직감하는 양자역학 - 우주를 지배하는 궁극적 구조를 머릿속에 바로 떠올리는 색다른 물리 강의
마쓰우라 소 지음, 전종훈 옮김, 장형진 감수 / 보누스 / 2022년 9월
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과학에 관심이 많고.

물리학에 관심이 많고.

특히나 양자역학에 대해 알고 싶은데...

도통 뭔 소리인지...

20세기의 천재 과학자로 꼽히는 리처드 필립 파인먼도 양자역학을 강의하면서 이런 얘기를 했다고 하지 않은가.

"양자역학을 제대로 이해한 사람이 세상에 아무도 없다는 사실만큼은 자신 있게 말할 수 있다."

맞아!

직관으로 이해할 수 없는 게 사실인가 보다!

그럼 어떻게 해야 할까...?

'마쓰우라 소'는 양자역학을 감각적으로 체득하자고 말하였습니다

복잡한 방정식과 논리를 넘어

물리학자의 직감적 이해에 도달하라!

정말 직감적으로 파악하고 이해할 수 있을까?

여전히 의문스럽지만 책을 읽고 나면 뭔가 알게 되지 않을까...

평범한 상식과 직감을 버리고

새로운 양자 직감을 익히는 지적 모험

직감하는 양자역학



우선 우리의 일상적인 세계관이 얼마나 깊이 고전물리학에 뿌리내리고 있으며, 양자가 고전물리학에서 얼마나 떨어져 있는지를 분명히 하기 위해 뉴턴역학의 토대를 받치는 견해를 설명하고 있었습니다.

가상 입자인 질점의 정해진 위치에서 운동량을 구하면 질점의 그다음 위치와 속도를 알 수 있는, 너무나 당연하며 우리가 직감적으로 이해하는 세계 인식과도 부합합니다.

여기까지는 너무나도 잘 알고 이해도 되고 스스로 뿌듯함도 느끼게 되지만...

양자역학에서는 이 상식이 여지없이 무너지게 됩니다.

와르르...

양자는 입자인가 파동인가

양자를 접하게 되면 한 번은 마주하게 되는 의문이지 않나.

사실 이에 대한 논쟁도 양자라는 존재를 입자나 파동과 같이 오감으로 익힌 개념에 억지로 끼워 맞추려고 해서 발생한 혼란이라는데...

그렇기에 우리는 기존 틀로는 양자를 표현할 수 없다는 사실을 적극적으로 인정하고, 양자를 올바르게 표현하는 경험을 쌓아야 함을 일러주었습니다.

그래야만 '양자의 직감적 이해'에 도달할 수 있기에.

이것은 결국, 이런 일상이 정말 일상으로 남으려면, 그리고 우리가 세상을 이렇게 인식하려면 빛과 물질이 입자인 동시에 파동인 양자여야 한다는 뜻이다. 일상 풍경에 양자의 모습이 확실하게 담겨 있다고 느낄 수 있겠는가?

세상의 근본에 양자가 있다고 알게 된 지금, 세상을 이해하고 싶으면 양자가 어떤 원리에 근거해서 움직이는 존재인지 시선을 돌리지 말고 바라봐야만 한다. - page 92

양자역학에는 여러 모습이 있었습니다.

행렬로 표시한 위치와 운동량이 변화하는 행렬역학

상태 벡터가 파동처럼 전하되는 파동역학

입자 한 개가 가능한 모든 경로를 동시에 통과하는 경로적분

이 외에도 입자가 노이즈 속을 통과한다고 생각하는 확률과정 양자화, 파일럿 파 이론 등 다양한 양자역학이 있었습니다.

이를 비유한 그림이 있었는데 '양자역학'이라는 산을 다른 위치에서 바라볼 때 보이는 풍경.



양자의 운동이란 행렬의 운동이며, 파동함수의 운동이며, 가능한 모든 경로를 통과하는 입자의 운동이지만, 그 어느 것도 아니다.

이제는 이 말의 뜻을 이해할 것 같은... 왠지 모를 뿌듯함이...

조금씩 '양자역학'의 맛을 느끼게 되었다고 할까.

양자가 발견되고 100년 정도가 지난 지금.

우리는 양자역학을 기반으로 한 과학기술에 둘러싸여 살고 있습니다.

그렇다면 '양자'에 대한 이해야말로 우리의 일상 세계에 대한 이해가 아닐까.

양자로 세상 바라보기!

흥미로운 세계가 무궁무진 펼쳐져 있었습니다.

출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.



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