불확실성의 시대

불확실성의 시대 - 찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945
토비아스 휘터 지음, 배명자 옮김 / 흐름출판 / 2023년 5월

과학사는 재미있습니다. 과학 이론은 어려워 이해 못하더라도, 과학자들의 삶과 연구에 대한 이야기는 감동과 인간미가 가득한 한 편의 영화같아요. 과학사나 수학사는 지적 유희로 딱 좋은 거 같습니다.

근현대에 들어 기념비적인 발명과 발견이 하루가 멀다하고 발표됩니다. 그 많은 내용을 넓게 훑어보는 '거의 모든 것의 역사'류의 책도 있지만, 이 책은 한 분야를 좁고 깊게 탐구하고 있습니다. 물리학의 빅뱅 시기에 해당하는 1900년 대 초반의 유럽을 배경으로, 원자의 개념을 정의하고 양자역학과 상대성 이론을 발표하는 물리학자들이 주인공이네요.

이 책의 저자는 토비아스 휘터로 뭔헨과 버클리에서 철학과 수학을 공부한 프리랜서 기자이자 작가입니다. 본인이 좋아하는 물리학의 역사에 대해 조사하고 쓴 책이로군요. 저는 이 책으로 처음 만나보게 되었습니다. 기자 특유의 건조하면서도 정확한 서술은 번역을 해도 드러나는 듯 합니다. 번역도 잘 된 편인 듯, 문맥이 이상해서 이해 안 되는 부분은 없었습니다.

이 책은 1900년부터 1945년까지 물리학의 역사를 시간의 흐름에 따라 소개하고 있습니다. 사제, 동료, 경쟁 관계에 있는 수많은 과학자들이 공동 연구를 하고, 토론을 하고, 몇 년 뒤 성숙된 이론을 내놓는 등 내용이 복잡하므로, 특정 시기, 특정 장소에 포커스를 맞추어 전체 줄거리 파악이 쉽도록 서술했습니다. 

이 책은 양자물리학의 아버지인 막스 플랑크의 일화로 시작합니다. 우리가 과학시간에 <원자를 발견한 보어>라고 한 줄로 배우는 내용에도 엄청난 시간의 사고 실험과 과학자들의 수많은 토론이 담겨 있음을 알게 되네요. 과학자의 성장 배경과 성격, 함께하는 과학자들을 소개하여 독자의 흥미를 돋웁니다.

이 시기의 큰 특징이라 할 수 있는 양자역학의 발전에 관한 부분이 특히 재미있습니다.  5, 6차 솔베이 회의에서 빛을 파동으로 보는 아인슈타인과 슈뢰딩거, 드브로이와 빛이 입자임을 주장하는 보어, 파울리, 하이전베르크의 치열한 공방을 벌인 것은 마치 흥미진진한 법정드라마를 보는 듯합니다. 

또한 양자역학에 대한 아인슈타인의 태도를 보는 저자의 견해도 인상깊었습니다. 아인슈타인이 지인에게 '상대성 이론보다 양자역학에 대한 숙고를 100배는 더 했다.'라고 말한 일화를 들며, '아인슈타인이 양자역학을 이해하지 못했다는 것은 말이 안된다. 아인슈타인은 양자역학을 완벽히 이해하고 있으며, 양자역학이 불완전하기 때문에 언급하지 않는 것이다.'라고 논평하고 있습니다.

독일에서 나치가 권력을 잡으며 발전하던 물리학이 주춤하는 모습도 많은 생각을 하게 합니다. 나치독일은 상대성 이론이나 양자역학이 '유대인 물리학'이라며 '독일인 혹은 아리아인 물리학'을 부흥시키기 위해 위대한 물리학자들을 탄압했다고 합니다. 과학자들은 외국으로 망명하거나, 나치에 부역하는 모습을 보이게 되었더군요.

 결국 오토 한의 실험으로 독일은 원자폭탄을 연구하게 되지요. 생존을 위협받는 상황에서 개인의 신념대로 행동하는 것이 얼마나 어려운지, 정치 권력이 과학의 발전에 얼마나 영향을 줄 수 있는지를 생각케 되었어요.

이 책은 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크가 큰 지면을 차지합니다. 워낙 물리학과 현대 과학에서 큰 역할을 차지한 학자들이긴 하지요. 알려진 바도 많고, 재미있는 일화도 많고. 반면 여성 물리학자는 마리 퀴리와 리제 마이트너 정도만 소개됩니다. 당시 활약한 여성 과학자가 없기도 했겠지만, 두 과학자도 업적에 비해서 할애된 분량이 적어서 아쉬웠어요.

과학, 특히 물리학에 관심을 갖는 청소년과 성인에게 지적 희열을 느끼게 할 책입니다. 과학의 저변을 확대하기 위해, 우리나라에서도 이런 종류의 책이 많이 나왔으면 하는 희망을 가져봅니다.