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문과 출신도 웃으면서 보는 양자물리학 만화
뤄진하이 지음, 박주은 옮김, 장쉔중 감수 / 생각의길 / 2021년 4월
평점 :
개인적으로 과학에 대해 관심이 많습니다.
하지만...
그 어떤 과학 분야 중에서도 어려운, 아니 나만 어렵게 느끼는 건지 모르겠지만 알고 싶은데 도통 이해할 수 없는 '물리'.
왜...
어려운 거죠...?!
특히 '양자역학'이 아니었다면 지금의 스마트폰이 등장하지 않았을 것이라는 사실은 우리가 '양자역학'에 대해 알아야 함을 일러주고 있었습니다.
그래서 이와 관련된 책을 읽어보았는데...
음...
......
머리에서 떠나지 않는 물음표들은 좀처럼 마침표로 변하지 못하고 의문에 의문을 더해 포기하게 되는 경우도 일쑤...
답답한 마음에 보다 쉽게 접근할 수 있는 책은 없을까? 하고 찾다가 이 책을 읽게 되었습니다.
아인슈타인에게
패배의 쓴잔을 안긴
양자역학!
『문과 출신도 웃으면서 보는 양자물리학 만화』

리처드 파인만도 이렇게 말했습니다.
"누구도 진정으로 양자역학을 이해하지는 못했다."
물리학자도 이리 말할 만큼 이해하기 어려운 학문.
그전의 뉴턴 역학은 이해할 수 있었습니다.
거시세계에 적용되는 것이었기에 이야기를 하면 '아!'하고 고개를 끄덕일 수 있었었습니다.
그런데...
양자역학은 우리가 직접 체험할 수 없는 양자 세계이기에 막연하게나마 '아~~~'라고 말끝을 흐릴 수밖에 없었습니다.
그럼에도 우리가 양자역학을 알아야 하는 이유는
양자역학이 없으면, 레이저도 스마트폰도 컴퓨터도 항법위성도 없다.
양자역학이 없으면, 전자현미경도 원자시계도 핵자기 공명(NMR)도 없다.
양자역학이 없으면, 양자컴퓨터와 양자통신은 더더욱 있을 수 없다.
현대과학의 초석이자, 현대 산업시스템의 50%가 양자역학과 관련되어 있기 때문에 어렵더라도 한 번은 직면해야함을 일러주었습니다.
그렇다면 양자역학은 어떻게 탄생하게 된 것일까?

'빛'으로부터 시작되는 이야기.
입자인지 파동인지에 대한 논쟁은 헤르츠의 '광전 효과'로 인해 새로운 세계로의 시작을 알려주었습니다.
광전 효과란 무엇인가? 특정 물질에 특정 주파수의 전자기파를 쏘면, 그 물질의 전자가 광자에 의해 튀어나와 전류를 형성하는 현상이다. 이를 광전류라 한다.
빛 에너지가 전기 에너지로 전환되는 것이자, 물질의 전기적 성질에 변화가 일어나는 현상이었다.
거시세계 이론으로는 광전 효과를 설명할 방법이 없었고, 후대 사람들은 광전 효과 너머에 과학자들의 새로운 연구 방향이 있다는 것을 알게 되었다. 그것은 인류가 한 번도 진입해본 적 없는 세계, 바로 양자의 미시세계였다. - page 55
그렇게 플랑크, 아인슈타인, 보어 이 세 선구자의 릴레이 연구를 거치면서 (구) 양자론은 뉴턴 거시이론의 그늘에서 벗어나게 됩니다.
빛은 입자와 파동의 이중성으로 이루어져 있다고!
양자역학은 과학사상 가장 뜨겁고 가장 빛나는 이론이자, 현실세계에서 가장 중요한 최전방의 학문이며, 그 기이함과 심오함으로 세상 사람들로 하여금 머리를 쥐어뜯으며 빠져들게 하고 있다. - page 150
이토록 기이할 수밖에 없는 양자역학에 파란을 일으키는 이가 있었으니 바로 슈뢰딩거가 데리고 다니던 '고양이'.
자신의 논문 《양자역학의 현상》을 갈기갈기 찢어놓은 고양이에 화가 머리끝까지 치밀어 오르던 찰나.
영감이 떠오르게 됩니다.
불투명한 상자 안에 방사성 원자핵과 독성기체가 나오는 액체병을 놓고 고양이를 넣어 생존 여부를 확인하는 것이었습니다.
원자가 붕괴되면 액체병이 깨지면서 독성기체가 새어나와 상자 안의 고양이는 죽는다. 원자가 붕괴하지 않았다면 고양이는 살아 있을 것이다. 양자역학 이론에 따르면, 원자핵은 붕괴와 미붕괴 상태가 중첩되어 있다. 그렇다면 이 고양이 또한 원자핵의 중첩 상태와 마찬가지로 삶과 죽음 상태가 중첩되어 있다고 할 수 있다.
이것이 바로 그 유명한 '슈뢰딩거의 고양이' 사고실험이다. - page 164
이 실험이 위대한 이유는 눈에 보이지 않는 미시세계를 가시화된 거시세계와 연계시켰다는 데 있다고 하였습니다.
그렇게 해서 거시세계와 미시세계를 모두 돌아다니는 영물이 된 고양이.
그럼에도 명확하게 이해하지 못하는 나는 누구일까...
이 책은 양자역학에 대한 주요 인물들과 그에 따른 실험을 바탕으로 쉽게 쓰여있었던 것은 사실이었습니다.
솔직히 '만화'라고 해서 칸칸이 그려져있는 만화를 생각했지만 그건 아니었고 간간이 캐리커처들이 등장하면서 혹시나 중도 포기할지도 모르는 나 같은 이를 위해 위트를 던져주는 정도랄까.
아쉬운 점이 있다면 쉽게 설명하기 위해서 이론을 간략히 한두줄로 이야기하기에 이해하기에 한계가 있었고 무엇보다 스토리 위주로 진행하기 위해 '인물'이 중점이었다는 것이 이론에 더 관심이 있던 저에게는 '아쉽다...'란 느낌이 들었습니다.
그럼에도 최대한 쉽게 설명되어 있기에 양자역학의 흐름은 이해할 수 있었다는 점에서 뭔가 큰 틀은 잡을 수 있었습니다.
앞으로의 양자역학은 과학자들도 최후에 어디에 다다를지 알지 못할 만큼 미지로 여전히 연구에 연구를 거듭하고 있었습니다.

끊임없이 인류의 직관과 충돌하겠지만, 실험을 통해 검증되고 나면 또 한 단계 올라서는 과학의 발전을 기대할 수 있기에, 나아가 우리의 생활도 변화될 것이기에 과학자들뿐만 아니라 우리도 꾸준히 관심을 가져야 함을 깨닫게 되었습니다.
출판사로부터 도서를 제공받아 작성한 리뷰입니다.