(36)
모든 것은 원자로 되어 있죠. 물리학은 모든 것을 운동으로 이해합니다. 결국 물리학에서 가장 중요한 일이 바로 원자의 운동을 이해하는 겁니다. 원자가
어떤 식으로 운동하는지를 기술하는 분야가 바로 양자역학입니다. 이제 양자역학이 얼마나 중요한 것인지
짐작하시겠죠. 한마디로 양자역학은 원자를 기술하는 학문입니다.
(50-51)
양자역학에 따르면 전자는 동시에 두 개의 구멍을 지납니다. 이런 말을 쓰기에는
상식적으로 이상하니까 물리학자들은 ‘중첩’이라는 새로운 용어를
만듭니다. 새로운 용어를 만들면 이상해도 그냥 넘어갈 수 있잖아요. 전자는
중첩된 두 개의 궤적을 지나면서 마치 파동처럼 행동합니다. 하지만 마지막으로 스크린에는 점이 한 개
찍히니까요. 과학자들은 이것을 입자의 상태로 ‘붕괴한다’라고 표현합니다.
(75)
더 작은 것을 보려면 더 센 힘의 전자기파를 보내야 합니다. 작은 것을 보려고
발사한 이 전자기파가 힘이 세서 보려고 한 것을 때리니까, 보려고 한 것이 튕겨나가면서 엉뚱한 곳으로
움직이고, 그리고 위치를 정확하게 측정하려고 하면 할수록 강한 전자기파를 쏘다 보니까 튕겨나가는 힘이
점점 더 커지고, 그래서 위치와 속도를 잘 알 수가 없는 거죠. 뉴턴역학에서
‘F=ma’, 위치와 속도라는 두 개의 정보가 있어야 예측을 할 수 있는데, 이 세계에서는 예측이라는 문제가 이런 것들 때문에 원천적으로 할 수 없게 되고 하는, 이런 것이 바로 하이젠베르크의 불확정성원리라는 거죠.
(91)
근데 그렇게 생각하는 근거가 무얼까요? 왜 고양이는 살아 있으면서 동시에 죽어
있으면 안 되는 걸까요? 이에 대한 근거는 오직 우리 경험밖에 없습니다. 단지 그런 걸 본 적이 없다는 거죠. 하지만 과학의 역사에서 경험이
옳은 적이 별로 없었다는 사실을 생각하면, 그게 옳다고 믿는 게 오히려 이상하다는 겁니다.
(98-99)
단 하나의 법칙이 있다면, 그 법칙은 다시 어디서 나왔는지를 물어봐야 하는 거
아닙니까? 궁극의 법칙이라는 것이 존재하고 그게 진정한 궁극이라면, 그것이
무엇으로부터 나오지 않아야 하기 때문에 절대로 단 하나로 귀결될 수 없다는 거예요. 즉, 그 자신으로부터 스스로 나오는, 즉 법칙이 없는 법칙이 존재하지
않는 한 궁극의 법칙은 없다는 겁니다. 신이 있다고 해서 문제가 해결되는 게 아니잖아요. 신은 누가 만들었냐는 질문이 있기 때문이죠. 이 고리를 끊으려면
스스로 존재하는 무언가가 있다는 것을 과학적으로 보여줄 수 있어야 합니다. 그런 것이 가능할까요? 무에서 유를 만들어야만 저 고리를 끊을 수 있다는 겁니다.
(108-109)
양자역학이 없으면 우리는 19세기로 돌아가야 합니다. 19세기와 20세기는 과학기술의 관점으로는 양자역학이 있느냐 없느냐로
나눌 수 있습니다. 19세기에도 열역학과 전자기학이 있겠죠. 내연기관과
전기기기가 있었다는 겁니다. 하지만 19세기에 없었던 것의
하나가 양자역학입니다. 그래서 반도체 같은 걸 이해하지 못했죠. 양자역학이
없으면 전자를 이해할 수 없으니까요. 따라서 양자역학이 없으면 단연코 컴퓨터는 없습니다. 반도체도 없고, 스마트폰도 없습니다. 지금 스마트폰이 있을 수 있는 것은 1920년대 양자역학을 이해해서
전자를 제어할 수 있었기 때문입니다. 전자를 제어할 수 있게 되었기 때문에 나온 학문이 전자공학입니다. 양자역학이 없으면 전자공학이 없어요. 전자의 운동을 기술하는 게
바로 양자역학이거든요.
(120)
일반상대성이론과 양자역학이 서로 정합적이지 않다는 것은 이미 오래전부터 알려져 있었습니다.
이 두 개를 합칠 수학적인 방법이 현재는 없습니다. 그런 의미에서는 이 둘을 동시에 고려해야
되는 물리적 상황을 기술할 이론이 없다는 뜻이에요. 예를 들면, 블랙홀
주변의 아주 작은 영역이나 빅뱅 직후의 우주와 같이 상대성이론과 양자역학을 동시에 생각해야 하는 경우죠. 중력이
강하면 일반상대론을, 작은 영역에서는 양자역학을 써야 되는 거거든요.
또 빅뱅이 시작될 때는 우주가 굉장히 작았으니까 양자역학으로 생각해야 하는데, 에너지와
질량이 엄청나게 크기 때문에 일반상대론도 고려해야 하죠. 그래서 안타깝게도 빅뱅의 순간을 이해하지 못하는
것입니다.