<일반인을 위한 파인만의 QED강의> 기존 방식으로 설명되지 않는다면

일반인을 위한 파인만의 QED 강의
리처드 파인만 지음, 박병철 옮김 / 승산 / 2001년 8월

몇 년 전 책을 검색하다 '양자전기역학(QED)'이란 단어를 종종 봤습니다. '양자론'이라고도 불리는 이것은 20세기 과학 중 우리의 사고를 송두리째 바꾸어 버린 사고 체계 중 하나라길래, 큰 마음을 먹고 읽어봤어요. 

리처드 파인만 교수는 양자전기역학이란 어려운 물리학의 핵심을 쉽게 풀어낸 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상한 것으로 유명합니다. 그는 이 책을 통해 양자전기역학이라는 물리학을 물리학자가 아닌 일반 사람들에게 간단하고(?) 솔직하게 설명하고 있어요. 

양자전기역학은 몇 가지를 제외한 모든 자연현상을 설명해주고 있으며, 지금까지(2001년) 이론 상 문제점도 없다고 합니다. 비록 터무니없는 방법으로 자연을 서술하고 있지만, 결과는 실험치와 정확하게 일치하고 있다네요. 

양자론으로 미래 일을 예측할 순 없지만, 어떤 사건의 발생 확률은 알 수 있다 합니다. 

다음과 같은 방식에 의해서요. 

이렇게 계산하는 것은 기존과 사뭇 다른, 우스운 방식(?)인가 봅니다. 파인만은 어처구니 없어 보이지만 이 방식 외엔 없다고 재차 강조하고 있어요. 확률진폭체계라 불리는 이 방식을 효율적으로 계산하기 위해 대학원생들은 4년의 시간을 투자한다며 부연 설명하고 있습니다. 

리처드 파인만의 간단한 설명에도 불구, 좀 난해했습니다. 

제가 이해한 건 구식 사고방식으로는 기존과 다른 현상을 이해하지 못한다는 것입니다. 가령, 빛은 파동처럼 행동하는 게 아니라 입자처럼 행동하는 현상이라든지, 원자를 작은 태양계라 생각한다는 것(과거 사람들은 원자의 중심에는 무거운 핵이 있고 그 주위를 전자가 행성처럼 '궤도'를 돌고 있다고 믿었다네요. 전, 지금도 그러한데 말이죠. 파인만은 우리가 이런 고리타분한 생각을 믿지 않을 거라 생각하고 있던걸요!) 처럼 말입니다. 

기존 방식으로 설명되지 않는다면 새로운 사고 체계를 찾아야 하는데, 파인만은 '확률진폭체계'에서 답을 찾은 셈이지요. 

사실, 그의 설명보다 인터넷 검색이 훨씬 더 이해하기 쉬웠습니다. 

"17세기 물리학자는 거시적 현상을 기술하기 위하여 고전역학을 발전시켜 왔다. 그러나 이런 거시적 해석이 물체의 속도가 빛의 속도에 가까울 때의 현상을 설명할 수 없었다. 또한 원자와 같은 아주 작은 물체인 미시세계에서의 실험 결과도 고전역학으로 설명할 수 없었다. 이에 1900년에서 1927년에 걸쳐 플랑크, 보어, 아인슈타인, 하이젠베르크, 드보로이, 슈뢰딩거 등의 많은 물리학자들이 그 대안으로 양자역학이라는 새로운 역학체계를 제시하였다. 

고전역학은 현재의 상태를 정확하게 알고 있다면 미래의 어느 순간에 어떤 사건이 일어날지를 정확하게 예측할 수 있다는 결정론적 입장을 취한다. 고전역학은 인과법칙을 따르고 우연성을 배제한다. 이러한 물리학을 일반적으로 뉴턴 물리학이라고 하며, 뉴턴 물리학과 상대성이론을 합쳐서 고전역학이라고 한다. 

그러나 양자역학은 고전역학과 달리 확률론적 입장을 취한다. 확률론적 입장은 비록 현재 상태에 대하여 정확하게 알 수 있더라도 미래에 일어나는 사실을 정확하게 예측하는 것은 불가능하다는 입장이다." 

기존 방식으로 설명되지 않아 결정론적 사고에서 확률론적 사고로의 전환이라, 정말 커다란 사고의 변화가 아닐 수 없겠네요. 

사실 우리가 읽는 다양한 책은 '새로운 사고'를 하기 위한 도구일 때가 많은데, 이게 참 어려운 일입니다. 그럼에도 철학, 과학, 미학, 문화예술.... 각 분야에서 커다란 사고의 변곡점은 늘 있어 왔어요. 

작게는 각자의 인생에서도 찾을 수 있을 것입니다. 

제게는 2008년 세계금융위기와 <블랙 스완>이라는 책이었어요. 

당신에게는 어떤 변곡점이 있었나요? 

당신에게 설명되지 않는 게 있다면 무엇인가요? 

읽은 날  2013. 7. 10   by 책과의 일상

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