꿈꾸는코난

< 양자역학 이야기 > | 팀 제임스 지음 | 김주희 옮김 | 한빛비즈

양자역학에 관심이 많아서 양자역학에 관련한 책을 종종 읽는 편이다. 하지만 양자역학의 오묘한 세상은 상식적으로는 이해하기 어려운 것 같다. 하긴 노벨물리학상까지 받은 유명한 리처드 파인만도 양자역학을 이해하는 사람은 없다라고 했으니 일반인이 이해한다는 것은 불가능하다고 볼 수 있을 것 같다. 하지만 우리 가까이에 있는 많은 기술들이 직간접적으로 양자역학에 기반하고 있다는 사실은 아이러니하기도 하다. 양자역학을 이해하는 사람은 없으면서도 양자역학으로 다양한 기술이 개발 되고 있는 것을 보면 말이다.

이 책은 영국의 과학교사이면서 유튜브나 인스타그램 등을 통해 과학 대중화에 앞장서고 있는 사람이다. 그래서 그런지 양자역학에 관련된 다른 책과 달리 조금은 편하게 읽을 수 있는 것 같다. 그리고 다양한 이야기를 전개하면서 흥미를 유발하고 있기도 하다.

양자역학은 빛으로 부터 시작된다. 익히 알고 있는 대로 빛의 입자성과 파동성에 대한 논란이 그 출발점이다. 다양한 실험을 통해 빛의 특수성과 다양한 입자들의 성질을 규명해 나오고 있다. 이러한 부분을 설명하기 위해서는 복잡한 방정식과 풀이가 필요하지만 이 책에서는 복잡한 수식은 전혀 보이지 않는다. 사실 복잡한 수식으로 설명해도 대부분의 사람들이 이해할 수 없기에 개념만 재미있게 설명하는 것이 더 좋았던 것 같다.

입자의 얽힘 특성을 살펴보면 원격 전송과 타임 머신이 가능하다는 것을 알 수 있다. 물론 현실적으로 그러한 기계가 만들어질 수 있을지는 모르겠지만 이론상으로는 충분히 가능하다는 것을 알게 된다. 양자전송은 실험실에서 이미 다양하게 실험되고 있고, 지표면에서 인공위성으로 양자전송 실험도 진행되고 있다. 또한 이론적으로 검출기를 아주 먼곳에 두고 지연을 발생시키면 이론적인 타임 머신도 실현 가능하다는 것을 알 수 있다.

〈토이 스토리〉는 양자역학에 관한 내용이다. 장난감 주인 앤디가 관찰할 때면 주인공 우디는 평범한 장난감처럼 굴다가 앤디가 보지 않으면 살아 움직인다. 앤디는 장난감이 살아 있는 상태를 전혀 보지 못하고, 평범한 장난감으로만 취급한다. 하지만 앤디가 장난감을 신중하게 관찰한다면 매번 조금씩 다른 위치에 놓여 있음을 눈치챌 수 있을 것이다.
입자도 비슷하다. 우리가 입자를 보지 않으면 입자는 우리가 보고 있을 때와 상당히 다르게 행동하는 것 같다. 슈뢰딩거 방정식을 이용해 입자가 최후에 어떠한 결과를 가져올지는 추측할 수 있지만, 매번 무슨 일이 일어날지 정확하게 예측하는 것은 불가능하다.
- 세상은 신기루다 중에서 -

양자역학은, 비록 아무도 제대로 이해하지 못하고 있다고 하더라도, 분명 자연이 만들어낸 하나의 법칙으로 볼 수 있다. 우리의 이해와는 무관하게 우주는 계속 그렇게 상호작용하면서 오랜 세월 흘러오고 있다는 사실은 분명하다. 양자역학에 대한 책을 한권 더 읽었지만 양자역학에 대한 나의 지식이 증가했는지는 모르겠다. 하지만 기존에 잘 알지 못했던 개념을 조금 더 알게 되었고 양자역학의 역사와 입자에 대한 특성을 조금은 더 이해하게 된 것 같다.

청소년이나 양자역학이 무엇인지 알고 싶어하는 사람에게 이 책을 추천할 만 한 것 같다. 일단 내용이 재미있게 서술되어 있어서 지루한 느낌이 별로 없고 수식이 없어서 크게 부담을 주지도 않는다. 양자역학을 처음 접하는 사람에게 좋은 개념과 길잡이 역할을 제공해 줄 수 있는 책이라고 생각된다.