물리학, 쿼크에서 우주까지

물리학, 쿼크에서 우주까지 - 세상을 움직이는 법칙을 찾아서 ㅣ 굿모닝 굿나잇 (Good morning Good night)
이종필 지음 / 김영사 / 2023년 3월

왜 물리학이 재밌을까요?
물리학의 매력이 무엇일까요?

바로 ① 물리학은 혁명적 사유의 보물 창고와도 같기 때문입니다.
과학은 결과라기보다 과정이고 방법론이며 사유의 방식이에요.
그걸 제대로 배우고 싶다면 다른 어느 분야보다 물리학을 선택해야 합니다.


② 물리학은 자연의 가장 근본적인 요소를 탐구해요.

물리학은 눈에 보이는 현상 이면의 가장 근본적인 법칙, 본질적인 원리를 추구해요.

지구에 앉아서도 천상의 변화를 알 수 있고 우주의 나이와 크기를 가늠할 수도 있죠.

또 전기와 전파를 이용해 다양한 일들을 할 수 있어요.



③ 물리학은 쿼크에서 우주까지 다룹니다.

눈에 보이지 않는 이 세상 가장 작은 단위부터 은하와 은하단, 심지어 우주 전체를 이르는 가장 큰 단위까지 다뤄요.

과학의 다른 분야, 다른 어떤 학문에서도 이런 포괄성을 찾기 어렵죠.



④ 인간 지성의 경계를 넓혀요.

양자역학과 거기서 발전한 양자장론은 가히 인간 지성의 결정체라 할 수 있어요.

물리학은 쿼크에서 우주까지, 삼라만상의 모든 이치를 연구하는 학문입니다.




<물리학, 쿼크에서 우주까지>는 물리학에 대한 상식과 고찰을 담고 있어요.

∨ 세상은 무엇으로 만들어졌을까?

∨ 양자역학이란 도대체 무엇일까?

∨ 블랙홀에서는 왜 시간이 느리게 갈까?

∨ 회전하는 버스 안에서 몸은 왜 반대쪽으로 쏠릴까?

∨ 영화 〈인터스텔라〉 속 이야기는 실현 가능할까?



세상이 이렇게 작동하는 데에는 과학적 이유가 다 있어요.

물리학은 눈에 보이지 않는 현상도 우주의 탄생도 설명할 수 있어요.

물리학을 알면 물음표가 느낌표로 바뀝니다.



바로 그 느낌표를 찾아가는 여정이 책에 담겨있어요.

17세기 과학혁명으로 근대과학이 자리 잡기 시작했을 때 그 모태는 물리학이었다.

특히 뉴턴역학의 성공은 다른 분야까지 퍼져나갔고 심지어 프랑스 계몽주의에도 큰 영향을 미쳤다.

과학은 결과라기보다 과정이고 방법론이며 사유의 방식이다.

그걸 제대로 배우고 싶다면 다른 어느 분야보다 물리학을 선택해야 한다.

물리학은 혁명적 사유의 보물 창고와도 같다. (7)

만물의 근원이 물이나 흙, 공기, 불이라는 이야기보다는 쿼크와 전자라는 이야기가 훨씬 더 멋지고 현대적으로 들린다.

그러나 이는 다분히 ‘정답‘에 초점을 맞춘 결론이다.

관점을 바꾸면 한 가지 놀라운 사실을 알 수 있다.

바로 만물의 근원(아르케)가 무엇인가에 대한 답변은 수천 년에 걸쳐 수없이 많이 바뀌어왔지만, 그 ‘질문‘은 거의 바뀌지 않았다는 것.

이것이 바로 질문의 위대한 힘 아닐까? (19)

‘사건의 지평선‘이라는 이름이 붙은 그 경계면에 가까이 다가갈수록 중력은 강력해지며 시간은 점점 느려진다.

일단 넘어서기만 하면 그 어떤 것도 빠져나올 수 없는 ‘불귀면‘ 역할을 하는 그 경계면에서는 시간의 흐름이 멈춘다.

이 점을 활용하면 <인터스텔라>에서처럼 미래로 가는 시간 여행은 충분히 가능한다. (99)

표준모형은 말하자면 자연의 기본입자들에 대한 양자역학적인장론, 곧 양자장론이다.

중력을 양자역학적으로 기술하는 이론은 양자중력이론이라 하는데, 끈이론이나 고리양자중력 등 유력한 후보가 있긴 하나 결과를 내지 못한 것이 사실이다.

양자중력이론은 일반상대성이론과 양자역학을 어떻게 통합하느냐에 대한 문제이기도 하다. (138)