양자컴퓨터의 미래, 불확정성 (양장본 Hardcover)

데이비드린들리

DavidLindley

서식스대학교에서천체물리학박사학위를받았으며케임브리지대학교와시카고페르미국립가속연구소에서이론천문물리학자로연구하다가글을쓰기시작했다.《네이처》《사이언스》《사이언스뉴스》의편집자로활동했으며《워싱턴포스트》《뉴욕타임스》《계간윌슨》《뉴사이언티스트》《런던서평LondonReviewofBooks》에글을게재하기도했다.아이라플래토가진행하는라디오프로그램‘과학같은것SoundsLikeScience’의퀴즈파트의장기출제자역할도했다.린들리는물리학에대한해박한지식뿐만아니라일반인도이해할수있는재치와이해를보여주는재미있는과학글을쓰는것으로유명하다.그의책대부분은과학자의전기나과학자들사이의의견불일치에대한역사적설명을통해과학이론을설명한다.
린들리는입자물리학이실험을통해서가아니라우아함과아름다움과같은주관적인기준에의해서만검증될수있기때문에미학의한분야가될위험이있다고주장하기도했다.
현재미국버지니아주알렉산드리아에서살고있으며,저서로『물리학의종말TheEndofPhysics』『켈빈온도DegreesKelvin』『볼츠만의원자Boltzmann’sAtom』『꿈의우주TheDreamUniverse』등이있다.

★머리말
1흥분한입자들
2엔트로피는최댓값을향해끝없이증가한다
3불가사의이자경악의대상
4전자가어떻게결정을내릴까?
5전대미문의뻔뻔함
6무식이성공을보증하지는않는다
7어떻게행복할수있겠는가?
8차라리구두수선공이되겠다
9굉장한일이일어났다
10고전체계의정신
11나는결정론을포기하는쪽이다
12적절한단어가없다
13보어의주문과같은용어
14게임은승리로끝났다
15과학적경험이아니라삶의경험
16모호하지않은해석의가능성
17논리학과물리학사이중간영역에
18결국에는혼란상태
★지은이후기
★감사의말
★주석
★참고문헌
★옮긴이후기

과학의확실성의종말
20세기초반인류의집합적세계관에대변혁을일으킨사건과사건의주역들에대한이야기

일반인들의귀에도낯익은아인슈타인의‘나는신이주사위놀이를한다고생각하지않는다’나‘슈뢰딩거의고양이’는바로양자역학이라는물리학이론과관련된것이다.양자론의불확정성원리만큼그개념이물리학바깥영역에서도애용되는과학이론은없을것이다.이는양자론과다른지식사이에어떤공통점,유사성,연결성이보이기때문이다.특히이분법적틀을깨고다변적이고복합적인가능성을제안하는포스트모더니즘은불확정성원리의개념과연관지어지곤한다.라캉이나데리다의정신분석학,철학에서도불확정성원리는은유적호소력을갖는다.문학비평,언론학,인류학에서도불확정성의원리는애용되고있다.불확정성원리를세운하이젠베르크자신도자서전『부분과전체』에서“불확정성이라는과학원리가인간의정신과현실사이의관게를규명하는데보다넓은조망을제공할것이다”라고말했다.불확정성은과학의날카롭고확고한객관성과진실성의모서리를부드럽게하여과학에의접근을이전만큼어렵지않게만들어준것같다.서강대학교소광섭교수는『닐스보어의상보성원리』(2005,면도날)에서“불확정성원리는물리현상에만국한되는것이아니라생명현상과사회현상에까지광범위하게적용될수있는보편적지혜이며조직원리라고할수있다”라고쓰기도했다.

불확정성원리는엄밀하게유도된수식이다

양자역학의핵심적인개념의하나인불확정성원리는미시세계에대한자연법칙으로,불확정적인이론이아니라수많은실험을통해옳음이증명된확정적이론이다.레이저,전자현미경,트랜지스터,원자력등은모두양자론으로가능하게된유용한기술들이다.불확정성원리는관념적인것이아니라엄밀하게유도된수식이다.이수식에따르면전자의속도를측정하려면전자의위치를확정할수없고,위치를확정하려면속도가불확실해진다.우리의측정기술이부족해서가아니라자연혹은입자의성질이본래그렇기때문이다.속도와위치가확정적이아니면전자는어떤공간범위에퍼져있다고생각할수밖에없다.따라서‘이것은여기있는데앞으로어떤속도로어디로갈것이다’라는확정적인말을할수없고통계확률적가능성만말할수있다.정확한인과율을따르지않고자유롭게돌아다니는것같은양자체계는결정론적고전과학의철통같은개념을깨기때문에아인슈타인을비롯한당시과학자들은당혹해했다.(현대의물리학자들은양자역학의수식이실험결과와정확하게맞고그것으로할수있는유용한일이무한히많기때문에양자역학의형이상학적철학적의미같은데신경쓸시간도이유도없다.)

20세기혁명적물리원리를둘러싼과학천재들의격돌!

다른과학이론들과는달리양자역학은많은여러천재과학자들에의해20여년간에걸쳐극적으로완성되었다.이책은양자역학의혁명적원리가발전되는과정을과학과수학에약한독자들을위해이해하기쉽게설명하면서이혁명을둘러싼인물들의삶과사상까지멋지게담아낸다.과학철학,과학사에관심이있는독자,양자역학분야에대해알아보려는독자들에게이분야에서그동안쓰인책들중가장적합한입문서일것이다.

하이젠베르크,고전물리학의기초를흔들다!

1927년,고전물리학에아무런미련도없었던젊은학도하이젠베르크는혁명적과학원리로센세이션을일으킨다.19세기까지인류가의심의여지가없다고믿어왔던과학을완전히뒤집은것이다.즉모든움직이는물체는위치와속력을갖는다,모든물리세계는명백한원인과결과에의해움직인다,자연은기본적으로정확한기계로서알수있는것이며언젠가는필연적으로알려져야한다,그리고이것은정확하게숫자를이용하여기술할수있다,모든것을이해한다면모든것을예측할수있다,과학은궁극적으로결정론적이고변하지않는다,라는기존의이해를완전히뒤집은것이다.위치를보다더정확히알면알수록운동량은그만큼더알수없게된다,원자는선재하는원인없이자발적으로움직인다,자연은오로지관측가능한것으로만예측할수있으며,이는확률과통계로표현된다!이것은과학이우리를둘러싼물리세계를정확하게밝혀줄것이라는신념의뿌리를송두리째뽑아버렸다.하이젠베르크의신념은아인슈타인의심기를매우불편하게했다.아인슈타인은주사위놀이를하지않는하느님을수시로언급하며이급진적인하이젠베르크의새로운물리원리를죽는순간까지반대했다.또한하이젠베르크의스승인보어는이원리를고전물리용어로설명하기위해분투했는데,바로이때문에하이젠베르크와의갈등이극대화되었다.하이젠베르크는어느세대에도빚을지고있지않다고확신하는자신의새로운원리가고전물리용어로설명되는것을참을수없었던것이다.불확정성원리를둘러싼이들세사람의갈등을주축
으로뭇과학자들의시시비비를가리는한판이벌어졌으며,그것은현재까지도마침표를찍지못하고있다.

나는차라리구두수선공이나카지노의일꾼이되겠다!

데이비드린들리는진지하면서도흥미롭게불확정성이태동하게된배경과과정을그리고있다.불확정성원리가태동할수밖에없었던19세기여명기부터이새로운물리원리에대한20세기의격돌을차근차근설명해나간다.이작품의가장큰매력중하나는천재과학자들의인간적인면모를엿볼수있는에피소드와생생하게전달되는그들이남긴말들이다.이와함께불확정성원리를둘러싼과학자들의갈등이어우러져,과학에문외한인사람조차마지막까지책에서벗어날수없게된다.예를들어아인슈타인은새로운이론이이런방향으로나아간다면“나는차라리구두수선공이나카지노의일꾼이되겠다”라고까지말했는데,도대체이새로운이론이무엇이기에아인슈타인같은대가가그토록번뇌했는지궁금하지않을수없다.

과학의문외한도재미있게읽을수있는양자역학입문서

고전질서를와해하는데일말의주저함도없을만큼급진적인하이젠베르크,한때자신도시간과공간의개념을완전히뒤엎은과학혁명가였던,그러나이제는고전질서를지키기위한노익장이되어버린아인슈타인,고전질서와새로운질서사이에가교를놓으려고철학적으로부심하는보어.불확정성원리를둘러싼이세사람의갈등이야기는너무도잘알려져소설,과학서,연극등다양한장르를통하여다루어져왔다.하지만데이비드린들리는이모든장르의작품들의장점을한권의책에갖추었다.따라서물리학자및물리학입문자는물론이거니와과학에완전한문외한인사람도즐거운마음으로주저없이책을펼쳐보라고말하고싶다.물리학에들어선사람들은과학자로서나아가야할길을다시한번생각해보게될것이며,과학에문외한인사람들도과학자체에대해새롭게관심을갖게되는좋은계기가될것이다.