[2025-10] 양자역학의 역사

제목 : 양자역학의 역사

작가 : 데이비드 카이저

출판사 : 동아시아

읽은기간 : 2025/03/14 -2025/03/19

 

양자역학의 역사라기보다는 양자역학의 큰 변화에 대해 기록한 책이다.

과학에 문외한이라서 내용은 어려웠지만 흥미롭게 읽었다. 

양자역학이라고 해서 원자폭탄 이런 이야기만 있는건 아니고 최근에 양작역학에서 관심가지고 있는 여러 이야기들도 나와 있어 더 재미있었다.

신의입자라고 불리는 힉스라든가, 끈이론 등 읽거나 들어도 이해가 잘 안가는 영역의 이야기도 있지만 이런 연구를 통해 이해할 수 없는 세계를 구경이라도 할 수 있어서 좋았다.

과학책도 자꾸 읽다보면 더 재미있지 않을까? 

노력하는 자에게 신의 축복이 있기를... 

 

p22 나는 유산을 생산하는 큰 원동력 가운데 하나로서 과학자들이 집필한 교과서에도 특히 관심이 깊은데, 교과서가 과학자들이 어렵게 밝힌 기술과 통찰을 미래로 유출하기 위해 제작된 물건이기에 그렇다.

p37 최근 연구에 따르면, 양자 전기역학으로 계산한 이론적 예측 값은 실험 결괏값과 소수점 11자리까지 일치한다. 오늘날 이론적 계산 값과 실험 데이터에서의 오차는 고작 1조분의 1에 불과하다.

p45 슈레딩거가 활약하던 시절, 닐스 보어와 베르너 하이젠베르크는 그 고양이처럼 이도 저도 아닌 상태야말로 자연의 근본적인 특징이라고 주장했다. 반면 아인슈타인과 같은 이들은 자연이 살았든지 죽었든지 둘 중 하나이지, 둘 다일 수는 없다고 주장했다.

p56 이들은 중성미자 진동, 즉 한 중성미자가 다른 중성미자로 바뀌는 희한한 성질이 있어서 공간을 가로지르는 동안에도 하나의 정체성을 버리고 다른 정체성을 가질 수 있다. 이 사실이 발견되면서 입자의 행동에 대한 표준적인 이론이 크게 확장되었다.

p66 진동의 존재는 당시의 지배적인 이론이 예측한 바대로 질량이 있다는 사실을 드러냈다. 그 질량의 기원과 성격은 물리학에서 여전히 탐구 중인 주요 과제다.

p71 양자역학에서 가장 기이한 것은 슈뢰딩거가 얽힘이라고 이름 붙인 현상이다. 양자역학의 방정식은 특정한 상황에서 한 아원자 입자의 행동이 말 그대로 다른 아원자 입자의 행동에 완전히 얽매여 있음을 함축한다. 얽혀 있는 두 입자가 서로 방의 반대편에 있든 지구 반대편에 있든, 아니면 지구와 안드로메다은하의 거리만큼 떨어져 있든 상관없다.

p100 핵무기가 물리학자들에 의해 만들어졌다면, 물리학자들에게는 그런 폭탄을 만드는 원자의 비밀에 접근할 특별 권한이 주어지므로 이 집단의 충성도는 누구보다 엄중히 따져야 한다는 논리였다.

p110 폰 노이만은 1930년대에 튜링이 근처 프린스턴대학교에서 학위 논문을 쓰는 동안 고등연구소에서 일하면서 튜링과 교류했으며, 전쟁 중에는 직접 펜실베이니아대학교에 가서 에니악에 대해 상의한 적도 있다. 사실 에니악의 원래 임무는 육군 탄도 실험에 필요한 포병의 사표를 계산하는 것이었지만, 폰 노이만은 로스앨러모스에서 핵무기 설계에 필요한 계산을 수행하도록 프로젝트의 방향을 바꾸는 데 일조했다.

p120 오펜하이머와같은 전설적인 강사들이 적은 수의 학생들을 대상으로 어려운 개념을 풀어나가는 도전을 즐겼다면, 전쟁 후의 강사들은 학생들을 빼곡히 채운 강의실에서 양자 역학을 원자 세계의 숙련된 계산기로서 가르치는 것으로 목표가 점차 바뀌었다

p124 1940년대 후반까지 스탠퍼드와 버클리, 시카고와 펜실베이니아, 컬럼비아, MIT등의 박사학위 자격시험에서 흔히 광범위하게 논술형으로 출제되면 해석의 문제는 1950년대 중반에 이르러 표준적인 계산 문제로 대체되었다.

p143 새로운 시도에서 가능성을 본 카프라는 출판사에 문을 두드렸다. 12번의 거절 끝에 런던에 있는 한 작은 출판사가 도박에 나섰고, 비록 얼마 안 되지만 그가 오랜 시간 그토록 갈구한 선인세를 받고 책을 마무리 지을 수 있었다.

p145 기막힌 타이밍도 한몫했다. 뉴에이지가 만개한 1970년대 중반은 현대 물리학과 동양사상과 같은 책이 등장하기 위한 조건이 제대로 무르익은 상태였다. 카프라의 책은 세속의 인간사를 초월하는 우주의 의미를 발견하고자 하는 널리 공유된 열망을 잘 활용했다.

p178 힉스 보손은 신의 입자라는 별명으로 불린다. 나는 왜 힉스 입자를 두고 다른 물질보다 더 신성하다는 듯이 말하는지 잘 모르겠는데, 수십 년 동안 입자 가속기의 규모를 점점 더 키우는 데 주요한 구실을 했다는 점을 고려하면 이보다는 10억 달러짜리 보손이라는 기술적인 별명이 더 어울릴 듯 하다.

p188 입자우주론은 최근 크게 번창하고 있다. 이 분야는 우주에서 가장 작은 단위의 물질들과 그 물질들이 우주 전체의 모양과 운명을 결정하는 역할을 연구한다.

p197 두 개념이 하위 분야에서 모두 저명한 논문이 되었음에도, 1970년대 이전에는 누구도 브랜스-디키의 장과 힉스의 장이 물리적으로 유사하다고 판단하거나, 심지어 두 논문을 나란히 놓고 들여다볼 생각도 하지 못했다는 말이다.

p226 아인슈타인이 설명하기로 시간과 공간은 트램펄린처럼 출렁거린다. 물질과 에너지 분포에 반응해 구부러지나 늘어지며, 그 뒤틀림은 다시 물체의 움직임에 영향을 주어 좁은 직선 경로에서 벗어나게 한다.

p241 그가 연속으로 발표한 간결한 논문들에서, 프리드만은 아인슈타인의 방정식이 미세한 점 하나에서 초대형 은하의 규모로 확장해 간 우주의 진화까지 설명할 수 있음을 증명했다. 프리드만이 보여주기로는, 우주는 어느 순간 확장을 멈추고 자기 자신 안에서 무너져 내릴 수도 있었다.

p251 끈 이론은 알려진 입자들 사이에서 초대칭이라는 아직 탐지된 적 없는 대칭을 요구한다. 게다가 이 이론은 우리가 살고 있든 듯한 4차원(길이, 너비, 높이의 3차원 공간에 1차원 시간)이 아닌 10차원의 시공간에서만 정식화된다. 적어도 어떤 비평가들에 따르면, 최악은 끈 이론이(적어도 아직은) 서로 구분할 방법이 없는 수없이 많은 우주들을 만들어 낸다는 것이다. 사실상 끈 이로은 모든 것의 이론에서 아무것이나의 이론이 되어버렸다.

p257 서스킨드의 큰 풍경에 흩어져 있는 섬 우주들과 아주 비슷하게, 오늘날의 창조설자들 역시 자신들만의 평행 우주를 개척해 왔다. 이들의 책 대부분은 아마존에서의 순위가 내 책보다 훨씬 더 높다.