마침내과학이도달한단하나의이론
양자역학의세계관을구축한과학자들의
끝없는‘도전’의이야기
세계를온전히설명하기위한철학적논쟁에서과학의증명까지
★〈피직스월드〉선정최고의물리학책★
★유튜브〈안될과학〉항성번역★
★2025년세계양자과학기술의해★
우리를지탱하고있는현실이전부보이는그대로가아니라면?
원인과결과가동시에일어날확률이있고,
심지어사건보다원인이먼저발생할수있다면?
지금주변의모든것이,정말실제모습그대로라고확신할수있을까?
이책은고대철학자들의빛에대한논쟁부터뉴턴의고전역학,아인슈타인과파울리의현대물리학까지,자연을온전히설명하는이론을찾고자과학자들이걸어온수천년의여정을그린다.그리고마침내과학이도달한단하나의이론,양자역학의세계관을구축한이들의이야기가펼쳐진다.이는세상을보는관점을혁명적으로뒤바꾼지금의과학을차근차근이해하게돕는흥미로운가이드가될것이다.
직접적인원인과결과관계가없는무작위적이고갑작스러운변화,멀리떨어진물체들간의연결성을인정하는양자역학.이이론은천재과학자한명의머릿속에서나온것이아니라무수히많은과학자의시간이쌓여성립된인류과학의결정판이라할수있다.또한완성된이론으로만존재하는것이아니라,실용성을발하는과학기술의큰흐름으로자리잡았다.
양자컴퓨터의등장으로전세계테크주식이요동치고,미시적양자세계의규칙을따르는원자,분자구조연구에서생명과학의돌파구가마련되었다.수십억년간우주를가로질러지구에닿은‘빛’을활용한양자얽힘실험이노벨물리학상을받는등,양자시대를맞아삶의큰변화가우리를기다리고있다.따라서우리가사는세상을제대로이해하기위한준비운동으로양자역학에대해알아가는일이꼭필요하다.
노련한이야기꾼이자전세계적으로존경받는물리학자인폴핼펀은프리먼다이슨을비롯한당대최고의양자역학전문가와의생생한인터뷰는물론,도서관과박물관등에숨어있는역사문헌과과학자들의기록까지꼼꼼하게찾아그어느책보다풍부한정보를집대성했다.
또한천문학에서양자역학,철학과역사,심리학까지이책이다루는다양한분야를전달하는데누구보다탁월한천문학자,과학커뮤니케이터강성주(유튜브〈안될과학〉항성)가번역을맡았다.그는양자역학을이해하고싶은이들을위해정성스럽고,정확하게이야기를전한다.
빛의철학에서파동의과학까지
양자역학의시작과끝을찾아서
태양은왜빛나는가?빛의속도는무한할까?
‘유령같은작용’양자도약은진실일까?빛보다빠른입자가존재한다?
지금이시대를사로잡은질문들,그해답을찾아서
저자는양자역학이아인슈타인에이르러갑자기튀어나온것이아니라,고대에서현대까지긴시간동안다학제간연구와학자들의교류를통해지식의축적이이루어지면서우리세상의과학세계관을형성해왔다고말한다.
과학자,철학자,심리학자들은지식을교류하며현대과학의세계관을구축해나갔고,고전역학과양자역학,완전히다른두세계는격하게충돌했다.이모든것은인류가‘빛’을탐구하면서시작되었다.고대철학자들(피타고라스,엠페도클레스,아리스토텔레스,플라톤등)은빛의속도가무한한지,유한한지에대해수백년동안논쟁을이어갔다.그러나고대의신화중심세계관을벗어나과학실험이발달할때까지답은나올수없었다.그렇다고이들의고찰이무의미한것은아니었다.아리스토텔레스의사고실험은원자의발견,중력의존재,운동의이유등에대한단초를마련하도록기여했다.
그뒤크리스티안하위헌스,아이작뉴턴,제임스클러크맥스웰등이과학기반실험을수행하면서빛이입자이자파동의성격을가졌음을알게되었고,이는양자역학이싹틀기반을마련했다.또한알베르트아인슈타인은3차원공간에시간을또하나의차원으로부여하며고전역학에서현대물리학으로도약하는토대를다졌다.아인슈타인을시작으로세계를뒤흔드는혁신적인과학혁명이시작된것이다.이모든지식이기반이되어에르빈슈뢰딩거의‘파동방정식’,엔리코페르미의‘중성미자발견’,볼프강파울리의‘배타원리’,하이젠베르크의‘불확정성원리’등새로운시대를빛낸과학자와이론이차례로등장하며지금의양자역학이정론이되었다.
우리는결국과학을넘어서는우연의영역을만난다
우주의가장깊은진실에도달하는여행
플라톤의빛,피타고라스의미신,뉴턴의운동,아인슈타인의상대성이론,
파울리의중성미자와융의무의식…
과학자와철학자,심리학자의교류가가져온‘우연’에대한탐구
이책은다양한인물,사건,논쟁의이야기를생생하게그린다.특히그동안가려져있었던흥미진진한에피소드들,즉과학자들이증명된현상대신자신의‘신념’에따라움직이는장면이세세하게기록되었다.때로는유사과학에가까운믿음,초자연현상의영역이‘과학이론’의나아갈방향에영향을주기도한것이다.
예를들면,양자역학분야에서뛰어난업적을보인볼프강파울리는자신의의사였던심리학자카를융과20년동안교류했다.‘집단무의식’과의미있는우연의일치인‘공시성’개념의창시자융은파울리,아인슈타인과의만남에큰의미를부여하고,상대성이론과양자역학을자신의심리학이론에적용했다.파울리역시융의공시성을반영하여생각의방향을바꾸었고자신의이론에표현하기에이른다.
그외에도피타고라스학파나요하네스케플러의완벽한숫자에대한집착,앨프리드러셀월리스의강령술에대한믿음,아인슈타인과초자연현상을지지하는이들의긴박한논쟁,일부과학자들의비과학적이론제안등그동안교과서,책에서보여주지않았던사실이등장한다.
결국이런숨은이야기나우연에대한고찰,양자역학의기이함이우리에게주는의미는,이세계가단순한기계적인과관계로만설명되지않는신비로운측면을가지고있다는것이다.아인슈타인부터파울리까지,20세기의위대한물리학자들이자연의근본법칙을탐구하면서마침내철학적,형이상학적질문들과마주했듯,우리는살아가면서순수한과학적설명을넘어서는의미의영역과만나게된다.이책은그경계를넘나드는여정에서우리에게영감을주는나침반이될것이다.
과학과철학의경계를탐구하는지적여정,양자역학
이제내일의과학은어떤질문을던질것인가
수천년에걸친과학의발전은우리가인과관계에대해가진전통적인관념에도전하는방향으로이루어졌다.그리고지난100년간,현대물리학은고전물리학이론의여러측면을부수며성립되었다.과학자들은양자역학을연구하며,눈에보이지않는미세한움직임이우리의예상을따르지않는다는것을반복된실험으로검증했다.이처럼확고한결과가제시되는한,양자역학의견고한체계는한동안무너지지않을것이다.
그러나현대물리학은분명우리가경험하는세계를직관적으로설명하기어려운부분이있다.따라서물리학자들은인간의‘거시세계’와양자의‘미시세계’,모두를보편법칙으로통합하여설명하고자노력한다.아인슈타인,하이젠베르크,파울리같은위대한물리학자들역시이러한자연의통합이론을마지막순간까지연구했다.과학자들의끊임없는호기심과노력으로언젠가‘세계를설명하는단하나의이론’은구체화될것이다.그리고그결론은21세기의과학,양자역학이전혀예상하지못한형태일수도있지않을까.
