「양자역학 쫌 아는 10대 」/ 고재현 글 이혜원 그림 / 풀빛

양자역학 쫌 아는 10대 - 일상 어디에나 있는 아주 작고 이상한 양자의 세계 ㅣ 과학 쫌 아는 십대 16
고재현 지음, 이혜원 그림 / 풀빛 / 2023년 5월

 양자역학에 기반해 작동하는 스마트폰, 텔레비전, LED, 태양전지, 전기차, 컴퓨터, 인공위성, 인터넷, 가속기, 카메라 등과 같은 현대 문명의 이기들을 보며 우리가 지금 누리고 있는 일상 전자제품에 양자 역학이 어떻게 들어있는 것인지 늘 궁금했다. 그런 생각의 연장선에서 오늘날 현대 문명을 구축한 기반이자 앞으로 미래를 열어 나갈 중요한 학문이라는 양자역학의 개념을 이해하고 싶어서 이 책을 손에 들었다. 

 우리가 볼 수 있는 모든 사물, 생명체, 주변 사람들은 원자로 되어 있고, 바로 이 원자를 이해하는 학문인 양자역학을 이해하는 것은 바로 우리를 이해하는 과정이자, 원자들로 구성되어 있는 우주를 이해하는 과정이라고 한다. 나와 세상, 우주를 이해하고 미래를 이끌어 나갈 청소년을 현대물리학의 진면목을 보여 줄 양자역학의 세계로 초대하고자 이 책을 쓰셨다는 저자님은 들어가는 글에서 우리가 가진 감각과 사고방식으로는 도저히 이해하기 힘든 영역, 우리의 상상력을 뛰어넘는 이상한 원자의 세계, 미시 세계, 양자의 세계를 적절한 비유를 써서 설명하겠다고 말씀하신다.  

 양자는 영어로 'Quantum(퀀텀)'이라 부르는데 이 단어의 어원은 '얼마나 많은(how much)'을 표현하는 라틴어 'quantus'에서 비롯되었다고 한다. 양자는 더 이상 나눌 수 없는 물리량을 말하는 것으로 어떤 현상이나 물질을 구성하는 최소 단위이자 연속적이지 않고 띄.엄.띄.엄. 덩어리 단위로 존재하는 물리량을 표현하는 빛알인데 아인슈타인은 광전 효과에 대한 이론을 제시할 때 빛알을 '광량자(광+양자,light quanta)'라고 불렀다고 한다. 양자역학이란 결국 이 양자들의 정체와 이들 사이의 상호작용을 밝히는 학문이라고 정의할 수 있다고 한다. 

 거의 다 이해가 되지 않았지만 한가지 이해가 쉬웠던 부분은 러더퍼드의 원자모형을 설명하면서 어마어마하게 큰 태양계의 모습과 원자라는 아주 작은 세계속의 구조를 연결해서 중력이 작용하는 태양계로 비유하는 점이었다. 내가 상상했던 것과 유사해서 이해가 쉬웠는데 태양이 원자핵에 해당하고, 태양주변을 도는 행성들이 전자에 비유할 수 있다고 한다. 영화 <맨인블랙>에서 고양이 방울 구슬이 연상되며 내가 살고 있는 이 태양계는 아마 어느 아이가 가지고 노는 구슬 속에 있을 수도 있겠구나 상상했다. 우리가 사는 은하가 들어있는 그 작은 구슬을 상상하면서 우리가 사는 태양계는 하나의 원자이고, 지구는 그 주위를 도는 전자중 하나이며 나는 그 전자의 아주 작은 티끌과도 같은 존재가 아닐까 생각하니 양자역학이 조금은 흥미롭게 다가왔다. 

 너무나 비직관적이라 이해하기 쉽지 않은 양자역학, 책을 다 읽었음에도 나는 보어가 만든 정상상태와 원인 없는 양자도약의 수수께끼를 아직도 이해하지 못했다. 하이젠베르크의 불확정성의 원리, 슈뢰딩거의 고양이 이야기 등 이해하려할수록 더 미궁에 빠져드는 아리송한 느낌이지만 양자역학에 대한 호기심은 아직도 사그라들지 않았다. 내가 이해할 수 있는 설명과 공식으로 양자역학이 표현될 날이 언젠가 오기는 할까 싶지만 여러 비유를 들어 어려운 내용을 이해하기 쉽게 설명해주려는 저자님의 노력이 돋보이는 책이다. 이해가 어렵기는 하지만 흥미롭고 아주 기이한 양자역학의 세계가 궁금한 사람이라면 친절한 설명과 적절한 비유가 곁들여진 이 책과 함께 우리의 상상력을 뛰어넘는 양자역학의 세계를 체험해보기를 권한다. 

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* 출판사로부터 도서를 증정 받아 솔직한 리뷰를 하였습니다.

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