- 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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