양자역학으로 할만한 얘기들이라면, 우선 토마스 쿤의 표현대로 새로운 패러다임이라는 과학사적 소개가 먼저 떠오른다. 그리고 어떻게 양자역학에 접근하거나 양자역학을 배울 수 있을까가 또 얘기거리다.
보통 상식과는 떨어진 양자세계를 탐색하기 위하여 입문서와 교양서들은 계속해서 업데이트되가면서 출판되는 것 같다. 크게 수식이 들어간 본격적이면서 친절하게 상세한 방향과 수식을 배제한 채 가까운 비유를 들면서 양자세계를 묘사하는 방향, 두가지가 있다. 어느 방향이나 흡족하게 양자역학을 다루기에는 모자란 감이 있다. 밑에 책들을 나열한 것처럼 본격적인 방식은 할게 너무 많고, 비유적인 방식은 항상 부족하기 때문에 적절한 분량으로 한권의 책으로 낸다는게 거의 불가능하기 때문이다. 그래서 한권으로 내려는 시도들은 계속해서 부족함을 충족시키려 아마 끊임없이 계속될것이다
양자역학이 성립한 변천사를 다룬 <얽힘의 시대>
수식이 들어간 본격적인 입문서들이 있다. 왼쪽은 물리강의 중 가장 유명한 파인만의 강의 제3권. 양자역학에 관련된 것이다. 그리고 오른쪽은 전문가와 비전문가들이 모여 양자역학의 수식들을 함께 설명한 책이다.
본격적인 방향에 도움이 될만한 방식이 있기는 하다. 물리학과 학생이 배우듯이 접근하는 것이다. 양자역학도 물리학과에서 배우는 중요한 커리큘럼 중 하나이고, 다른 과정에 대한 이해가 양자역학의 이해를 높이는 것은 말할 필요도 없다. 전부 다는 아니더라도 비교적 양자역학과 관련된 과정을 골라서 배우면 괜찮을 거 같다.
이름을 보자. '양자'와 '역학'으로 되어 있다. '역학'은 중력을 중심 내용으로 하는 일반역학과 통하는 내용이고, '양자'는 거시 세계에서는 별로 볼 일이 없고 그나만 가장 친숙한 '전자'와 '빛'을 들 수 있다.
전자기학 책은 공대에서도 많이 쓰지만, 물리적인 관점이 뚜렷한 전자기학 책은 따로 있다. 보통 교과서로 많이 쓰이는 Ronald Wangsness와 이론에 충실하면서 이론이 놓치기 쉬운 물리적 관점까지 시원하게 다루는 David Griffiths의 전자기가 있다.
이런 배경지식을 익힌 후에는 수학방법에 익숙해져야 된다. 이 말에는 두가지 의미가 있는데, 하나는 수학계산에 익숙져야 한다는 것과, 다른 하나는 양자역학을 성립시킨 수학방법에 대한 물리적인 의미를 고민해봐야 한다는 것이다. 그러나 이런 경지에는 쉽게 다다르지 않는다.
이런 과정을 겪고 나면 그제서야 양자역학으로만 설명할 수 있는 또다른 얘기거리가 생긴다. 예를 들면 양자 세계에서만 성립하는 구체적인 물리현상들이 그렇다. 바로 이것들이 양자역학책 후반부와 고체물리, 양자광학, 양자화학 등에 있는 내용이다.
양자역학 책은 아무래도 양자역학 원리 설명을 위한 기본서이고, 실제 물리적인 현상을 살펴 보기에는 쉽지 않다. 여러 방향으로 고체물리, 반도체물리, 양자광학, 양자화학, 저차원 물리계 등으로 파고 들면서 양자역학이 어떻게 쓰일 수 있는지 봐야 그 가치를 물리적인 맥락 속에서 파악할 수 있게 될 거 같다.
양자책을 보면서 아쉬운 것은 자잘자잘한 계산이 한번씩 끊기기(적분, 행렬, 복소수관련 계산 등등) 시작하면 겨우 잡은 흐름이 순식간에 날아가버린다는 점이다. 놀랍게도 이럴 때 필요한 수학을 모아 놓은게 있는데, 교과명으로는 수리물리학되겠다.
유명한 저자로는 Arfken 과 Boas가 있다.