양자 역학이란 무엇인가

양자 역학이란 무엇인가 - 원자부터 우주까지 밝히는 완전한 이론, 개정판
마이클 워커 지음, 조진혁 옮김, 이강영 감수 / 처음북스 / 2023년 1월

물리학이란 단어를 들으면 내게 가장 먼저 떠오르는 것은

"F=ma"

라는 공식이다.

덤으로 떠오르는 것은 뉴턴, 사과, 중력 등등.

이과계열이었지만 물포자였던 탓에 물리학 교과서에서 내 머릿속에 남은 것이라곤 딱 저 정도뿐인데

그래서인지 물리는 내게 약간 아픈 손가락 같은 느낌이었다.

궁금한데 도무지 속을 알 수 없다 싶다 지레짐작하고 뒷걸음치게 만드는 대상이랄까?

그런데 몇 해전 알쓸신잡이란 프로그램에 물리학 교수인 '김상욱' 교수님의 등장으로 물리란 여전히 어려운 존재이지만 어쩌면 조금은 내가 이해할 수도 있지 않을까 하는 호기심을 가지게 되었다. 덕분에 마치 까마득한 우주와 그 안의 원자를 표현한 듯한 '양자역학이란 무엇인가'라는 책을 접했을때 읽고 싶다는 생각을 하게 되었다.

이 책은 어떤 물리학 교과서, 이론서의 개념이 아니라 저자가 애초에 '호기심 많은 일반 독자'가 양자세계를 쉽게 이해할 수 있도록 하려고 썼다. 고전 물리학(=뉴턴)에 점차 위기가 오고 패러다임이 바뀌기까지 약 120여년 동안 일어난 과학적 발전과 관련된 인간사, 역사도 같이 기술 되어있다.

1, 2부에 걸쳐 양자역학을 설명하는 동안,

물리학 거인들의 티키타카만 적어둔 것이 아니라 각기 개인의 이야기와 역사를 함께 다루었다.

때문에 물리학에 익숙하지 않은 사람들에게도 잠시 숨을 돌리며 차분히 이야기를 따라갈 수 있도록 힘이 되어주었다.

* 책 초반에 나와있는 제5회 솔베이 국제회의 참가자들 사진은 책 초반을 읽는내내 돌아가서 보게 되는데, 수많은 물리학 거인들이 저 사진에 빼곡히 찍혀있어서 참 신기했다. 아래 왼쪽 세번째 여성분은 많은 사람들에게 익숙할 여성 최초 노벨상 수상자이자 물리학상과 화학상을 동시에 받은 유일한 인물 '마리 퀴리'.

** 고전 물리학에 위기가 오고 물리학 거인들의 이론과 실험이 거듭되어 양자역학이 세워지기까지 과정을 설명하는 동시에 '회색 박스 공간'은 과학자 개인사를 곁들여 이야기해준다.

* 세상을 이루는 가장 작은 입자에서 부터 끝을 알 수 없는 우주, 빅뱅, 그리고 블랙홀까지 모든 걸 다 설명하는 양자역학에 놀라게 되는 대목.

책 4부에서는 원소의 특성이 양자역학으로 어떻게 설명되는지, 원소가 어떻게 우리 세상을 이루는지에 대해 이야기한다. 학창시절에 그냥 이렇다더라- 하고 외우기 바빴던 '주기율표'에 대한 이야기들이 참으로 흥미로웠다.

책 5부에서는 감히 현대 발전의 모든것이라 말할만한 양자역학 응용에 대해 서술한다. 자기공명 열차나 MRI, 나노 반도체 등등. 참 신기하다고만 생각했던 모든 것들이 양자역학에서부터 시작되었다는게 정말 놀랍고 감탄스러웠다.

어떤 프로그램에서 김상욱 교수는 물리학을 설명할 때 수학을 사용하지 않는 것은 마치 손발을 묶어둔것과 같다고 말한적이 있다. 이 책은 정말 부득이한 경우를 제외하고는 거의 모든 부분을 수학을 쓰지 않고 적혀있다. 책 저자의 양자역학에 대한 깊은 애정을 느낄 수 있는 동시에 양자역학에 대한 일반인들의 이해를 높이고자 하는 열망이 얼마나 큰 지 가늠할 수 있는 부분이었다.

누군가는 양자역학에 대해 이해하는게 불가능하다고 단언할 만큼, 단숨에 양자역학에 대해 모든걸 알 수는 없겠지만, 양자역학을 알고자하는 호기심 많은 일반인에게 이 책은 다른 책들보다 친절한 가이드가 되어줄 것 같다.