[eBook]양자역학의 역사와 철학 : 보어, 아인슈타인, 실재론

저 : 김유신출판사 : 이학사발행일 : 2016년 08월21일 | 종이책 발행일 : 2012년 04월20일

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룩스문디 시리즈 04. 양자역학의 역사와 철학
- 보어, 아인슈타인, 실재론

1. 스마트 혁명의 토대, 양자역학


오늘날 대부분의 사람이 스마트폰을 가지고 있다. 이제 우리는 스마트 혁명 시대에 살고 있는 것이다. 스마트폰은 언제, 어디서든지 원하는 곳으로 필요한 정보를 보낼 수 있고, 동시에 어디에 있든지 정보를 받을 수 있는 융합 기술로 정보통신 시대의 상징이다. 엄청난 계산량을 처리해야 하는 이 정보통신 혁명의 배후에는 고체 증폭기인 트랜지스터의 발명이 있었다. 이 트랜지스터의 이론적 토대가 바로 양자역학이다.
과학의 역사 중에서 20세기 물리학 혁명만큼 흥미로운 때는 없었다. 그 중심에 바로 양자역학이 있다. 양자역학만큼 현대 과학기술을 혁신적으로 발전시킨 물리학 이론도 없다. 하지만 플랑크, 아인슈타인, 보어, 드 브로이, 슈뢰딩거, 하이젠베르크, 파울리 등 천재적인 물리학자들이 양자역학을 어떻게 형성해왔는지 그 정확한 역사를 아는 사람은 몹시 드물다. 이 책은 바로 이 역사를 알고 싶은 사람에게 단비와 같다. 1900년에서 1930년대까지 양자역학 형성의 역사에는 인류 과학사의 위대한 순간들이 빽빽이 들어차 있다. 나아가 당시 천재 물리학자들을 당황시키고 그들을 때때로 반목하게 했던 철학적 물음은 아직도 여전히 풀리지 않은 채 우리에게 계속 질문을 던지고 있다. 이 역사와 철학에 도전해보고 싶은 사람이라면 이 책과 함께 그 여정을 떠나보기를 추천한다.

2. 양자역학의 전모를 한눈에 파악한다

아직 한국에서는 양자역학의 역사와 철학에 관한 저술이 한 권도 출판되지 않았는데, 이 책은 이 분야에서는 한국에서 처음 나오는 학술서이다. 일반적으로 양자역학의 역사를 다룰 때는 철학을 놓치는 경우가 많다. 그리고 양자역학의 철학을 다룰 때는 반대로 역사적 조망을 놓치는 경우가 많다. 이에 비해 이 책은 양자역학의 통사를 다루면서도 철학적 논쟁 부분을 놓치지 않고 함께 다루었다는 점에서 학문적으로 의의가 크다.
양자역학의 기이함과 신비함은 많은 사람의 관심을 끈다. 예를 들면 보어와 아인슈타인 논쟁에서 등장하는 아인슈타인의 질문, "내가 달을 보지 않으면 달은 존재하지 않는가?"라든지 입자는 궤적을 가지지 않는다는 것을 함축하는 하이젠베르크의 불확정성원리, 물질이 입자이면서 파동이라는 이중성 등은 많은 사람들이 관심을 가진 매우 신비한 문제이다. 이 책은 이러한 것에 관심 있는 사람들이면 누구나 읽을 수 있도록 고전역학의 붕괴와 양자역학의 탄생 과정을 논리적으로 역사적인 흐름을 추적하며 설명하고, 동시에 양자역학이 지니는 심오한 철학적 문제를 다룸으로써 복잡하고 어려운 양자역학의 전모를 일목요연하게 파악할 수 있게 해준다. 이 책은 물리학, 철학, 역사를 한 권에 버무리면서 융합적 연구의 새로운 도전을 보여준다. 이러한 점은 이 책이 기존의 양자역학의 철학이나 역사를 다룬 책들과 구분되는 중요한 지점이다.

3. 양자역학의 역사와 철학

양자역학은 상대성이론과 더불어 현대물리학의 양대 기둥이다. 양자역학은 그 내용이 기이하여 상대성이론과는 달리 발전 과정에서 끊임없이 해석이 문제가 되었고 지금도 문제가 되고 있다. 양자역학은 물리학적, 역사적, 철학적 측면에서 복잡하게 얽힌 많은 내용을 담고 있다.
캐비티(상자) 내부에서 복사하는 진동자는 파동이기 때문에 에너지는 연속적이어야 한다는 것이 고전물리학의 가정이다. 그러나 이 캐비티 내에서 진동자의 에너지는 불연속적이다. 양자역학의 문을 최초로 연 막스 플랑크 자신도 이러한 현상을 의아하게 생각했음에도 불구 ...

목차 TOP

머리말

제1부 양자역학의 형성

1장 양자역학의 시작


1절 고전역학과 낙관의 시대

2절 붕괴하기 시작하는 고전역학
1. 전환기에서의 빛
2. 흑체복사의 문제
3. 플랑크의 복사파 공식과 양자

3절 새로운 과학을 위한 증거들의 출현
1. 광전효과
2. 광양자가설과 입자-파동의 이중성: 1905~1912년
3. 보어의 초기 원자 이론
4. 자발적 방출
5. 콤프턴효과

2장 보어의 양자 이론과 대응원리

1절 보어의 대응원리

2절 아인슈타인 광양자가설에 대한 보어의 태도

3절 보어-크라메르스-슬레이터 이론

3장 합리적 양자역학의 ...

저자소개 TOP

김유신 [저]

부산대학교 전자공학과 교수다. 전자전기공학부, 과학기술학 협동과정, 국제학부에서 전기자기학, 과학철학, 사회과학철학 등을 가르치고 있다. 서울대학교 전자공학과를 졸업하고 미국 버클리대학교에서 전자공학을, 스탠퍼드대학교 대학원에서 전자재료를 공부했다. 그 후 부산대학교 전자공학과 교수로 있으면서 미국 코넬대학교 대학원에서 과학철학으로 철학 박사학위를 받았다. 현재 과학기술한림원 정회원이며 [공학교육연구] 편집이사로 있다. 한국과학철학회 회장, 한국통신학회 정보사회연구회 회장 등을 지냈다. 주요 관심 분야는 전자공학에서는 영상처리, 신경회로망, 인공지능 등이고, 철학에서는 과학철학, 양자역학 철학, 실재론-반실재론 논쟁, ...

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