현실주의적 양자역학으로 아인슈타인처럼 세상 보기

아인슈타인처럼 양자역학하기 - 직관과 상식에 맞는 양자이론을 찾아가는 물리학의 모험
리 스몰린 지음, 박병철 옮김 / 김영사 / 2021년 10월

내가 과학을 좋아하는 이유는 과학이 내가 보고 있는 세상을
좀더 명료하게 설명해 줄 수 있다고 믿기 때문이다.
‘왜’라는 질문에 대답해 줄 수 있는 학문.
그 중에서도 물리학이 가장 명료한 느낌.
고등학교때 물리 선생님을 좋아했었던 영향도 있지만...??

양자역학하면 대학원에서 빛에 대해 강의를 들었던 기억이 난다.
아마도 빛을 양자물리학으로 설명하셨던 것 같은데....
어떻게 입자이면서 파동일 수 있을까 이해하지 못하고 헤매던 기억이...
그래서 이 책이 궁금했고
여상대로 나의 궁금증을 딱 풀어주는 책이다.

돌멩이와 물, 원자와 분자, 그리고 전자의 특성을
가장 정확하게 서술하는 과학이론, 양자물리학.
가장 최신 이론에 따르면 우리가 속한 세계는 ‘양자적 세계’로 설명된다.
입자이면서 파동인...

p35
사실 원자와 분자를 포함한 모든 양자는 파동성과 입자성을 동시에 갖고 있다. 물리학자가 원자의 위치를 관측하는 실험을 수행하면 원자는 자신의 정확한 위치를 알려준다. 그러나 한 번의 관측과 그다으 관측 사이, 즉 관측자가 입자를 바라보지 않는 동안에 입자의 위치를 가늠하는 것은 원리적으로 불가능하다. 특정 위치에서 입자가 발견될 확률은 관측을 하지 않는 동안 마치 파동처럼 퍼져 나가는데, 관측이 실행되기만 하면 입자는 어디선가 발견된다.

p37
100년이 다 되도록 전문가들 사이에서 의견 일치를 보지 못했다는 것은 자연의 기본적 단계에서 우리가 아직 이해하지 못한 부분이 남아 있다는 뜻이다.

저자에 따르면 지금 과학계를 지배하고 있는
아니 과학교과서에 주로 다루고 있는 양자이론은
‘반현실적 양자이론’이다.
반현실주의자들은 양자물리학은 완벽한 이론이지만
우리의 인식체계나 지식이 문제라는 관점이다.
(나의 말로 간단하게 요약하자니 너무 단순한가? ㅎㅎ
저자는 반현실적 양자이론은 신비주의에 가깝다고 비판한다. )

아인슈타인의 현실주의적 양자이론을 따르고 있는 저자는
양자물리학은 아직 완벽하고 옳은 이론이 아니며
양자역학으로는 자연을 완벽하게 설명할 수 없고
아직 확보한 지식이 부족하다고 주장한다.
그래서 평생을 아인슈타인의 연구를 따라 완벽한 이론을 찾기 위해 노력하고 있다.

과학은 완벽하고 정확한 정답을 가지고 있고
그것이 증명되어서 우리가 배우고 있다는 고정관념을 깨뜨리는 이야기.
교과서에서 나오는 이야기도 지금 한창 연구되고 있는
하나의 가설에 불과하다.
(내가 고등학교에서 배웠던 이론들이 지금은 고전적인 이론이라니...)

이 책을 읽으며 사실은 자연계에서 일어나는 많은 것들은
과학에 의해 명확히 설명되지 못하고 있다는 걸 새삼 느낀다.
그래서 과학자들은 지금도 서로 다른 가설로 세상을 설명하려고 노력하며
치열하게 이론을 세우고 또 투쟁한다.

생각보다 어렵지는 않지만
물리학에 대한 기본적인 이해가 있어야 읽을 수 있는 책.
뭐 이론적인 걸 술술 넘기며 철학서처럼 읽어도 좋다.

분자, 원자에 머물러있던 세계에 대한 이해가 조금은 전진한 느낌.
그래도 어렵긴 어렵다.
읽긴 했지만 나만의 언어로 명확하게 정리하기는 어려운 책.
뭐 과학자가 되려고 읽는 책은 아니라 이 정도 이해한 것으로 만족, 대만족!