김상욱의 양자 공부

제목: 김상욱의 양자 공부

작가: 김상욱

출판: 사이언스 북스

목차: 프롤로그 모든 것은 원자로 되어 있다

1부 1장 양자 역학의 하루 / 2장 양자 역학의 핵심, 양자 중첩 / 3장 슈뢰딩거 고양이는 누가 죽였나? / 4장 문제는 원자가 아니라 인간! / 5장 과학 역사상 가장 기이한 도약 / 6장 이론이 결정한다! / 7장 신은 주사위를 던진다 / 8장 불확정성 원리의 불확정성? / 9장 EPR 패러독스, 양자 얽힘

2부 10장 양자 역학 없는 세상 / 11장 양자 역학에 카오스는 없다 / 12장 세상에서 가장 강력한 양자 컴퓨터 / 13장 다세계 해석: 양자 다중 우주 / 14장 생명의 양자 도약 / 15장 비트에서 존재로: it from bit

에필로그 양자 역학 사용 설명서

이번 도서 리뷰는 다음 선정 도서를 찾아 도서관을 배회하다 눈에 띄어 읽게 된 『김상욱의 양자 공부』 리뷰입니다.

이 책은 목차에서 알 수 있듯이 크게 2 부분으로 나뉩니다. 1장에서는 물리학의 관점에서 양자 역학 이론이 어떻게 현재의 양자 역학 이론으로 발전되어 왔는지를 설명하고 있습니다. 2장에서는 물리학적 관점에서 나아가 화학, 생물학, 컴퓨터 공학에서의 양자 역학에 대해서 소개하고 있습니다.

이 책에서 말하는 양자 역학이란 원자를 기술하는 학문으로 원자를 이루는 원자핵과 전자 중 특히 전자의 움직임에 대하여 기술하는 학문입니다.

입자로 생각되어 왔던 전자는 이중 슬릿 실험에서 파동의 성질을 보입니다. 이중 슬릿을 통과한 전자는 스크린에서 파동과 같은 여러 개의 줄무늬로 관찰되지만 슬릿을 통과하는 전자를 관측하게 되면 두 슬릿 중 하나의 슬릿에서만 전자가 관찰되고 스크린에서도 두 개의 줄무늬만이 관찰됩니다. 양자 역학은 이러한 현상을 설명하기 위하여 답을 찾아가는 과정에서 발달되어 왔습니다.

양자 역학의 이론 중 하나인 코펜하겐 해석에서는 이 세계를 거시 세계와 미시 세계로 나누며, 거시 세계는 뉴턴의 고전 역학에 의해, 미시 세계는 양자 역학에 의해 지배를 받는다고 주장합니다. 미시 세계에서는 입자가 파동의 성질을 가지며 하나의 전자가 여러 개의 공간을 동시에 지날 수도 있다고 설명하고 있습니다. 하지만 양자 역학은 그 해석에 대해 물리학계에서 여전히 논쟁 중이며 실험적으로 증명되지 않는 부분도 남아 있습니다.

슈뢰딩거 고양이의 역설 슈뢰딩거는 양자 역학에 의해 지배 받는 미시 세계와 뉴턴의 고전 역학에 의해 지배 받는 거시 세계를 하나의 세계로 융합하였을 때 발생하는 역설적 내용을 고양이를 대상으로 주장하였으며, 여전히 양자 역학에서 논쟁 중인 주제 중 하나입니다.

 

이 책에서 흥미로웠던 부분은 14장 <생명의 양자 도약>이었습니다. 이 장은 생물학에 양자 역학 개념을 도입한 양자 생물학에 대하여 소개하고 있습니다. 여기서는 광합성 과정 중 전자전달계에서 전자의 이동과 에너지 손실에 관하여 양자 중첩의 개념을 적용하여 설명한 사례, 철새의 이동이나 인간 의식의 이해에 양자 역학을 적용한 사례 등을 소개하고 있습니다. 아직 실험적으로 증명이 되지 않은 부분들이나 이러한 해석도 가능하다는 점이 흥미로웠습니다.

또한 이 책에서 좋았던 점은 책의 마지막 더 읽을거리 <양자 세계를 여행하는 히치하이커를 위한 가이드>에서 양자 역학에 관심을 가지고 다른 책을 찾아보고 싶어하는 사람들을 위하여 다른 양자 역학을 다루는 책들을 소개하고 있다는 것이었습니다. 이 장에서는 양자 역학을 다루는 책 중 저자의 추천 도서가 추천 이유와 함께 짧게 정리되어 있어 이 책을 읽고 양자 역학에 대해 더 알아보고 싶다는 생각이 들었을 때 참고하기 좋을 것 같습니다.

책 한 권 읽는다고 양자 역학을 이해할 수 있을거라는 기대를 하지는 않았지만 역시나 책을 다 읽어도 뭔지 모르겠다는 느낌입니다. 저자는 나름대로 양자 역학에 대하여 쉽게 설명하고자 했다는 것이 느껴지지만 그래도 이 책에서 다루고 있는 양자 역학이라는 학문 자체가 이해가 어려운 개념이라 내용을 파악하기가 어려웠습니다. 그래도 양자 역학을 이해하는데 필요한 역사나 기본적인 내용에 대해서 다루고 있고, 비유 등을 통해서 너무 어렵지 않게 내용을 설명하려는 점이 느껴져 양자 역학에 대해 평소 관심을 가지고 그에 대해 가볍게 접해보고 싶은 분들은 읽어보면 좋을 것 같다고 생각합니다.

 

개인적인 책 평가: ★★★☆☆