신의 입자 (우주가 답이라면, 질문은 무엇인가)

신의 입자 (우주가 답이라면, 질문은 무엇인가)

$34.00
Description
힉스 입자를 '신의 입자'로 만들기까지 입자물리학 2600년의 역사
노벨 물리학상 수상자 리언 레더먼이 이야기하는 입자 물리학 2,600년의 역사『신의 입자』는 기원전 600년경 시작된 입자물리학의 역사와 물리학자들의 마지막 과제 힉스입자의 존재와 그 비밀을 밝히기 위해 노력하는 과학자들의 이야기를 담고 있다. 그리스 철학자 데모크리토스부터 아이작 뉴턴, 마이클 패러데이, 어니스트 러더퍼드까지 펼쳐지는 물리학의 계보와 20세기 양자역학과 힉스까지 입자물리학 2,600년의 역사를 괴짜 물리학자 리언 레더먼의 유쾌한 입담으로 들려준다.

물리학자들의 최대 과제는 우주의 모든 섭리를 담은 간략한 방정식을 찾는 것이다. 뉴턴 시대 F=ma, 패러데이와 맥스웰을 거치며 세월이 흘러 다양한 입자들이 발견되고 우주의 모든 현상과 십여 개의 입자로 설명하는 표준모형이 입자물리학의 정설로 자리 잡았으나 입자 질량을 부여하는 힉스입자가 필요했다. 하지만 ‘힉스입자’는 한동안 찬밥 신세였고 실험물리학자 레더먼은 도전장을 던진다. 결국 2012년 CERN(유럽 입자물리학 연구소)의 LHC(Large Hardron Collider, 대형하드론충돌기)를 통해 신의 입자 힉스를 발견하게 되며 오늘날 이 책은 놀라운 예언서로 읽히게 되었다.
이 책의 저자 리언 레더먼은 이론물리학자가 아닌, 시멘트바닥에서 새우잠을 자고 100여 명이 공동 작업을 하는 것이 일상인 실험물리학자이다. 그는 확률의 합이 100퍼센트가 되지 않아도 (이론적으로) 완벽할 필요가 없는 실험물리학자이기에 일반인인 독자들의 눈높이에 비교적 조금 더 가까이 다가갈 수 있다고 자부한다. 736페이지의 두꺼운 이 책의 모든 페이지가 유쾌하다고는 할 수 없지만, 수많은 이론물리학자들의 완고한 메시지가 담긴 책보다는 훨씬 유쾌하고 너그러우며 과학과 수학의 무지에 관대한 이 책을 통해 더 많은 독자들이 ‘신의 입자’ 힉스에 조금이나마 가까워질 수 있을 것이다.
저자

리언레더먼

저자리언레더먼은입자물리학자이자실험물리학자로1951년에컬럼비아대학교에서물리학박사학위를,1958년부터1979년까지같은대학의교수로재직했다.미국브룩헤이븐연구소에서중성미자에대한연구를했으며,1979년부터1989년까지페르미연구소소장을지냈다.1988년'뮤온중성미자의발견을통한중성미자빔방법과렙톤의이중구조규명'에대한공로로멜빈슈워츠,잭스타인버거와함께노벨물리학상을수상했다.1986년과학영재학교인일리노이수학과학아카데미를설립했으며2012년부터명예상근과학자로재직중이다.2015년에는노벨상메달을경매에올려또한번화제가되기도했다.지은책으로는《힉스입자그리고그너머》,《시인을위한양자물리학》,《대칭과아름다운우주》등이있다.

목차

책을시작하기에앞서
이책의출연진

1장보이지않는축구공
2장최초의입자물리학자
-막간A:두도시이야기
3장원자를찾아서:역학
4장다시원자를찾아서:화학자와전기기술자
5장벌거벗은원자
-막간B:춤추는무술사범들
6장입자가속기는원자를박살낸다……가아닌가?
-막간C:반전성이위배되었던주말,우리는신을보았다.
7장원자?아토모스!
8장드디어,신의입자!
9장내부공간과외부공간,그리고시간이전의시간

감사의말
옮긴이후기
출처
찾아보기

출판사 서평

힉스를‘신의입자’로만든,물리학의전설이찾아온다!
노벨물리학상수상자리언레더먼이펼치는입자물리학2,600년의역사


2012년그존재를증명한힉스보손은어떻게‘신의입자’라는별명을갖게되었을까?힉스입자를‘빌어먹을입자(GoddamnParticle)’에서‘신의입자(GodParticle)’로만든전설적인책,1993년출간되어전세계과학독자들의사랑을받고있는《신의입자(TheGodParticle)》가드디어정식번역출간된다.이책은기원전600년경시작된입자물리학의역사를친절하게해설함은물론,물리학자들의마지막과제힉스입자의존재와그비밀을밝히기위해노력하는과학자들의이야기를담고있다.그리스철학자데모크리토스부터아이작뉴턴,마이클패러데이,어니스트러더퍼드까지펼쳐지는물리학의계보와20세기양자역학과힉스까지입자물리학2,600년의역사를괴짜물리학자리언레더먼의유쾌한입담으로담아낸다.

교양과학서시장에서전세계적으로오랫동안사랑받고있는책,한시대를뛰어넘어계속사랑받는세기의명저들은새로운과학책이나오더라도여전히베스트셀러목록에서자신의자리를내어줄생각을하지않는다.1970년대리처드도킨스의《이기적유전자》(1976),1980년대칼세이건의《코스모스》(1980년),2000년대브라이언그린의《엘러건트유니버스》(2000년)사이의빈칸을채워줄20세기마지막명저,1990년대를사로잡았던리언레더먼(LeonLederman)과딕테레시(DickTeresi)의《신의입자》(1993년)를만나보자.

레더먼이노벨상을받은업적과더불어뛰어난글솜씨를지닌물리학자임은이미잘알려져있다.그와물리학에대한관점은다르지만,나는물리학의세계를이처럼흥미롭게전달할수있는물리학자가또있기는어려우리라생각한다.그가들려주는매력적인물리학이야기의정점에이책《신의입자》가있다.
―최무영(서울대학교물리천문학부교수)

물리학자라면한번쯤읽어봤을리언레더먼과딕테레시가공저한《신의입자》가출간된다니더없이반가운소식이다.20년전읽었을때에는대담한가설이?주는재미에푹빠졌다면,지금은놀라운예언서로다시읽힌다.과학적추론으로?신의마음을탐색했던물리학자들의담대한비전이담긴이책은힉스입자를통해현대물리학의지형도를한눈에보여준다.?과학분야의고전으로오랫동안두루읽힐책.
―정재승(KAIST바이오및뇌공학과교수)

드디어이책이나온다.최근물리학의가장자극적인유행어인<신의입자>의원전이.최근물리학이야기를하고다니는데재미를단단히붙인노벨상수상자레더만의입담이절정을이룬다.놓치지말자.
―이강영(물리학자,경상대학교물리교육과교수)

20여년전,한국을방문했던저자의강연을듣고과학자의꿈을키웠다.그때느꼈던유쾌함,깊이,감동이이책에고스란히살아있다.
―윤성철(서울대학교물리천문학부교수)

‘빌어먹을입자’에서‘신의입자’가되기까지

2012년CERN(유럽입자물리학연구소)의LHC(LargeHardronCollider,대형하드론충돌기)를통해그모습을드러낸힉스보손을설명할때빼놓지않고따라다니는일화가있다.힉스의별명인‘신의입자’가어떻게붙여졌는가하는것인데,그이야기가담긴책이자별명의시작점이바로이책,《신의입자》이다.

힉스보손은물질의궁극적구조를이해하고표준모형을굳히기위해반드시필요하지만감지하기가너무어렵다.그래서나는힉스보손에‘신의입자(GodParticle)’라는별명을붙여주었다.왜하필‘신의입자’냐고?여기에는두가지이유가있다.첫번째로는원래내가생각한별명은‘빌어먹을입자(GoddamnParticle)’였는데,편집자가언어순화를위해damn을뺐기때문이고,두번째는이책보다훨씬먼저출간된어떤책에이와비슷한내용이언급되어있기때문이다.
―본문56쪽

책을쓰기전에한강연석상에서농담삼아‘신의입자’라는말을언급한적이있었는데,그자리에있던테레시가이렇게말했다.“그거가제목으로괜찮겠네요.걱정마세요.가제목을최종제목으로쓸편집자는없을테니까요.”그후의일은아는사람만알것이다.
―본문11쪽

저자레더먼은2001년,노벨재단과의인터뷰에서좀더구체적인비화를설명했다.

‘신의입자’라는제목은출판사에서결정했습니다.떼돈을벌고싶어했죠.저는그런욕망에동조한거고요.그래서우리는신의입자라고부르기로했습니다.사람들은힉스에대해들어본적은없지만,신이라는말은알고있으니까요.그래서책을쓰는동안힉스입자는그렇게불리게됐죠.하지만이책에서의신은종교적인신을말하는게아니에요.그보다는철학적인신에가깝습니다.
―2001년노벨재단과의인터뷰중에서

물리학자들의마지막과제,힉스입자를찾아라

물리학자들의최대과제는우주의모든섭리를담은간략한방정식을찾는것이다.뉴턴시대의물리학자에게는그것이F=ma였을것이고,패러데이와맥스웰을거치면서맥스웰방정식도그중하나로자리잡았다.다시세월이흐르면서다양한입자들이발견되고우주의모든현상을네종류의힘(중력,강력,약력,전자기력)과십여개의입자로설명하는표준모형이입자물리학의정설로자리잡고있다.여섯종의쿼크와여섯종의렙톤으로이루어진표준모형이미완의모습을벗고모순을없애완벽해지려면입자에질량을부여하는힉스입자가필요하다.

아이들이좋아하는만화경은단순한그림을겨울에비춰서복잡한형상을만들어낸다.망원경에잡힌별도중력이라는렌즈를통해변형된모습을보여주는것이다.그렇다면내가‘신의입자’로명명한힉스입자역시표준모형뒤에숨어있는단순한대칭을보여줄지도모른다.
―본문127쪽

힉스의개념과힉스보손(힉스입자)은위에서나열한모든문제들과일일이연관되어있다.표준모형의문제를해결하는열쇠를힉스가쥐고있는것이다.오죽하면이책의제목을《신의입자(TheGodParticle)》라고지었겠는가.
―본문596쪽

하지만표준모형의구원투수‘힉스입자’는한동안찬밥신세였다.자신의이름을빌려준피터힉스(PeterHiggs)조차다른연구를하고있었다.힉스입자를싫어하는물리학자들의공통점은“실험적증거가없다”는것이었다.실험물리학자인레더먼은그들에게기꺼이도전장을던진다.

힉스장과표준모형,그리고신이우주를창조한방식은힉스보손의발견여부에따라그운명이달라질판이다.그러나안타깝게도지금은1테라전자볼트짜리입자를생성할수있는가속기가존재하지않는다.문제없다.까짓거,만들면된다.
―본문651쪽

20년전읽었을때에는대담한가설이주는재미에푹빠졌다면,
지금은놀라운예언서로다시읽힌다.―정재승(KAIST바이오및뇌공학과교수)


이책을쓸당시리언레더먼은힉스를발견할초전도초충돌기(SSC)를건설할계획에큰기대를갖고있었다.책의곳곳에서SSC에대한자부심과힉스입자발견에대한기대를쉽게찾아볼수있다.그러나110억달러의막대한예산이드는SSC프로젝트는이책이출간된지얼마지나지않아취소되는비극을맞이한다.2006년에덧붙인서문에서그는이렇게말하고있다.

아인슈타인은“신의생각을읽는것이물리학자의일”이라고했다.그러나우리에게는신의마음을읽는것보다국회의원의마음을읽는것이훨씬어려웠다.
―본문10쪽

하지만세계의진리를찾는물리학자들의노력은여기서멈추지않았다.미국페르미연구소의SSC대신유럽CERN의LHC가건설되어2008년첫빔을쏘아올렸고,마침내2012년신의입자힉스를발견하게되었다.그리고2013년힉스입자의존재를예견한공로를인정받아피터힉스는노벨물리학상을수상한다.1993년이책은출간과동시에비극으로끝나게되었지만,2017년의우리에게이책은놀라운예언서로다시읽히게된다.

이책의초판은힉스입자는커녕,꼭대기쿼크가발견되기도전인1993년에출간되었으니고색창연한구간(舊刊)에속한다.그러나지난20년사이에표준모형은꼭대기쿼크와힉스입자를발견한것외에이론상으로는큰변화가없었으므로거의신간이나다름없다.
―옮긴이후기중,본문719쪽

괴짜물리학자리언레더먼이펼치는유쾌한물리학의세계

물리학을다룬대부분의책은이론물리학자가쓴것이고,대부분홍보자료나머리말을통해책이쉽고재미있게쓰였다고말한다.하지만이책의저자리언레더먼은책상위에서우아하게서류작업을하거나대다수에물리학책을쓰고있는이론물리학자가아닌,시멘트바닥에서새우잠을자고100여명이공동작업을하는것이일상인실험물리학자이다.그는확률의합이100퍼센트가되지않아도(이론적으로)완벽할필요가없는실험물리학자이기에일반인인독자들의눈높이에비교적조금더가까이다가갈수있다고자부한다.736페이지의두꺼운이책의모든페이지가유쾌하다고는할수없지만,수많은이론물리학자들의완고한메시지가담긴책보다는훨씬유쾌하고너그러우며과학과수학의무지에관대한이책을통해더많은독자들이‘신의입자’힉스에조금이나마가까워지길기대해본다.

이책을읽는독자들은‘과학에무지한일반대중’에서제외된다.내책을구입해준고객이어서가아니라,결코쉽지않은내용을9장까지참고읽어왔기때문이다.이제독자들은나의친구이자동료이며,칙령에따라완전하게검증된‘과학교양인’이되었다.

(중략)

몇년전,맨해튼지하철에서한노인이기초미적분학문제를풀던중어려운부분에막혀서쩔쩔매다가옆좌석에앉아있던생면부지의승객에게도움을청했다.“저,실례지만혹시미적분할줄아십니까?”“아,네.조금할줄압니다.”그승객은노인의문제를풀어주고다음정류장에서내렸다.노인이지하철에서미적분학공부를하는것도드문일이었지만,그노인의옆자리에앉아있던사람은노벨상수상자인이론물리학자리정다오였다.
나도지하철에서비슷한경함을한적이있는데결말은사뭇달랐다.어느날시카고에서통근열차를탔는데,정신병원에서파견된한간호사가환자여러명을인솔하고나와같은기차를타게되었다.그런데하필환자들이내가있는곳으로모여드는바람에본의아니게그들중한사람이되었다.여기까지는오케이.그런데잠시후간호사가다가와환자의수를세기시작했다.“하나,둘,셋…….”그다음에나와눈이마주쳤고,간호사가눈을가늘게뜨며물었다.“댁은누구세요?”“아,네.저는리언레더먼이라고합니다.페르미연구소의소장이고노벨상도받았지요.”그녀는나를손가락으로가리키며계속세어나갔다.“물론그러시겠죠.넷,다섯,여섯…….
―본문663쪽