다세계  : 양자역학은 왜 평행우주에 수많은 내가 존재한다고 말할까

다세계 : 양자역학은 왜 평행우주에 수많은 내가 존재한다고 말할까

$25.38
Description
다세계 혹은 평행우주에 대한
양자역학의 놀라운 통찰
미국 베스트셀러 차트를 깜짝 놀라게 한 숀 캐럴의 《다세계》가 출간되었다. 양자역학을 다룬 정통 과학서로는 이례적으로 출간 즉시 뉴욕타임스 ‘논픽션 종합’ 15위, 아마존 ‘과학’ 1위에 랭크되는 등 현재까지도 과학 독자들에게 폭넓은 지지를 받고 있다. 브라이언 그린과 조던 엘렌버그 등의 극찬을 받은 이 책은 카를로 로벨리의 저서와 어깨를 견주며 양자역학의 지평을 새로운 차원으로 열어젖힌다.

이 책에서 저자 숀 캐럴은 특히 ‘다세계 이론’을 통해 양자역학에 완전히 새로운 눈으로 접근한다. 그에 따르면 우리가 사는 이 세계는 유일하지 않으며, 매순간 서로 다른 세계들이 복제되어 실제로 존재하게 된다. 이른바 평행우주는 다세계 양자역학에 의해 단단하게 뒷받침된다. 이 책은 그간 주류 양자역학이 자의적으로 재단해버린 지점들을 정교하게 타격하며, 다세계 이론을 통해 양자역학의 전통적인 난제들을 가뿐히 뛰어넘는다. 그 과정에서 독자들은 양자역학의 역사와 현재는 물론 대담한 이론까지, 양자역학을 둘러싼 거의 모든 지식을 시야에 넣을 수 있을 것이다. 이 시대 가장 촉망받는 과학 저자의 “지적인 감동을 주는 양자역학 책”(물리학자 김상욱 추천)이다.

저자

숀캐럴

저자:숀캐럴(SeanM.Carroll)
이론물리학자이자과학베스트셀러작가.전문분야는양자역학과중력,우주론등이며,수많은과학자와사상가들에게창조적영감을주는책을저술해왔다.1966년에미국필라델피아에서태어나1993년하버드대학교에서천문학박사학위를받았다.그후메사추세츠공과대학박사후연구원,시카고대학조교수를거쳐,현재캘리포니아공과대학에서연구교수로재직하고있다.미국국립과학재단,NASA,미국물리학회,런던왕립협회등으로부터다수의상을받았다.과학의대중화를위해다방면으로활동하고있으며,《네이처》〈뉴욕타임스〉《뉴사이언티스트》등유수의매체에기고해왔다.다세계와양자역학에관한그의강연은유튜브와테드등에서수백만의조회수를기록했다.학부수준의일반상대성이론교과서인《시공간과기하학(SpacetimeandGeometry)》의저자이며,지은책으로《현대물리학,시간과우주의비밀에답하다(FromEternitytoHere)》《우주끝의입자(TheParticleattheEndoftheUniverse)》《빅픽쳐(TheBigPicture)》등이있다.

역자:김영태
미국캘리포니아대학버클리분교에서응집물리연구로물리학박사학위를받았고,로런스버클리연구소에서연구원으로근무했다.그후아주대학교물리학과교수로재직했으며,현재는동대학교명예교수로있다.물리학을대중적으로알리는데관심이많아《세상모든것의원리,물리》《현대물리,불가능에마침표를찍다》등여러권의책을집필했다.옮긴책으로는《딥심플리시티》《현대물리학,시간과우주의비밀에답하다》등이있다.

목차

프롤로그:겁내지말것

1부기괴한
1장무슨일이일어나고있는거지?
2장용감한이론
3장왜이런것을생각하지?
4장존재하지않기때문에알수없는것
5장얽힘은싫어

2부갈라짐
6장우주의갈라짐
7장질서와무질서
8장존재론적약속이나를살쪄보이게할까?
9장다른방법들
10장인간적측면

3부시공간
11장공간은왜존재할까?
12장진동의세계
13장진공에서숨쉬기
14장공간과시간을넘어

에필로그:모든것이양자다
부록:가상입자이야기

감사의말
옮긴이의말
더읽기
참고문헌
찾아보기

출판사 서평

“양자역학을향해떠나는황홀한여행”_브라이언그린
화제의과학베스트셀러,물리학필독서

숀캐럴의신작《다세계》가출간되었다.그의네번째저서로,출간즉시뉴욕타임스‘논픽션종합’15위에오르는가하면,아마존‘과학’1위에랭크되기도했다.일반독자들에겐다소생소할수있는‘양자역학’을다룬다는점을고려해보면이례적인반응이다.2021년현재아마존서점리뷰가대략1,500개에달하며,이는한국독자들에게도익숙한브라이언그린,카를로로벨리등에비견되는화제성이다.그만큼이책은과학,특히물리학분야의필독서로여겨지고있다.현대물리학의정수이자“인류의가장위대한지적성취”인양자역학을알고자할때,결코빠뜨릴수없는책이다.

이책은양자역학을다루되,점점한계에부딪히는표준양자역학의강력한대안인‘다세계’이론의관점에서접근한다.다세계이론에따르면,우리가살고있는이세계는유일한세계가아니다.매순간서로다른수많은세계들이복제된다.이를테면수많은세계들중어떤세계에서는“갑자기지금타지마할의복제물이달에나타나는결과를얻을수”도있다(‘타지마할정리’).또한여러세계들각각에수많은‘나’가존재하게된다.많은SF물의소재인평행우주를떠올리면다세계가뜻하는바를거칠게나마파악할수있을것이다.

다세계양자역학은‘극도로간결한양자역학’이라고할수있는데,단두가지요소만을이론에남겨놓기때문이다.바로‘파동함수’와‘슈뢰딩거방정식’이다.표준교과서양자역학은물론그대안들인드브로이-봄이론이나큐비즘같은이론에는그밖의요소들이덧붙는다.반면,다세계이론은단지파동함수와슈뢰딩거방정식으로모든것을설명해낸다.간결하고우아하며,뉴턴의깔끔한고전역학처럼아름답기까지하다.다만그우아함의대가로수많은복제세계를받아들일것을요구한다.조금씩다른세계들에수많은내가각기살고있다는것이다.

저자는‘직관’이아닌‘객관’에따를것을강조하며,다세계이론을대담하게옹호해나간다.그리고다세계양자역학을주장하는순간,뒤따라나오는여러질문들에차근차근답한다.얼마나많은세계가존재할까?다른세계는‘진짜’세계일까?다른세계를관찰할수없다면,이런세계가존재한다는것을어떻게알수있을까?그세계들이존재하는공간은어디이며,그만큼의공간이우주에마련되어있는가?등등.심지어숀캐럴은여러세계들의개수까지구체적으로제시할만큼정교한설명을해나간다.


교과서양자역학의한계를넘어
대담한진실과마주하다

사실1927년닐스보어등의코펜하겐학파가주도권을잡은이래,표준교과서양자역학은그동안성공적이었다.어쨌든계산결과가정확했기때문이다.반도체와컴퓨터메모리등은교과서양자역학의성과물이다.하지만코펜하겐학파는양자역학의토대에대해서는무척무신경한태도를취했다.이른바‘하이젠베르크절단선’이라는것을두어,전자와같은미시적인관찰대상에는양자역학을적용하고,카메라같은거시적인관찰주체에는고전역학을적용했다.그렇게해도계산결과는정확했으며,그렇게해야우리의직관적인경험을거스르지않았기때문이다.

다세계양자역학은직관보다는객관에방점을찍는다.거시적인존재들역시궁극적으로는양자로구성되어있는만큼,당연히고전역학이아니라양자역학을따라야마땅하다는것이다.그러므로다세계이론은“모든것이양자”라는전제하에이론을전개한다.그리고이러한양자계를설명하는데는파동함수와슈뢰딩거방정식,이두가지면된다는입장이다.

중요한점은,이런양자역학의토대에관한대담한입장이향후실제적인연구의돌파구가될수있다는것이다.그간표준양자역학에서는토대에관한연구가불필요한사변으로간주되어오히려연구경력의평판을저해해왔다.하지만양자장이론이나양자중력등연구의지평을넓히려한다면,양자역학의토대에관한연구가절대적으로중요하다.다세계이론은이런토대에관한연구중가장합리적이고신뢰할만한이론이다.저자의말을들어보자.

“기존의양자역학은완벽하지는않지만적절한일관성을지닌체계로서이제껏성공적이었다.하지만그러한접근이단순히감당해낼수없는상황들이있는것도사실이다.성공이사실을가려서는안된다.특히시공간의본질과전체우주의궁극적인운명을이해하려면양자역학의토대에관한연구가절대적으로중요하다.몇가지새롭고흥미로운실험적제안들을소개할텐데,그것들은양자얽힘과시공간의곡률(즉당신과내가‘중력’이라고알고있는현상)사이의관계에관한도발적인제안을하고있다.중력에관한완전하고강력한양자이론을찾는것은최근몇년동안중요한과학적목표로인식되어왔다.그런데어쩌면중력을‘양자화’하는것으로시작하는게아니라,양자역학자체를더깊이파고들어중력이그속에도사리고있음을발견하는것이해답일지모른다.”_14쪽


양자역학의최전선에서보내온결정판
“어마어마하게재미있다.”_조던엘렌버그,《틀리지않는법》저자

이책은원제가“SomethingDeeplyHidden”으로2019년미국에서출간되었다.“깊숙이숨겨져있는어떤것”이라고해석되는데,이는수많은변형으로이어지는우주파동함수속의존재를가리킨다.원제가이책의내용을시적이고신비스러운뉘앙스로담아내고있기는하지만,한국독자들에게막연하게느껴진다고생각해“다세계”로한국어판제목을새로붙였다.번역자김영태는서울대물리학과를졸업하고미국UC버클리에서물리학박사학위를받은양자역학의전문가다.대학교재인《일반물리학》의공역자이자,여러대중서를번역또는집필해왔다.프시케의숲편집부의꼼꼼한원문대조과정을거쳐오랜준비끝에비로소한국어판을출간하게되었다.

이세계에서이책의한국어판은독자들의관심을받을까,아니면외면받을까?다른평행우주에서이책이초미의관심사가된다해도,이우주에서외면받는다면편집자‘나’는무척의기소침해질것이다.반대로다른평행우주에선초판도안팔리더라도,어쨌건이세계에서중쇄를찍는다면편집자‘나’는기분이좋을것이다.이로미루어볼때,다세계이론을받아들여수많은‘나’가존재한다해도,그‘나’들끼리는사는데서로영향을미치지않고,정체성의위기도크게없을것임을알수있다.저자의말마따나“겁내지말것!”