큐비즘이 슈뢰딩거의 고양이를 구하다 (양자역학의 미래 | 4차 산업혁명 시대, 큐비즘은 우리 삶을 어떻게 변화시킬까?)

큐비즘이 슈뢰딩거의 고양이를 구하다 (양자역학의 미래 | 4차 산업혁명 시대, 큐비즘은 우리 삶을 어떻게 변화시킬까?)

$15.00
Description
양자역학에 통계역학을 결합한 새로운 접근방법,
국내 최초로 소개되는 큐비즘으로 양자역학의 수수께끼를 풀다!
미국출판협회 2017 대중과학/대중수학 부문 수상작!
20세기 들어서면서 등장한 새로운 물리학 체계인 양자역학은 뉴턴역학이라고 하는 고전역학의 한계를 극복한 이론으로 플랑크, 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크, 디랙, 슈뢰딩거 등 천재적인 물리학자들을 거쳐 과학사상 가장 드라마틱하게 완성되었다. 하지만 양자역학은 예측의 정확성과 더불어 과학기술에 적용하기 용이한 최고의 과학 이론이라 평가받는 한편, 그 속에 숨겨진 깊은 의미에 대해서는 전문가들 사이에 100여 년이 지난 지금까지도 논란의 대상이 되고 있다.
『양자역학의 미래 큐비즘이 슈뢰딩거의 고양이를 구하다』에서는 이러한 양자역학에 대해 전반적으로 소개한 뒤 양자역학에서 아주 중요한 개념인 확률에 대해 이야기한다. 그리고 양자역학의 새로운 해석방법인 큐비즘의 의미와 큐비스트의 세계관에 대한 분석을 통해 양자역학에 대한 네 가지 해석을 소개한다. 양자 베이지어니즘의 약자인 큐비즘은 확률에 대한 새로운 이해를 바탕으로 양자역학의 전통적인 특징을 해석하고, 외부 세계의 영토에 대한 우리 경험을 합리적으로 예측할 단서를 제공한다. 베이지어니즘의 장점은 단일 사건에 적용할 수 있고, 그 확률 측정을 새로운 정보의 취득에 근거해서 업데이트할 수 있으며, 빈도확률의 결과를 쉽게 수용할 수 있다는 것이다. 저자는 하나의 원자가 동시에 두 가지 상태에 있을 수 있고, 신호가 빛의 속도보다 더 빠르게 이동할 수 있으며, 슈뢰딩거의 고양이가 동시에 죽어 있거나 살아 있다는 것 등 양자이론과 관련된 중요한 문제들을 큐비즘이라는 새로운 시각에서 풀어낸다. 우리가 살아갈 4차 산업혁명 시대에 엄청난 영향을 줄 큐비즘이 무엇인지에 대해 어려운 방정식을 동원하지 않고도 이해하기 쉽게 알려준다.
낯설고 어렵게만 느껴지는 양자역학도 쉽지 않은데 양자역학을 설명하는 확률과 통계 이론을 이용하는 큐비즘을 왜 알아야 하는 걸까? 지금은 정보화 시대, 더 나아가 4차 산업혁명의 시대다. 빅데이터가 이끄는 4차 산업혁명 시대에는 확률과 통계 이론을 활용하는 큐비즘적 세계관이 중요하게 대두될 것이고 경제, 기업, 산업 등 전 분야에서 앞으로 큐비즘이 중요한 역할을 하게 될 것이다. 무엇보다 양자역학에 통계역학(베이지어니즘)을 결합한 큐비즘이라는 신개척 분야는 2000년대 이후 시도된 새로운 접근방법으로, 국내에 최초로 소개되는 의미 있는 책이다. 그런 점에서 이 책은 양자역학의 의미를 알고 거기서 파생된 확률 이론을 설명하는 획기적인 방법으로, 큐비즘을 이용해 4차 산업혁명에 대비할 수 있는 길잡이가 되어 줄 것이다.
저자

한스크리스찬폰베이어

한스크리스천폰베이어는1938년생으로미국의윌리엄앤메리대학물리학과명예교수이다.베이어는고전물리학,열역학,상대성이론,양자역학등물리학이론을대중을위해쉽게설명하려고노력하는과학전문저자다.그는대중을위한과학서적집필로미국과학진흥협회로부터과학저널리즘상을받는등과학대중화에기여한공로가크다.
베이어는다양한저서를남겼는데,그중『맥스웰의도깨비가알려주는열과시간의비밀』(성균관대학교출판부,2006,원제WarmthDispersesandTimePasses:TheHistoryofHeat),『과학의새로운언어,정보』(승산,2007,원제Information:TheNewLanguageofScience)가우리나라에번역출간되었다.

목차

머리말

I.양자역학
1장양자는어떻게탄생했나
2장광자
3장파동/입자이중성
4장파동함수
5장물리학에서가장아름다운실험
6장그리고기적이일어나다
7장양자불확실성
8장가장간단한파동함수

II.확률
9장골칫거리확률
10장베이즈목사의확률

III.양자베이지어니즘
11장큐비즘이명백함을만든다
12장큐비즘이슈뢰딩거의고양이를구하다
13장큐비즘의기원
14장실험실에서의양자기묘도
15장모든물리학은국소적이다
16장신뢰와확신

IV.큐비스트의세계관
17장물리학과인간의경험
18장자연의법칙들
19장바위가거꾸로걷어차다
20장‘지금이야!’의문제
21장완벽한지도?
22장우리앞에놓인길

부록
주석
감사의글
찾아보기

출판사 서평

골칫거리확률도,스티븐호킹을화나게한슈뢰딩거의고양이도큐비즘이해결해줄거라고?

세계적인물리학자스티븐호킹은한강의에서“누군가에게서슈뢰딩거의고양이이야기를들었을때손을뻗어총을잡고싶었습니다”라고말했다.노벨물리학상을수상한리처드파이만도“닥치고계산이나하세요”라는말을남겼다.우리는양자역학으로뉴턴역학이라고하는고전역학의한계를극복했다.양자역학은천재적인물리학자들이과학사상가장드라마틱하게완성했지만너무어렵고물체의운동을확률로설명한다는모호함때문에부정적으로생각하는과학자들도많았다.사실양자역학이라는말조차일반인에게는어렵고비전공자가재미있게접하기에는너무멀게느껴진다.『양자역학의미래큐비즘이슈뢰딩거의고양이를구하다』에서는먼저과학에서성공적인이론의하나이자가장오해받는이론인양자역학의과거,현재,미래를담았다.과학기술이적용되는범위안에서예측의정확성으로측정된양자역학을일반독자들을위해비교적이해하기쉽게풀었다.양자이론의역설과퍼즐에대한설명은물론우리가사는세상을이해하고상호작용하는방식에서양자역학이미친엄청난영향을밝히는전혀새로운해석을제공한다.그리고복잡한방정식이나수식을동원하지않고직설적인언어로일반물리학에대한새로운접근방식을제시하는수준에서양자역학의미래를명확히설명한다.
또한비전공자들을위해인간이세상과상호작용하는방법에대한새로운시각을제공한다.바로큐비즘이다.‘양자베이지어니즘’의약자인큐비즘은확률에대한새로운이해를바탕으로양자역학의전통적인특징을해석해준다.일반적인‘빈도확률’과달리베이지언확률은미래의사건이일어나거나특정한명제가진실이라는관측자의신뢰도를수치적으로측정하는것으로정의된다.베이지어니즘의장점은단일사건에적용할수있고,그확률측정을새로운정보의취득에근거해서업데이트할수있으며,빈도확률의결과를쉽게수용할수있다는것이다.저자는양자역학에서가장중요한논란거리인여러가지기묘함즉,하나의원자가동시에두가지상태에있을수있고,신호가빛의속도보다더빠르게이동할수있고,슈뢰딩거의고양이가동시에죽어있거나살아있다는것등을큐비즘의시각에서이해하기쉽게풀어낸다.
큐비즘은문제를쉽고우아하게풀어주고방법을제시하며외부세계의영토에대한우리경험을우리가다음코너주변에서찾을때합리적으로예측할수있다는단서를제공해준다.포괄적이고일관된세계관의발전은엄청나게중요한일이고그여정은길고어렵지만큐비즘은우리에게그곳으로가는쉬운방법을보여준다.또한큐비즘은중요하고강력하며영구적인철학적결과를수반하지만,실험과이론을비교할수있게하는양자역학의실제기술적내용에는영향을미치지않는다.그것에들어가는개념의의미,특히확률의의미가큐비즘으로바뀌었다.간단하면서도심오한큐비즘의본질은21세기에양자역학을좀더잘이해할수있게해줄것이다.무엇보다양자역학에통계역학(베이지어니즘)을결합한큐비즘이라는신개척분야를국내에최초로소개하는의미있는책으로,과학계에새로운파장을일으킬것이다.

4차산업혁명시대,큐비즘은우리삶을어떻게변화시킬까?
양자역학으로확률을해석하는급진적인해석방법,큐비즘!

『양자역학의미래큐비즘이슈뢰딩거의고양이를구하다』에서는전공자들뿐아니라비전공자들도큐비즘을이해하기쉽게설명하려고한저자의노력을볼수있다.먼저이책의첫번째파트로큐비즘을이해하는데전제가되는‘양자역학’에서는수학적측면이아닌일반적이론을소개한다.그의미의직관적감각을끌어내기위해저자는친근한물체와일상경험에대한은유와유추에의존한다.다음파트인‘확률’에서는고등학교에서가르치듯이확률의일반적‘빈도확률’과큐비즘(QBism)에있는B를나타내는익숙하지않은베이지언확률을비교해보여준다.세번째파트로이책의핵심인‘양자베이지어니즘’에서는큐비즘의기원과실험실의양자기묘도등양자역학과베이지언확률이어떻게양자베이지어니즘으로결합하는지기술한다.
마지막파트로좀더철학적인부분인‘큐비즘의세계관’에서는큐비즘에서배워야할가장중요하고,더의미가깊고,어디든가지고나갈수있는교훈을제시한다.큐비즘은과학적세계관을이해하기위한전통적태도를바꾸는것을의미한다.‘자연법칙’의본성은무엇일까?그법칙이우주의진화를완전히결정하거나그것에자유롭게영향을미칠수있을까?부분과관찰자둘다어떻게물질세계와관련되어있을까?시간은무엇일까?인간이해의한계는어디일까?이와같은다양한질문에대해큐비스트의관점에서다룬다.그리고마지막으로큐비즘이앞으로어떻게발전할지를살펴본다.
빅데이터가이끄는4차산업혁명시대
큐비즘으로미래삶을리드하라!

『양자역학의미래,큐비즘이슈뢰딩거의고양이를구하다』는평생연구해온양자역학에서은퇴했다고선언한저자가은퇴계획을세우고양자역학을결코쉽게해결하지못할것이라는우울한확신에사로잡혀있을때,우연히양자정보이론의최전선에있는전문가크리스토퍼푹스의기사를보고그를초청해양자역학의새로운해석방법을배우기시작하면서집필한책이다.저자는어려운방정식없이구체적인언어를사용하여물리학에대한새로운접근법을제안하는상식적인방법으로양자역학의의미를알기쉽고분명하게설명했다.
양자역학의기묘함은수학적복잡성이아니라태어날때부터괴롭혀온역설과수수께끼에기반을두고있고,그런수수께끼중가장유명한것이슈뢰딩거의불행한고양이이야기다.양자역학에따르면이고양이는살아있는동시에죽어있어야한다.다른수수께끼는하나의양자입자가동시에두장소에있을수도있고,입자가파동처럼행동하고파동이입자처럼행동한다는것과정보가순식간에전송된다는것이다.이런수수께끼들을‘양자기묘도’라고한다.저자는푹스에게서이양자기묘도를해결할큐비즘에대해듣고끊임없이토론하면서큐비즘을이해하기시작했다.
큐비즘은저자가오랫동안몸담아온이론의기술적측면을간섭하지않으며,지금까지많은장치를발명했고결국우리삶을변화시키는산업전체에영향을중요한미치게되었다.이제4차산업혁명시대를맞아관련분야전문가가아니라도큐비즘적세계관이중요하게대두될때가올테고경제,기업,산업등전분야에서큐비즘이필요하게될것이다.그런점에서미국출판협회2017대중과학/대중수학부문가작을수상한『양자역학의미래큐비즘이슈뢰딩거의고양이를구하다』는양자역학에서파생된확률이론을사회현상을설명하는유용한방법으로이용할수있다는사실을보여준다.양자역학이저자의삶에영향을미쳤듯이급진적이고심오하지만특별히어렵지는않은큐비즘은오늘뿐아니라내일을살우리를변화시킬것이다.

■추천평

1925년에물리학자들이‘양자역학’이라는새로운집을지었다.그집은미세세계를설명하는새로운역학체계다.그런데이집을받혀주는두기둥은‘불확정성원리’와‘코펜하겐해석’이다.즉,현대과학의근간인양자역학체계가‘해석’에뿌리를두고있다는것이다.양자역학이불만족스러운이유다.그럼에도불구하고,양자역학은수많은이론과실험에의한검증을통과했고,오늘날반도체,통신,나노기술을탄생시켰다.이처럼양자역학은놀랍게잘활용되고있지만,그뿌리가되는‘해석’은여전히못마땅하고논란의소지가있어코펜하겐해석대신다른해석을물리학자들이시도한바있다.저자는이책을통해획기적이면서도새로운통계적인시도를한다.양자역학의뿌리를살펴보는,물리학과수학과철학의접점을들여다보려는노력을시도한의미있는책이다.-홍승우(성균관대학교물리학과교수)

양자역학은오지랖이넓다.원자보다작은입자에서부터천문학적크기에이르기까지물질의움직임을설명하려든다.양자역학을읽다보면내가바보처럼느껴진다.물질이동시에두곳에존재하고,빛보다정보가더빠르게이동하고,고양이는죽어있으면서동시에살아있다고하니미칠지경이다.모순이다.불편하다.기괴하다.“나는양자역학이싫어요!”
‘큐비즘’은2001년등장했다.양자역학에서모순과불편함과기괴함을제거하거나덜어주는모델이다.‘큐비즘’은우리를양자역학으로이끄는새로운통로다.이책의저자는큐비즘의최고전문가다.그렇다면이책을읽고나서양자역학이이해가되었을까?천만에!하지만적어도양자역학을이해가아니라암기로라도도전할용기가생겼다.
-이정모(서울시립과학관장)


한스크리스천폰베이어는이책에서훌륭한성과를이룩했다.나는인생에서큐비즘을두번이나배울만큼운이좋았다.첫번째는아주힘든방법이었다.동료들과나는이론이가지고있는모든뉘앙스와필사적으로싸우고,점검하고또점검했고,부서뜨리고또쌓았다.그렇게우리는세계를뒤집었다.하지만두번째는순수한즐거움을주었다.폰베이어교수의거장다운표현으로새롭게배웠기때문이다.폰베이어교수의거장다운절묘한표현은나로서는절대할수없는것들이었다.이제처음으로나는이주제에대해가르치는방법을알게되었고,그보다더잘이해할수있는것은없다고믿는다.
-크리스토퍼푹스(보스턴매사추세츠대학교물리학교수,큐비즘의핵심설계자)

큐비즘은여전히논란의여지가있지만,과학을좋아하는독자들은폰베이어의열정을공유하게되고,양자현상을신뢰할정도로깊이이해하지않아도된다는느낌을갖게한다.
-<커커스>리뷰

폰베이어는겉보기에난해한세계에대한감각적인접근법을제공하고있다.…그는독자들을양자물리학의세계로이끌고그세계를이해할수있도록열정적으로설명하고있다.
-랄프피터슨,<맨해튼북>리뷰

큐비즘은물리학,철학그리고수학등여러분야에서아이디어를창출하는곳으로갈채를받아야한다.폰베이어의책은큐비즘의두가지핵심요소(양자이론과주관적베이지어니즘)에대해탁월하게소개한다.이책은독자들을큐비스트의마음으로큐비즘의장점을토론할수있도록도와준다.이것이이책을읽을가치를말해준다.
-켈빈J.맥퀸,<퀀텀타임스>리뷰