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양자론
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양자론

  • 다케우치가오루
  • |
  • 전나무숲
  • |
  • 2010-09-24 출간
  • |
  • 199페이지
  • |
  • 183 X 245 X 20 mm /494g
  • |
  • ISBN 9788991373822
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평




휴대폰, 반도체, 의료기술 …
생각보다 우리와 가까운 양자론의 세계

“양자론이 없다면 인류의 국내총생산(GDP) 중 95%가 줄어들 것이다!”
노벨물리학상 수상자인 리언 레이더먼 박사가 한 말이다. 약간의 과장이 섞였다고는 할 수 있을지 모르지만 결코 비논리적인 말은 아니다. 전 세계적으로 엄청난 부를 만들어낸 휴대폰, 반도체는 물론이고 인류의 미래를 보다 풍요롭게 해줄 최첨단 의료기술과 나노기술은 양자론은 아주 밀접한 관련을 맺고 있다. 극히 미세한 세계에 대한 이러한 과학적 산물이 없이는 현대의 산업도 있을 수 없는 것이 현실이다.
하지만 양자론의 세계는 참으로 이해하기 쉽지 않은 것이 사실이다. 유명한 물리학자인 리처드 파인먼 박사 역시 “양자론은 논리와 상식으로는 이해되지 않는 신비한 과학체계”라고 말했다. 그만큼 기기묘한 세계라는 의미이기도 하다. 그렇다면 이러한 양자론에 대한 쉽고 대중적인 이해는 불가능한 것일까?

이미 국내 과학 독자들의 검증을 받은
다케우치 가오루의 신작

《한 권으로 충분한 양자론 - 슈뢰딩거의 고양이에서 무한대 해의 난제까지》는 이제까지 출간된 양자론 관련 서적 중에서 단연 이해하기 쉬운 대중해설서라고 할 수 있다. 특히 저자인 다케우치 가오루는 이미 《한 권으로 충분한 우주론》(전나무숲 출간)을 통해서 이미 한국 독자들과 지적 교감을 나눈 바 있다. 그의 과학적 저술은 최대한 독자들의 눈높이를 맞추고 있다는 점에서 많은 과학 독자들의 검증을 받았다고 할 수 있다.
우선 이 책은 양자론이라는 이 기묘하고도 매력적인 세계를 ‘실재론과 실증론’이라는 두 가지 축을 중심으로 일관되게 기술하고 있다. 대개의 과학 서적들이 현란한 이론들을 일방적으로 소개하는 데 그치지만 《한 권으로 충분한 양자론》은 뼈대가 되는 이론을 중심으로 구성되어 있다는 점에 한 번을 읽어도 ‘머리에 남는 것이 있는’ 책이라고 할 수 있다.

어려운 과학적 개념들을
그림과 도표, 에피소드로 쉽게 설명해

또한 어려운 과학적 개념들을 최대한 이해시키려고 하는 부분도 다른 과학책들과는 차별되는 부분이다. 확률파, 재규격화, 흐름결합상수, 파이먼다이어그램 등 이름만으로는 도저히 예상이 불가능한 어려운 과학적 개념들이 이 책에서만큼은 쉽고 재미있게 술술 풀려나온다.
무엇보다 양자론을 기술하는 데 있어 다양한 그림과 공식, 재미있는 에피소드들을 등장시킨 것이 또 다른 장점이라고 할 수 있다. 특히 ‘반은 죽고, 반은 살아 있는’ 슈뢰딩거의 고양이에 대한 내용이라든가, ‘파도타기를 하는 양자’에 대한 이야기들은 흥미진진하게 읽을 수 있는 내용들이다. 과학을 어려워하는 사람들에게는 더할 수 없이 좋은 설명의 방식이 아닐 수 없다.

책의 구성 역시 처음으로 양자론을 접하는 사람들을 잘 배려하고 있다. 우선 이 책은 크게 세 파트로 나뉘어 있다. 제1장은 양자론의 창시자라고 할 수 있는 슈뢰딩거의 등장과 양자론에 대한 기초적 해석으로 시작한다. 파동함수와 확률파라는 다소 심도 있는 개념까지 들어간다. 2장에서는 ‘이단의 양자론’으로 불리는 데이비드 봄의 양자 해설을 통해 실증론과 실재론의 대립을 입체적으로 보여주고 있다. 마지막 3장에서는 뿌리 깊은 난제였던 ‘무한대의 해’의 문제를 풀어가는 물리학자들의 치열한 고민은 물론 ‘섭동’, ‘흐름상수결합’을 통해서 양자의 세계를 해석해 나가는 흥미진진한 구성을 띄고 있다.

《한 권으로 충분한 양자론》은 이 세계를 이루고 있는 극소 단위를 분석해나가는 흥미진진한 탐험이다. 특히 양자론은 기초과학에 속하기 때문에 영역을 불문하고 과학을 공부하는 사람이나 과학에 관심이 있는 일반인들이 한 번쯤은 읽어 넘어가야 할 ‘필수 교양서’라고 할 수 있다. 독서하기 좋은 계절인 이 가을에 과학의 기초를 이루고 있는 양자의 세계에 푹 빠져보는 것은 어떨까?


목차


들어가기 전에 양자론의 전체 흐름을 미리 알고 가자!

제1장_ 양자론의 확률적 해석, 슈뢰딩거의 고양이에 관해
1-1 양자란 무엇인가
1-2 양자론을 완성시킨 슈뢰딩거의 등장
1-3 짧지만 핵심적인 양자론의 역사
1-4 슈뢰딩거방정식을 해부하다
1-5 Ψ는 왜 파동함수일까
1-6 파동함수 Ψ에 숨은 의미
1-7 확률파를 이해하기 위한 기초
1-8 확률파를 수축시키는 ‘관측’
1-9 하이젠베르크의 불확정성원리
1-10 실재론 vs 실증론
1-11 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 패러독스에 대한 고찰
1-12 ‘슈뢰딩거의 고양이’의 현대적 전개

제2장_ 봄의 양자 퍼텐셜로 본 ‘이단의 양자론’
2-1 파동과 입자로 해 본 이중 슬릿 실험
2-2 양자를 이해할 수 있는 또다른 이중 슬릿 실험
2-3 양자론으로 밝혀낸 원자의 모습
2-4 ‘이단’의 물리학자 봄의 등장
2-5 숨은 변수란 무엇인가
2-6 스핀 변수와 슈테른·게를라흐의 장치
2-7 스핀 변수도 관측하지 않으면 정해지지 않는다?
2-8 EPR 패러독스와 벨의 정리
2-9 베르틀만 박사의 양말
2-10 벨의 부등식
2-11 양자얽힘이란 무엇인가?
2-12 실재론을 잠재운 아스페의 실험
2-13 데이비드 봄의 ‘반란’
2-14 양자 퍼텐셜은 어떤 모양인가?
2-15 양자 퍼텐셜과 경로
2-16 불확정성이 확률적인 예측을 낳는다
2-17 터널효과의 코펜하겐해석
2-18 봄에 의한 터널효과 해석
2-19 터널을 통과한 양자의 경로
2-20 뉴턴역학에 브라운운동을 합한 양자론?!
2-21 ‘봄 학파 양자론’에 관한 보충 해설

제3장_ ‘무한대 해의 난제’를 해결한 파인먼의 재규격화
3-1 수학에서 본 재규격화의 예
3-2 재규격화이론을 생각한 물리학자들
3-3 파인먼다이어그램 입문
3-4 파인먼스코프 사용법
3-5 과거와 미래의 의미
3-6 진공편극
3-7 무한대 해의 난제
3-8 ‘섭동’이라는 수학적 방법
3-9 흐름결합상수
3-10 ‘제한’과 고차의 재규격화
3-11 머릿속에 쏙쏙! 양자론 개념 총정리

부록
파인먼다이어그램을 보는 방법
소립자 목록
자연계에 존재하는 네 가지의 기본 힘
양자론을 더 깊이 알고 싶은 이들을 위한 엄선 도서
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