[책] 김상욱의 양자공부

김상욱의 양자 공부 - 김상욱 지음/사이언스북스

이 책은 알뜰신잡3에서 모르는 게 없는 김영하 작가나, 지식/논리/말 어느 하나 빠지지 않는 유시민 작가 사이에서 조용하지만 또렷하게 존재감을 드러내는 김상욱 교수가 지은 양자역학에 대한 교양 서적이다.

<김상욱의 양자공부>은 <과학동아>의 "양자 역할 좀 아는 척" 코너에 1년간 실린 글을 바탕으로 만들어졌다고 한다. 

보통 어디 연재된 글들을 모아 책으로 펴낸 경우 중언 부언이 좀 많고 맥락이 이어지기 힘든 부분이 좀 있는데, 다행히 이 책은 책으로 펴 내기 위해 상당 부분 교정을 하고 다시 글을 쓰신 듯 하다 

그나 저나 책을 다 읽고 나서도 양자 역학에 대해서는 여전히 의문투성이다 

책 커버에도 나오는 Q&A 를 잠시 보자

Q: 원자는 어디 있나요?

A: 모릅니다. 질문이 틀렸어요

Q: 양자 역학은 뭐하는 학문인가요

A: 원자를 설명하죠

Q: 그럼 원자는 어디 있나요?

A: 모른다니까요!

문제는 책을 다 읽어도 도무지 정리가 안되고 복잡하다 ^^

세상 만물을 이루는 가장 작은 단위 원소와 같은 미시계를 다루는 학문이 양자역학이다.

그런데 양자역학은 왜 거시계를 다루는 뉴튼 역학에서 분리되어 별도의 학문의 영역으로 자리 잡았을까

어찌하여 당대 최고의 천재 과학자였던 아인슈타인은 마지막까지 양자역학을 부정했을까. 

오죽하면 "신은 주사위를 던지지 않는다" 고 했을까

통계적으로 나오는 결과들을 설명할 수 있고, 슈뢰딩거 방정식 등으로 그 특질은 알 수 있지만 그 누구도 속 시원히 왜 그렇게 움직이는 지 퀀텀 점프 같은 중간이 없는 이동은 어떤 식으로 이뤄지는지, 'WHY' 를 설명할 수 없는 학문 양자역학에 대해서 '해답'은 없지만, 그 '과정'을 조금이나마 교양을 쌓을 수 있다는 데 만족을 해야 했다. 아니, 아직은 명확한 '해답' 이 없다는 결론이라도 알아서 다행이다 싶다. 

그동안 양자역학 얘기하면 빠지지 않고 나오던 "슈뢰딩거의 고양이" 가 사실은 양자역학의 불완전함을 보이기 위해 슈뢰딩거가 고안했다는 점도 이번에 알았다 - 하지만 슈뢰딩거는 파동처럼 행동하는 양자의 운동을 공식화 한 슈뢰딩거 방정식을 만들기도 했다

정말로 전자는 관찰자의 의도를 알게 되면 그에 맞춰 자신의 방향을 정하는 걸까 

다중 우주론처럼, 관측할 때마다 정말로 새로운 세상, 고양이가 죽는 우주와 죽지 않는 우주가 평행하게 만들어지고 무한개의 다중 우주가 존재 하는 건 아닐까 

생각하기도 복잡한 EPR 역설이나 저자가 최대한 사용을 자제 했던 수식을 애써 외면하더라도 알쏭달쏭한 양자역학의 해석에는 나도 모르게 눈꺼풀이 무겁게 해서 책을 완독하기 힘들게 했다. 

이제야 몇 년 전에 무슨 내용인지도 모르고 읽었던 <화재감시원>의 단편소설 <리알토에서> 에 나오던 무수한 양자역학 패러디들이 조금이나마 이해가 된다는 점도 조금 위로가 되었다.

참고 동영상

김상욱 - 우주는 '매트릭스'인가: 현대 과학이 발견한 실재성