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과학의 모든 불가능을 실현시키는 물리학의 세계!

이론물리학계의 세계적 석학 미치오 카쿠가 펼치는 '불가능 없는' 물리학의 세계『불가능은 없다』. 우리가 알고 있던 우주 상식을 완전히 뒤바꾼 베스트셀러 <평행우주>에 이어 이번에는 아인슈타인의 상대성이론 이후 인류가 도전해온 과학의 모든 불가능에 마침표를 찍는다. 투명인간, 순간이동, 우주횡단, 시간여행 등 영화나 소설 속에서 그려지던 불가능한 일들이 100년 안에 물리학으로 전부 가능해짐을 입증하고 있다. 불가능한 것들에 도전해온 과학자들의 노력과 새로운 이론, 과학의 현주소의 미래 과학의 설계도를 그려냈다. 저자는 전작에서도 보여준 특유의 비유와 위트로 물리학의 최신 이론과 개념을 쉽게 설명한다.

물리학의 상식을 완전히 뒤바꾼 《평행우주》의 저자 미치오 카쿠 최신작!
빛보다 빠른 우주선이 존재하고, 우리 몸이 순식간에 우주 저편으로 공간이동한다. 다른 사람의 마음을 읽고, 염력으로 사물을 이동시키며, 벽을 뚫고 사람이 지나간다. 나노기술과 로봇공학의 발달로 인간과 기계가 하나가 된다. 이 놀라운 일들이 100년 안에 반드시 실현된다. 아인슈타인 상대성이론 이후 100년 동안 전 인류가 도전해온 과학의 모든 불가능에 종지부를 찍는 극단적 물리학의 세계가 생생하게 펼쳐진다!

물리학의 상식을 완전히 뒤바꾼 글로벌 베스트셀러
《평행우주》의 미치오 카쿠 최신작!
끈이론의 세계적 석학, 이론물리학계의 슈퍼히어로 미치오 카쿠가 마침내 완성한 미래 물리학의 모든 것!

우리가 알고 있던 우주 상식을 완전히 뒤바꾸며, 우주 시대의 서막을 알린 《평행우주》의 저자 미치오 카쿠가 아인슈타인의 상대성이론 이후 100년 동안 전 인류가 도전해온 과학의 모든 불가능에 종지부를 찍는 극단적 물리학의 세계를 낱낱이 밝힌 《불가능은 없다Physics of the Impossible》로 돌아왔다.
빛보다 빠른 우주선이 존재하고, 우리 몸이 순식간에 우주 저편으로 공간이동한다. 다른 사람의 마음을 읽고, 염력으로 사물을 이동시키며, 벽을 뚫고 사람이 지나간다. 나노 기술과 로봇 공학의 발달로 인간과 기계가 하나가 된다. 이 놀라운 일들이 과연 가능할까? 미치오 카쿠는 영화나 소설 속에서 그려지던 이 불가능한 것들이 100년 이내 혹은 1세기 안에 물리학으로 전부 가능해짐을 《불가능은 없다》를 통해 명명백백하게 입증해낸다. 저자는 불가능한 것들에 도전해온 과학자들의 노력과 그들의 새로운 이론, 그리고 과학의 현주소와 미래 과학의 신 설계도를 완벽하게 그려낸다.
전작인 《평행우주》와 마찬가지로 어려워 보이는 최신물리학의 여러 이론과 개념을 탁월한 비유와 위트를 통해 쉽게 전달하고 있다. 왜 과학자들은 평생 불가능한 것들과 사랑에 빠지는지, 그리고 시간과 공간, 우주의 본질을 끊임없이 알려고 하는 것인지에 대한 의문이 드는 사람들과 물리학에 관심이 많은 사람들, 그리고 첨단물리학의 미래에 대해 궁금한 사람들이 매우 흥미롭게, 그리고 재미있게 읽을 수 있는 책이 될 것이다.

지금 당장 불가능한 것들이 수십, 수백 년 후에도 불가능하리라 장담하는가?
시간여행, 투명인간, 순간이동, 우주횡단은 모두 가능한 물리법칙이다!

1863년 쥘 베른은 《20세기의 파리Paris in the Twenties Century》에서 전 세계를 연결하는 통신망, 팩스, 유리로 된 초고층 건물, 가스로 가는 자동차, 초고속 열차 등 1860년대 당시로서는 당연히 불가능할 것으로 여겼을 과학기술들을 일목요연하게 그려내었다. 그리고 100여 년이 지난 후 쥘 베른이 예견한 것이 그대로 현실화되었다. 그렇다면 <스타트렉>의 우주도약, <스타워즈> 속 루크 스카이워커의 광선검, 해리포터가 쓰고 있는 투명 망토, 외계인 E.T.와의 만남이 불가능한 상상이 아닐 수 있다는 결론에 도달하게 된다. 실제로 이런 모든 불가능들이 가능으로 바뀌는 현장이 물리학 실험실 곳곳에서 목격되고 있다.
고체 물리학의 성배라 할 수 있는 ‘초전도체’가 발견된다면, 승용차와 기차 등 그동안 땅 위를 달리며 막대한 비용을 잡아먹었던 운송수단은 강력한 자기장을 이용하여 하늘을 날아다니게 될 것이다. 빛의 굴절률을 조작하는 능력을 가진 즉, 빛의 반사와 그림자를 제거하는 준물질이 발견된다면 해리포터가 쓴 투명망토는 머지않은 미래 시장에 출시될 것이다. <스타워즈>에서 행성 전체를 폭파시킬 정도로 강력한 무기였던 ‘데스스타’ 그것 또한 은하계 바깥에 존재하는 감마선의 진원지만 알아낸다면, 행성 하나쯤은 단 몇 초 만에 날려버릴 수 있을 것이다.
스티븐 호킹은 전 세계 물리학계를 향해 “시간여행을 금지하는 물리법칙이 있어야 한다”고 주장했지만, 아무리 찾아봐도 물리학법칙에는 시간여행을 금지하는 조항은 없다. 횡단 가능한 웜홀의 존재가 확인된다면, 초광속비행뿐만 아니라 시간여행도 가능할 것이다.
이처럼 최첨단 물리학의 세계에서 보면 우리의 상상력 너머에는 무언가가 항상 존재하고 있다. 모든 물체가 빛보다 빠르게 움직이기도 하고, (평행우주에 의해) 다른 우주 속에서 내가 스티브 잡스가 되어 아이폰을 만들 수도 있다. 미래 물리학은 새로운 기술에 힘입어 우리에게 과거 어느 때보다 흥미로운 세계를 보여줄 것이다. 즉, 우리는 종점에 도달한 것이 아니라 새로운 물리학의 출발점에 서 있음에 분명하다.

공상과학 속 꿈의 기술은 실현가능한가?

《불가능은 없다》에서 미치오 카쿠는 평범한 과학자라면 당연 “No!"라고 단언할 수밖에 없는 질문에 일단 “Yse”를 외친 후 최후의 가능성까지 철저하게 파헤친다. 논리를 펼치는 그의 스타일은 마치 공상과학 마니아를 연상케 하지만, 그 저변에는 탄탄한 과학적 지식과 긍정적인 사고가 자리 잡고 있다.
이 책의 주제는 한 마디로 “공상과학에 자주 등장하는 미래형 기술의 실현가능성”이라 할 수 있다. 외계인의 무자비한 공격을 막아주는 역장과 어떤 짓도 할 수 있는 투명인간, 거대한 행성을 한 방에 날려버리는 가공할 무기 데스스타, 시간에 구애받지 않고 먼 곳에 갈 수 있는 공간이동, 그리고 타임머신과 염력 등 현재의 과학으로는 도저히 실현될 수 없을 것 같은 과학적 테마들을 도마 위에 올려놓고 예리한 논리와 긍정적 사고를 과도 삼아 채를 썰기 시작한다. 미치오 카쿠가 선택한 테마들 중에는 미래에 실현될 수 있는 기술도 있지만, 애초부터 물리학의 법칙에 위배되는 항목도 있다. 그래서 미치오 카쿠는 각 항목을 세 가지 불가능으로 세분해놓았다.

제1부류 : 지금 당장은 불가능하지만 물리학의 법칙에 위배되지는 않는 것들로서, 역장, 공간이동, 텔레파시, 염력, 투명체(투명인간), 데스스타(가공할 무기). 허구의 물건이라 비난받던 <스타워즈> 속의 광선총, 로봇, 외계인과의 만남, 우주여행 등이 여기 속한다. 미치오 카쿠는 이런 것들이 100~200년 안에 실현될 것으로 내다보고 있다.

제2부류 : 물리법칙의 위배 여부가 아직 분명치 않은 것들로서 수천~수백만 년 이내에 실현 가능할 것으로 보이는 기술이다. 빛보다 빠르게 움직이는 초광속비행이나 초공간으로 점프, 웜홀 타임머신, 과거와 미래로 종횡무진하는 시간여행, 같은 시간 다른 공간 속에 쌍둥이 우주가 존재한다는 평행우주 등이 여기 속한다.

제3부류 : 현재의 물리학법칙에 위배되는 것으로 에너지 손실 없이 영원히 작동하는 영구기관과 미래를 미리 감지하는 예지력이나 초감각을 꼽았다. 이런 것들은 세월이 아무리 흘러도 실현될 수 없다. 그러나 미치오 카쿠는 물리학의 법칙조차 달라질 수 있음을 지적하면서 최후의 가능성을 열어놓고 있다. 먼 훗날 이것들이 가능한 것으로 판명된다면, 물리학의 근본은 크게 달라질 것이다.

추천사

지구를 넘어 우주의 미래를 송두리째 바꾼 독보적인 과학 엔터테이너 미치오 카쿠!
ㆍ미치오 카쿠가 드디어 해냈다. 우주 시대의 개척과 과학이 지배하는 미래 세상을 경이로운 통찰과 번뜩이는 논증, 거대한 지식으로 생생하게 밝혔다. 카쿠의 설명을 따라가다 보면 우주를 누비고 있는 당신과 만나게 될 것이다. 월스트리트 저널

ㆍ《평행우주》로 현대 물리학의 혁명적 전환을 조망했다면, 《불가능은 없다》에서는 숨가쁜 변혁의 현장을 완벽하게 입증해낸다. 아인슈타인에게는 필생의 과제였고, 스티븐 호킹에게는 불가능이었던 최첨단 물리학의 모든 것을 낱낱이 밝힌 최고의 걸작! 커커스

ㆍ미래 어느 날 로켓 우주선을 타고 신비한 외계행성을 탐사한다. 머리카락이 곤두설 정도로 짜릿한 이 상상은 과학이 없으면 절대 불가능하다. 위기에 빠진 지구를 구하는 건 슈퍼맨이 아니라 과학자임을 이 책을 읽는 순간 확신하게 될 것이다. 뉴욕타임스

이 책에 도움을 주신 분들
서문 과학으로 불가능한 것은 없다

PART 1_제1부류 불가능

1. 역장
보호막 자공 / 마이클 패러데이 / 네 가지 힘 / 플라즈마 창 / 자기부양

2. 투명체
투명체의 역사 / 맥스웰 방정식과 빛의 비밀 / 준물질과 투명성 / 가시광선에서 작동하는 준물질 투명체 / 플라즈마를 이용한 투명체 / 준물질의 미래 / 투명체와 나노기술 / 홀로그램과 투명체 / 4차원 공간을 이용한 투명인간

3. 페이저와 데스스타
4-3-2-1, 발사! / 에너지빔 무기의 역사 / 양자혁명 / 메이저와 레이저 / 레이저의 종류 / 레이저와 광선총? / 데스스타의 에너지 / 관성밀폐 핵융합 / 자기구속 핵융합 / 핵점화 X-선 레이저 / 데스스타의 물리학 / 감마선 폭발

4. 공간이동
공간이동과 공상과학 / 공간이동과 양자이론 / EPR 실험 / 양자적 공간이동 / 양자적 얽힘이 없는 공간이동 / 양자컴퓨터

5. 텔레파시
심령현상 연구 / 텔레파시와 스타게이트 / 두뇌스캔 / MRI 거짓말탐지기 / 만능번역기 / 휴대용 MRI 스캐너 / 신경망(뉴럴 네트워크) 두뇌 / 생각 투명하기 / 두뇌지도

6. 염력
염력과 현실세계 / 염력과 과학 / 염력과 두뇌 / 나노봇

7. 로봇
인공지능의 역사 / 하향식 접근법 / 상향식 접근법 / 로봇이 감정을 느낄 수 있을까? / 로봇은 의식이 있는가? / 로봇이 사람에게 위험할 수도 있을까?

8. 외계인과 UFO
외계생명체의 과학적 탐사 / 소리로 외계인 찾기 / 외계인은 어디에 있는가? / 지구와 닮은 행성을 찾아서 / 외계인은 어떻게 생겼을까? / 괴물과 스케일법칙 / 발달된 문명의 물리학 / UFO

9. 우주선
다가올 재앙 / 이온 플라즈마엔진 / 태양항해 / 램제트 융합 / 핵분열 추진로켓 / 핵추진 펄스로켓 / 비추력과 엔진효율 / 우주 엘리베이터 / 슬링샷 효과 / 하늘로 쏘는 레일건 / 우주여행의 위험요소들 / 가사상태 / 나노우주선

10. 반물질과 반우주
반원자와 반화학물질 / 반물질 로켓 / 천연 반물질 /반물질의 기원 / 디락과 뉴턴 / 반중력과 반우주

PART 2_제2부류 불가능

11. 빛보다 빠르게!
삶의 낙오자였던 아인슈타인 / 아인슈타인과 상대성이론 / 아인슈타인 이론의 허점 / 알큐비어 드라이브와 음에너지 / 웜홀과 블랙홀 / 플랑크에너지와 입자가속기

12. 시간여행
과거 바꾸기 / 시간여행: 물리학자의 놀이터 / 시간역설

13. 평행우주
초공간 / 끈이론 / 다중우주 / 양자이론 / 양자적 우주 / 우주들 사이의 접촉? / 실험실에서 탄생한 우기우주? / 우주의 진화?

PART 3_제3부류 불가능

14. 영구기관
에너지를 통해 바라본 인류의 역사 / 영구기관의 역사 / 장난과 사기극 / 루드비히 볼츠만과 엔트로피 / 총 엔트로피는 항상 증가한다 / 세 가지 법칙과 대칭 / 진공에서 에너지를 얻다?

15. 예지력
미래를 볼 수 있을까? / 과거로 흐르는 시간 / 미래에서 온 타키온

에필로그 불가능의 미래
역자의 글 미래를 사는 영원한 청년 미치오 카쿠
후주
참고문헌
찾아보기

지금 당장 불가능하다고 여겨지는 과학기술들이 수십, 수백 년 후에도 여전히 불가능한 과제로 남아 있을까? 얼마 전까지만 해도 불가능하도 생각되었던 기술이 최근 들어 실현된 사례로 공간이동을 들 수 있다. 몇 년 전만 해도 물리학자들은 물체를 한 지점에서 다른 지점으로 전송하는 것이 양자역학의 법칙에 위배된다고 생각했다. 그러나 최근 들어 물리학자들은 원자를 실험실 벽 너머로 이동시키거나 광자를 다뉴브강 너머로 이동시킬 수 있게 되었다. p.21

공상과학물에 등장하는 역장(보호막)은 ‘우주를 지배하는 네 가지 힘’의 특성에 위배된다. 그러나 플라즈마 창과 레이저 커튼, 탄소나노튜브, 포토크로마틱스 등으로 여러 겹의 막을 형성하면 그와 비슷한 효과를 발휘할 수 있다. 물론 이런 보호막은 수십, 또는 수백 년 후에나 만들어질 것이다. 그리고 이와 더불어 상온초전도체가 발견되면 자동차나 기차가 하늘을 날아다니는 공상과학 같은 세상이 실현될 것이다. p.48

블랙홀은 마치 회전하는 팽이처럼 남극과 북극을 통해 두 줄기의 ‘제트jet’ 복사를 방출하고 있다. 지구에서 관측된 감마선 폭발의 징후는 이 두 줄기의 제트복사 중 하나가 지구를 향하면서 나타난 현상일 것이다. 감마선 폭발과 함께 나타나는 X선 펄스는 전자기 펄스를 생성하고, 이것은 지구에 존재하는 모든 전자장비들을 먹통으로 만들 것이다. 감마선 폭발은 영화 <스타워즈>에서처럼 행성을 초토화시킬 뿐만 아니라, 그곳에 사는 생명체의 씨를 말려버릴 가능성이 높다. pp.100~101

컴퓨터의 성능이 지금과 같은 속도록 향상된다면, 방대한 양의 데이터를 분석하는 속도와 결과의 정확도는 지금과 비교가 안 될 정도로 향상될 것이다. 뿐만 아니라 생각사전이 완성되면 MRI 영상패턴과 사전을 대조하여 피험자의 생각을 알아낼 수 있을 것이다. MRI 패턴과 인간의 생각이 일 대 일로 대응되지 않을 수도 있지만, 적어도 피험자가 어떤 생각을 하고 무엇을 원하는지는 알 수 있다. 여기에 신경망지도가 추가되면 특정한 생각을 할 때 정확하게 어느 부위의 뉴런이 활성화되는지도 알 수 있을 것이다. p.151

만물의 이론이 완성된다면 우주에 존재하는 네 종류의 힘(중력, 전자기력, 약한 핵력, 강한 핵력)은 하나의 체계로 통일되고, 타임머신 속으로 진입했을 때 발생하는 일도 수학적으로 예측할 수 있다. 복사에너지효과는 어떤 식으로 나타나며 웜홀의 입구는 얼마나 안정적인가? 이 질문에 답할 수 있는 것은 오직 만물의 이론뿐이다. p354

물리학자들은 2006년부터 자기홀극을 가진 아기우주의 탄생가능성을 놓고 열띤 논쟁을 벌여오고 있다. N극 또는 S극만 있는 홀극입자는 아직 발견된 적이 없지만, 초기 우주에는 풍부하게 존재했을 것으로 추정된다. 이 입자는 질량이 너무 커서 실험실에서 만들 수는 없다. 그러나 홀극에 더욱 큰 에너지를 주입하면 아기우주가 발화하여 실제 우주로 팽창하는 광경을 볼 수 있을지도 모른다. p.389