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우리가 궁금해 하는 양자역학의 모든 것!

발생 가능한 사건은 왜 반드시 일어나는가『퀀텀 유니버스』. 세계적인 베스트셀러《E = mc2이야기》 의 저자인 브라이언 콕스와 제프 포셔가 만나 과학의 가장 심오한 질문에 누구나 이해할 수 있는 명쾌한 해답을 제시한 책이다. 양자이론은 왜 필요하며, 어떻게 구축되고, 그토록 기묘하고 희한한 이론을 우리가 왜 믿을 수밖에 없는지에 대해 논의한다. 원자세계의 색깔에서 별의 크기에 이르기까지, 우주의 모든 것을 다루었으며, 양자역학의 신비한 세계를 흥미진진하게 풀어냈다.

양자이론은 왜 필요한가?
양자이론은 어떻게 구축되었는가?
그토록 기묘하고 희한한 이론을 우리는 왜 믿을 수밖에 없는가?

『퀀텀 유니버스』에는 이 모든 질문과 해답이 들어 있다.

세계적인 베스트셀러 『E = mc2이야기(Why Does E = mc2?)』의 저자인 브라이언 콕스와 제프 포셔가 또다시 의기투합하여 과학의 가장 심오한 질문에 누구나 이해할 수 있는 명쾌한 해답을 제시한다.

브라이언 콕스는 본인이 직접 제작에 참여하고 출연한 영국 BBC 방송의 과학다큐멘터리 「태양계의 놀라운 신비 wonders of the solar system」는 KBS1을 통해 2010년 8월 방송 된 바 있다.

『퀀텀 유니버스』는 전작인 『E = mc2 이야기』 못지않게 흥미진진한 필체로 양자역학의 신비한 세계를 독자들 앞에 펼쳐놓는다. 어렵기로 유명한 양자역학이지만, 이들의 설명은 누구나 이해할 수 있을 정도로 명쾌하다.

『퀀텀 유니버스』는 양자역학을 둘러싸고 있는 모든 혼란을 헤치며 과감하게 앞으로 나아간다.

* 서평

이 책의 저자인 브라이언 콕스와 제프 포셔는 복잡한 주제를 이해하기 쉽게 풀어내는 데 탁월한 재능을 가진 사람들이다. 브라이언 콕스는 몇 년 전부터 사이언스 채널의 과학 다큐멘터리에 호스트로 출연하면서 유명세를 타고 있으며, 이 책에는 그의 단순하면서도 명쾌한 어조가 유감없이 발휘되어 있다. 또한 공동 작가인 제프 포셔는 영국 맨체스터대학의 이론물리학 교수로서 맥스웰 메달을 수상한 뛰어난 학자이다. 이 책은 현대물리학을 주제로 한 교양과학서적의 최고 걸작이라 생각한다. 책을 읽는 데 들인 시간과 열정이 조금도 아깝지 않다. 꽤 어려운 주제를 다루었는데도 쉽게 읽을 수 있다. 일반인은 물론이고 물리학을 잘 아는 사람들에게도 큰 도움이 될 것이다. 두 저자는 매끄럽고 세련된 문장으로 자신이 하고자 하는 이야기를 훌륭하게 전달했다. 평소에 생각하기 좋아하는 몽상가들도 이 책을 읽으면 자연과학이 가깝게 느껴지면서 새로운 세상으로 사고의 폭을 넓힐 수 있을 것이다.
― 아마존닷컴 독자서평, 웨인 드워스키(D. Wayne Dworsky)

통찰력의 최상급을 보여주는 책이다. 나는 양자역학을 전혀 모르는 상태에서 이 책을 읽기 시작했는데, 다 읽은 후에는 과학교사보다 유식해진 것 같은 느낌이 들었다. 이 책을 같이 읽었던 내 친구도 최고 중의 최고라는 데 이견을 달지 않았다. 이 책은 원자세계의 색깔에서 별의 크기에 이르기까지, 우주의 모든 것을 다루고 있다. 특히 전자가 특정 시간에 특정 위치에서 발견될 확률을 이용하여 백색왜성의 최소크기를 계산하는 과정은 정말 압권이다! 나는 이 책 속에서 저자의 목소리를 직접 듣는 듯한 느낌을 받았다. 대부분의 교양과학서적은 딱딱한 어투로 사실을 나열하기에 급급하여 독자들을 잠재우기 일쑤인데, 이 책은 사실을 나열하는 것보다 독자들을 이해시키는 데 중점을 두었기 때문에 조금도 지루하지 않다. 특히 나처럼 사전지식이 전혀 없는 독자들도 거의 모든 내용을 이해하고 넘어갈 수 있도록 배려한 흔적이 역력하다. 양자역학에 관심이 있는 독자라면 꼭 한 번 읽어볼 것을 권한다. 나와 내 친구가 그랬던 것처럼, 여러분도 심오하고 아름다운 양자역학의 세계를 전문가 못지않게 음미할 수 있을 것이다. 책이 어려워 보인다고 지레 겁먹지 말고 그냥 펼쳐 들어라. 장담하건대, 이 책은 그럴 만한 가치가 충분히 있다.
― 아마존닷컴 독자서평, 바트야(Batya)

브라이언 콕스는 TV를 통해 영국에서 제일 유명한 교수로 떠올랐다. 지금까지 TV 스크린을 통해 우주의 신비를 그토록 흥미롭게, 열정적으로, 그리고 이해하기 쉽게 설명한 사람은 아마도 콕스가 처음일 것이다. 그의 연구동료인 제프 포셔도 맨체스터대학의 교수로서, 콕스 못지 않은 열정과 재능을 발휘하고 있다. 일반독자를 위한 양자이론의 입문서로 부족함이 없다.
― 파이낸셜 타임스(Financial Times)

이해하기 쉽고 위트 있는 문체를 통해 독자들을 표준모형의 현주소로 안내해주는 매력적이면서도 흥미진진한 책.
― 월스트리트 저널(Wall street Journal)

1장: 무언가 이상한 일이 벌어지고 있다
2장: 두 장소에 동시에 존재하는 것들
3장: 입자란 무엇인가?
4장: 일어날 수 있는 사건은 결국 일어난다
5장: 환영(幻影) 같은 움직임
6장: 원자가 만들어내는 음악
7장: 바늘 끝에 서있는 우주(우리 몸은 왜 마루바닥을 뚫고 아래로 떨어지지 않는가?)
8장: 상호연결
9장: 현대문명의 일등공신
10장: 상호작용
11장: 공간은 비어있지 않다
에필로그: 별의 최후

자연의 근본적 특성은 깊이 파고 들어갈수록 단순해지는 경향이 있다. 과학자들이 지금과 같은 열정을 갖고 꾸준히 파고든다면, 언젠가는 자연의 가장 근본적인 구성단위와 이들을 지배하는 법칙을 알게 될 것이다. 그러나 우주의 단순함에 지나치게 매료되는 것도 그다지 바람직한 자세는 아니다. 게임의 기본규칙이 단순하다고 해서, 그로부터 나온 결과까지 단순하다는 보장은 없다. 우리가 매일같이 겪는 일상적인 경험들은 수조 개의 입자들과 그들 사이의 상호작용으로부터 나타난 결과이므로, 인간을 비롯한 생명체의 행동양식을 원자단위에서 유도한다는 것은 결코 현명한 생각이 아니다. 그러나 이 사실을 받아들인다고 해도 원칙은 변하지 않는다 -15p

바퀴의 발명 이후로 가장 위대한 발명을 이루어낸 사람이 한 말이니, 전 세계의 정책입안자와 경영인들은 깊이 새겨들어야 할 것이다. 양자역학은 세상을 바꿨고, 오늘날 첨단물리학을 이끄는 새로운 이론들도 앞으로 우리의 삶을 끊임없이 바꿔나갈 것이다.
지금까지 줄곧 그래 왔듯이 이 장에서도 ‘단 한 개의 입자만이 존재하는 우주’라는 가장 단순한 사례에서 시작하여, ‘두 개의 입자가 존재하는 우주’로 대상을 확장해나갈 것이다. 예를 들어 수소 원자 두 개만 존재하는 우주를 상상해보라. 두 개의 양성자는 까마득하게 멀리 떨어져 있고, 두 개의 전자들이 제각각 양성자 주변에서 궤도운동을 하고 있다. 양성자들 사이의 거리가 가까운 경우는 나중에 다루기로 하고, 당분간은 아주 멀리 떨어져 있는 경우에 집중해보자. -209p

사물과 달리 자유의지를 가진 우리는 지금 행해진 관측행위(yes 또는 no)가 미래를 바꾼다고 생각하려는 경향이 있다. 만일 그렇다면 미래에 행해지는 관측에서는 yes와 no 중 오직 한 가지 결과만 얻어질 것이다. 그러나 현실은 그렇지 않다. 지금까지 쌓아온 경험에 의하면 미래의 우주는 ‘yes’와 ‘no’가 모두 가능하기 때문이다. 이런 점에서 보면 양자물리학은 우리에게 “yes나 no가 나올 수 있는 모든 경로를 더한다”는 것 외에 어떤 선택도 허락하지 않은 것 같다. 다소 황당하게 들리겠지만, 이 책에서 지금까지 언급된 내용과 비교해보면 유별나게 황당하지도 않다. 양자적 개념들을 신중하게 수용하다 보면 인간이라는 존재와 그들의 행동도 같은 맥락에서 수용하게 된다. 이렇게 보면 양자적 관측문제는 애초부터 문제가 아닐 수도 있다. “한 관측에서 얻어진 yes나 no가 온 세상을 바꾼다”고 주장해야 비로소 문제가 되기 때문이다. -275~276p