위해서 만들어진 실험이라고 한다. 완전히 밀폐된 상자 안에 고양이와 청산가리가 든 병, 방사성 물질, 가이거 계수기 망치가 들어있는 상황을 가정하고 방사성 물질이 붕괴하면 계수기가 이를 감지하고 망치가 병을 깨뜨려 청산가리가 유출되며 고양이가 죽는다. 결과만 보면 무조건 죽는 케이스인데 눈으로 보이지 않기 때문에 고양이가 살았는지 죽어 있는지 알 수 없어서 관측 전까지는 고양이의 상태가 살아있어 가 죽어있거나 하는 것이 중첩되어 있다는 이야기를 설명했다. 말장난 같은 이야기라고 생각을 할 수 있지만 우리는 눈으로 보이는 것만을 믿고 있는 세상에 살고 있다가 확률로 존재하는 세상을 만나게 되면 그런 생각을 하지 않을까? 

 

양자역학의 시작은 흑체 복사이다.

1900년 초까지 고전 물리학이 모든 물리학을 지배했었는데 그 상황에서 완전히 새로운 방향성을 제시한 것이 바로 독일의 막스 플랑크의 '흑체 복사' 라는 실험이라고 한다. 흑체 복사란 금속을 가열하면 빛이 나오는 현상을 의미하는데, 당시 가지고 있던 고전 물리학으로는 이러한 금속의 온도에 따라 빛의 스펙트럼이라고 하는 영역을 설명할 수 없다는 사실을 인지하고 고전 물리학의 오류가 있다는 사실을 증명하게 된다. 고전 물리학의 '연속적으로 이어지는 값을 갖는다'와 '물리학적인 체계는 입자와 파동으로 구성된다'라는 것에서 '불연속'이라는 것이 증명되게 되는 순간, 기존 물리학의 대원칙이 잘못되었다는 것도 같이 확인이 되었다. 이 값을 퀀텀이라고 불렀고 이로 인해 양자역학이 시작되었다고 한다. 

 

상대성 이론, 바로 그다 아인슈타인

정말정말정말 이해하기 힘든 상대성 이론. 영화에서도 가끔 나오는 내가 다른 사람보다 더 빠르게 움직인다면 나는 상대방보다 더 뒤로 갈 수 있다는 절대적인 원칙을 깨버린 그의 법칙(물론 증명만 되었지 뭔가 실질적인 것은 없다) 그리고 사실 진짜 유명한 것은 상대성 이론이 아니라 노벨물리학상을 수상했던 광전효과가 있다. 세계적인 천재인 그는 엄청난 족적을 남기고 갔는데 나중에는 핵폭탄 실험에도 참여했을 정도이니 그 능력이 정말 어마어마하지 않았나 싶다. 그럼에도 아직도 그가 설명하는 다양한 이야기는 그저 어렵다(책에 그래도 쉽게 설명이 되어 있긴 하지만 그마저도 쉽지 않은 것이 안타깝다. 내 머리가 문제라고 생각이 된다)

 

양자역학 100주년이다.

1925년에 파동이면서 입자일 수 있다는 특성을 설명하는 이론 체계를 정립했다고 하는데 그래서일까 최근 양자역학 관련 책들이 국내외적으로 많이 나오고 있다. 학자들의 입장에서는 상당히 쉽게 설명했다고 생각하는 책이지만 일반인이 생각하기에 아주 쉽게 접근하는 것이 그리 쉽지 않은 책이기도 하다. 그럼에도 알아두어야 한다고 생각이 드는 것은 해외에서는 이미 양자컴퓨터의 등장으로 세상이 바뀌고 있다는 것이다. 그저 과학 이론이나 과학자들만 알아도 되는 것에서 이제는 실생활까지 넘어오고 있는 상황. 과연 우리는 그것을 몰라도 된다고 치부할 수 있을까? 삶은 점점 길어지고 변화는 계속 오게 될 것이다. 그저 뒤처지는 것이 아니라 그것을 받아들이고 학습해야 하는 것은 어쩌면 이젠 의무이지 않을까.

 

- 출판사에서 제공받아 주관적인 시각으로 작성했습니다.

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Posted by 오르뎅
2020. 4. 21. 21:04
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세상에 쓸모없는 지식은 없다?

최근 들어서 많은 곳에서 소외 받던 철학이나 인문학도 새로운 대안으로 떠오르고 있는 마당에 세상에 쓸모없는 지식은 없다고 볼 수 있다. 그런 지식들만 모아서도 책이 나올수도 있고 그 안에서 새로운 깨달음을 얻었다는 사람이 나온 것을 본다면 분명 이런 지식은 없다고 보지만 이 책은 그런 부분을 한 번 더 내세워 보았다.

 

이 책은 과거 유명한 과학자들이 했던 행동 혹은 말 중 정말 '사소한' 부분에 대해서 저술한 내용이다. 이름들은 굉장히 유명한 사람인데 정말 이런 행동이나 말을 했었는지 여부도 알 수 없는 그런 내용이고 사실 '그래서 어쨌다는 거지?' 라는 질문이 반복해서 나오는 내용이기도 했다. 하지만 한편으로는 그 사람들이 이런 식으로 사색을 했기 떄문에 뭔가 위대한 결과가 나오지 않았을까 라는 생각을 해 본다.

 

책의 뒤를 보면 정말 화려한 문구가 있다.

'변화와 혁신을 추동하는 호기심, 자유, 상상력의 힘에 대하여' 이것만 봐서는 이 책이 거의 절대적이고 엄청난 서적으로 생각이 된다. 뒤로는 '아인슈타인, 튜링, 노이만 등 천재 과학자들의 업적을 이끈 프린스턴 고등연구소 초대 소장 플렉스너의 선구적 통찰을 만나다' 라는 문구가 있다. 그런데 내용을 읽어보면 아인슈타인의 잦은 방송출연이 못마땅하여 본인이 대신 인터뷰를 안한다는 이야기를 한다던가 하는 정말 '소소한' 이야기가 있다. 세 번을 읽어봐도 내용이 정확히 어떤 것을 의미하는지 모를정도인데 내가 이런류의 에세이를 읽어보지 않아서 발생하는 문제라고 생각이 되긴 하지만 좀 애매한 것들이 많이 있다.

 

제목은 솔직히 마음에 든다.

앞으로 우리는 더 많은 지식들이 올 것이고 실제로 나에게 필요한 지식은 많이 없을 수 있다. 하지만 그것을 오직 선별만 하다보면 편식하는 것과 같이 될텐데 위에 설명했던 세상에 쓸모없는 지식이 없듯 여러 지식을 스펀지 물 흡수하듯 빨아들이면 굉장히 유용한 아이템이 될 수 있을 것이라 생각한다. 비록 이 책이 나에게는 다소 '쓸모없는' 내용일 수는 있지만 그 시대에 그런 일이 있었다라는 것을 누구에게 알려줄 수 있는 수준은 되지 않을까?

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Posted by 오르뎅
2015. 9. 24. 22:40
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세기의 천재라고 불리는 이 분 아시지요?

상대성 이론과 광전효과 그리고 원자폭탄이라는 맨하탄 프로젝트의 대명사로 불리는 이 사람. 이 책에서는 그런 복잡하고 짜증나는 내용은 다루지 않습니다. 인간 아인슈타인에 대해서 재조명 하는 책이라고 할 수 있겠습니다. 진짜인지 아닌지는 모르겠으나 일반적으로 뇌에는 주름이라는 것이 있는데 이 주름이 다른 사람에 비해 더 많이 생성되어 있어 두뇌 회전 속도가 빠르다는 설이 있기도 합니다. 하지만 그를 단순히 천재라고 보기에는 어려운 부분이 있습니다. 흔히 천재들은 완전히 미치광이거나 혹은 사회성이 결여 되어 있는 경우가 많이 있는데 아인슈타인의 경우 그랬다고 보기에는 조금 어려운 면이 많이 있겠지요.

 

아인슈타인 이전에 가장 뛰어난 과학자라고 한다면 바로 뉴턴이라고 볼 수 있겠습니다. 고전 물리학의 창시자로 불리는 뉴턴은 아인슈타인으로서는 깨고 싶은 사람으로 볼 수 있겠습니다. 과학자들과의 논쟁을 하는 것도 좋아했지만 자신만의 독특한 방법으로 실험을 토대로 많은 가설에 의거하여 알게 된 사실들이 많아 어떤 과학자도 상상해 내지 못했던 이론들을 많이 발표하였습니다. 사실 아인슈타인하면 가장 유명한 것은 특수상대성 이론이지만 실제로 노벨상을 받은 것은 광전효과였습니다. 이 책에서 보자면 그렇게 까지만 알고 있던 저의 무지도 있긴 했는데 1922년에 광전효과로 노벨상을 받았지만 이미 그 전년도인 1921년에 상대성이론으로 노벨상 후보였다는 점, 충분했으나 해당 년도에 실험이라는 결과물이 없다하여 주지 않았다는 사실도 알게 되었습니다(신기하지요?)

 

뭐, 이제 이런 부분은 되었고, 다른 천재성 과학자들과 크게 달랐던 점은 오직 과학에만 미친 것이 아니라 바이올린 연주와 같은 음악적 재능과 더불어 스스로를 조금씩 낮춰 정치적인 영향력도 키운 사람 중 하나이며, 주변 사람들과의 관계도 원활하여 적은 있었지만 증오하는 사람은 없었던 지극히 평범한 사람 수준의 인간관계를 보여줬다고 합니다. 여느 천재 과학자 처럼 자식에게는 그리 좋은 아버지는 아니었지만 적어도 정을 뗄 정도로 무심하지는 않았다고 합니다. 그리고 특별한 스캔들이나 문제가 없었던 것으로 보아 성품이 자유분방했던 것 이외에는 좋았을 것으로 추정되기도 합니다.

 

개인적으로 그를 좋아하는 이유는 바로 '자유로운 외적모습' 이라고 할 수 있습니다. 뉴턴이든 노벨이든 생각을 하면 어떤 이미지가 딱히 떠오르는 면이 없는데, 아인슈타인 하면 떠오르는 전형적인 이미지가 있습니다. 곱슬머리에 깍다만 것 같은 수염 웃고 있는 표정까지, 전형적인 아인슈타인의 모습이었습니다. 실제로 그는 양말에 구멍이 나서 이후 평생 양말을 신지않고 다녔으며, 독일의 대통령이 왔을 떄도 맨발로 만나는 어찌보면 당시에는 굉장히 특이한 케이스의 사람이었다고 합니다. 다른 사람을 의식하지 않는 것이 어쩌면 그에게는 좀 더 연구에 집중할 수 있는 시간을 가져다 준 것이 아닌지 모르겠네요.

 

여느 과학자의 책과는 다르게 상당히 재미있습니다. 많은 인간적인 모습과 정치적인 성향 그리고 채식주의자와 전쟁에 대한 생각과 같이 평범한 사람이 생각할 수 있는 부분에 대해 나와 있는 면이 상당히 매력적인데, 평소에 아인슈타인이라는 사람에 대해서 관심이 있으셨다면 한 번쯤 '그의 인간적인 면은 어땠을까?' 를 보실 수 있습니다. 책 시작 전에 복잡한 식이 나올까봐 엄청 걱정했었는데, 솔직히 아니라서 다행이네요^^;

 

 

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Posted by 오르뎅
2014. 9. 2. 21:55
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이는 엠씨스퀘어, 상대성 이론 아시나요?

사실 과학적으로도 완전히 증명되지 못한 이론이며, 역대 노벨 물리학 수상자 중 유일하게 이론이 실제 수상한 것보다 유명한 사람입니다. 그만큼 뇌의 활동이 굉장히 뛰어난 사람입니다. 그저 부럽긴 합니다만, 그의 이론에 따라 굉장히 많은 것이 발전할 수 있었던 것도 사실입니다(그래서 이제와 그의 이론이 잘못되었다는 이야기도 나오는 것을 보면 많은 사람들이 다시 증명하기 위해 엄청난 노력을하고 있는 것 같기도 합니다)

 

상대성 이론에 대해서 네이버 검색을 해보니 정말 간단하게 나와 있는 것이 있었습니다.

시속 100km 로 달리는 기차 안에 제가 서 있습니다.

기차 안에 다른 사람이 볼 때 저는 정지해 있겠죠. 시속0km.

하지만 기차 밖에 있는 누군가가 저를 보면 전 시속 100km로 움직이고 있는 겁니다. 시속100km.

기본적인 부분만 설명 드리는 건데,

시속 0km 도 맞고, 시속 100km 도 맞다. 

이건 상대적인 거지, 절대적인 게 아니다.

 

예전에 위의 상대성 이론에 대해서 어떻게 생각을 했었냐면, 엘레베이터 안에서 내가 점프를 하면 천장에 머리를 부딪히지 않을까?(내려가면서 나는 떠 있고 엘레베이터만 움직여서) 라는 생각을 하기도 했는데, 공기의 흐름이 없는 곳에서는 의미가 없는 이론이라는 것을 꽤나 오래 지난 후에 알았습니다. 하지만 이런 단순한 이론이 블랙홀을 설명하는 데 사용이 되기도 하고 중력에 대한 변화도 설명할 수 있다고 하니, 조그마한 것에서 유추할 수 있는 능력이 정말 굉장했던 사람인 것 같습니다. 실제로 이 책과 같이 여러 가지 서적들도 많이 발간된 것을 본다면 이론만 가지고도 세상을 놀라게 했던 것은 그의 대단한 능력인 것 같습니다.

 

책을 읽다보니 아무리 쉽게 설명해 놓았다고 해도 기초적인 지식이 부족해서(심지어 이공계인데!!ㅠ) 어려웠던 부분이 많이 있었습니다. 그 때마다 네이버 박사님을 활용해서 보곤 했었는데, 그 덕에 많은 지식을 얻을 수 있었던 책이었던 것 같습니다. 조금이라도 관심이 있으신 분이 보신다면 굉장히 만족할 수 있으실테고 저처럼 사전 지식이 부족한 사람은 고등학교 물리 책을 다시 한 번 펼쳐보는 일이 필요하지 않을까 싶네요.(공부 좀 할껄..ㅠ)

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Posted by 오르뎅