추가 적립 안내

▶ 물리에 관한 내용을 담은 전문서적입니다.

양자물리학의 거인 파인만과 휠러는 언뜻 보기에는 전혀 어울리지 않는 한 쌍이다. 차분한 어조의 휠러는 겉보기엔 보수적이나 우주에 관한 거친 발상들로 무장한 맹렬한 비순응주의자였다. 활달하고 모험심 강한 파인만은 또 은근히 조심스러운 성향의 물리학자여서 검증 가능한 것만 믿었다. 하지만 둘은 서로 부족한 곳을 메워주었다. 두 물리학자는 명석함과 독창성으로 서로의 상상력을 자극했다. 덕분에 파인만은 양자 실재가 서로 상충하는 대안적인 가능성들의 조합임을 밝혀낼 수 있었고, 휠러가 중력의 양자론을 탐구할 수 있도록 영감을 주었다. 그 결과 휠러는 자신의 대표적인 개념인 웜홀과 블랙홀 이론을 개발해냈다. 이것은 시작에 불과하다.
『파인만과 휠러의 만남, 양자미로』에서 여실히 드러나듯이, 휠러와 파인만의 협력은 적어도 시간과 실재의 본질을 근본적으로 다시 생각하게 만들었다. 이러한 고찰 덕분에 약력, 강력 및 전자기력의 통합이 가능했고, 끈 이론 및 다른 많은 결실들이 나올 수 있었다. 파인만과 휠러가 손을 맞잡자 양자물리학은 완전히 새로운 영역으로 들어섰다.

▼우연과 운명 그리고 거시사와 미시사가 교차하는 순간들
물리학 교수이자 15권에 달하는 대중과학서를 지은 저자 폴 핼펀은 불가해한 우연과 운명이 교차하는 지점들을 정확히 포착한다. 자교 대학원을 진학하려던 파인만이 담당교수의 권유에 의해 프린스턴으로 방향을 틀고, 다시 프린스턴에서 유진 위그너의 조교가 아닌 존 휠러의 조교로 재배정받는 과정, 그리고 이 만남이 결국 양자물리학을 완전히 새로운 차원으로 도약시키는 모습은 하나의 잘 쓰여진 문학 작품처럼 느껴진다.
세계 대전이라는 거대한 역사와 파인만과 휠러를 포함한 물리학자 개개인들의 사적인 역사들이 상호작용하며 만들어가는 파문들은 과학사적 배경지식이 없는 이들에게도 충분한 흥미를 제공할 것이다.

▼이론물리학의 발전 과정을 구체적으로 조명하다
[파인만과 휠러의 만남, 양자미로]는 이론물리학의 새로운 개념 발견이 어떻게 이루어지는지 그 과정을 생생하게 묘사한다. 특히 미시세계에서의 운동을 지배하는 양자역학을 가장 우아하게 설명하는 방식인 파인만의 경로적분이 어떻게 탄생되었는지가 구체적으로 그려진다. 당시에 아직 이론적으로 확립되지 않았던 양자장론의 대안으로서 제시되었으나 지금은 사실상 사장된 흡수체 이론을 양자역학적으로 만들어내고자 했던, 어찌 보면 잘못된 목표를 추구하는 과정에서 발견된 이론이 경로적분이란 사실은 과학의 발전 과정이 이리도 복잡다단하다는 것을 정직하고 성실하게 보여준다.

▼아인슈타인, 보어부터 킵손, 호킹까지. 과학 천재들을 통해 배우는 과학문화.
이 책은 파인만과 휠러를 중심으로 두 사람과 교류했던 수많은 물리학자들의 삶 역시 들여다 볼 수 있는 기회를 제공한다. 그들의 삶과 양자역학의 발전 과정이 엮이는 부분들을 구체적으로 파악하는 것은 매우 흥미로울 뿐만 아니라 유익하다. 영화 [인터스텔라]에 나오는 웜홀을 제안한 킵 손, 양자역학의 다세계 해석을 내놓은 휴 에버렛 3세 등이 본인의 주요 이론과 연구들을 숙성시켜나가는 과정이나, 스승인 보어와 친구인 아인슈타인의 논쟁 사이에서 휠러가 나름의 판단을 벼려가고, 그 판단이 제자인 파인만과의 상호작용으로 더욱더 예리해지는 과정을 따라가다 보면 과학문화가 무엇인지, 그리고 과학자들의 사고방식이 무엇인지에 대한 넓고 깊은 이해를 획득할 수 있다.

폴 J. 나힌
아무 물리학 회의에나 가서 이십 세기의 가장 영향력이 큰 물리학자 열 명을 꼽아보라고 해보라. 온갖 이름들이 다 쏟아질 테지만, 아인슈타인을 꼽지 않을 사람은 아무도 없을 것이다(당연하다!). 아울러 거의 모두가 파인만과 휠러를 언급할 것이다. 핼펀의 흥미롭고 진지한 이 책을 읽고 나면 그 이유를 알게 된다.
(뉴햄프셔 대학 전기전자공학과 석좌교수이자 『단순한 물리학을 찬양하며』의 저자)

프랭크 클로우스
이 흥미진진한 새 책에서 폴 핼펀은 서로 다른 성향의 위대한 두 과학자의 묘한 어울림을 파헤친다. 리처드 파인만은 쇼맨이라고 다들 알고 있지만, 핼펀은 파인만이 성실성과 장인정신을 겸비한 섬세한 과학자로서 존 휠러의 혁신적인 발상을 실현시킨 과정을 그려낸다. 그런 이야기들이 모여 바로 이 매력적인 책이 나왔다.
(『절반의 생명』과 『무한대 퍼즐』의 저자)

페드로 G. 페레이라
『파인만과 휠러의 만남, 양자미로』는 두 위대한 물리학자와 둘의 어우러진 삶을 풀어낸 사려 깊고 감동적인 이야기다. 파인만과 휠러는 흘러넘치는 창의성을 발휘하여 실재를 극단까지 탐구함으로써, 현대물리학의 균열과 빈틈을 속속들이 드러냈다. 하지만 동시에 둘은 오늘날 우리가 이해하는 물리법칙에 관한 연구의 주춧돌을 놓았다.
(옥스퍼드 대학 천체물리학과 교수)

이기명(고등과학원 물리학과 교수)
자연의 근본구조에 대한 깊은 그림과 창조적 과정을 즐길 수 있는 이 책을 추천한다.

현승준(연세대학교 물리학과 교수)
이론물리학의 새로운 개념의 발견이 어떻게 이루어지는지 그 과정을 생생하게 묘사하고 있다.

정광훈(국립과천과학관 연구관)
따로따로 알고 있던 물리학 업적들이 서로서로 연결되는 과정과 그들이 서로 어떻게 영향을 주었는지 잘 엮어냈다. 양자역학의 퍼즐이 맞춰지는 과정을 보는 즐거움이 있는 책이다.

들어가며 18
1 휠러의 시계 37
훌륭한 바보짓 42
역학 가르치기의 역학 45
아인슈타인의 우주적 전망 47
입자 핑퐁 50
흩어지는 소나기 53
빙글빙글 도는 장치 56
시간에 관한 실험 60
최면술사 63
수프 이야기 66
연쇄반응 69
2 우주에서 유일한 입자 73
전자의 양자 도약 76
상대성이론이 말한다 81
구멍들로 이루어진 바다 85
나만의 방식을 찾아서 88
저항에 직면하다 92
시간 속을 지그재그로 97
심문 99
애틋한 상호작용 104
빛을 따르라 108
헌주(獻酒)와 영감 113
작용(action)으로 가득 찬 모험 114
전자의 단독자적 생애 118
꿈과 악몽 120
3 모든 길이 천국으로 통하지는 않는다 125
생명의 리듬 127
시간은 미로 132
「갈림길의 정원」 134
균열과 분열 137
학위를 얻는 데 집중하다 140
검은 머리가 파뿌리가 되도록… 142
비밀과 확신 145
장난스러운 부부 150
콤프턴 산란 족(family) 152
망명한 그리고 추앙받은 154
미래가 과거를 만들어낼 때 158
악마를 풀어놓다 161
조를 구출하기 163
지구종말시계 165
4 숨은 유령들의 길 169
전후의 우울 171
신성한 단순성 174
베테의 아이들 181
실의에 빠진 마음과 흔들거리는 접시 183
디랙의 틈 185
인재들의 모임 187
막강한 램과 움직이는 선들 191
5 섬과 산맥-입자 풍경을 지도로 그려내다 195
꿈을 품은 자들의 섬 196
파티용 트릭 200
구불구불한 선, 직선 그리고 고리 202
이타카에서 펼쳐진 한 영국인의 오디세이 207
정상에서 달린 마라톤 209
파인만의 첫 낭패 213
거친 자동차 여행 215
옴니버스 접근법 219
통합된 진리들 222
양자 중력학 226
테이블에 앉은 배신자 228
의무의 부름 230
서쪽으로 가라, 젊은 물리학자들이여 231
탈선 235
잘못된 추측 237
6 가능성들의 출렁이는 바다에서 아메바처럼 부유하는 생명 239
역사의 날실과 씨실 242
적은 가능성들 243
일반상대성이론의 변방 246
초유동체와 별로 대단하지 않은 결혼 248
아인슈타인의 집에서 250
벌레들의 식사 252
찰리와 기하학 공장 254
에이스 넷 258
우주의 파동함수 263
골칫거리 지온 265
현실이 나누어질 때 268
파동 너머로 271
끈적거리는 구슬 273
다세계 해석 276
7 시간의 화살과 불가사의한 미스터 X 281
대칭에 관해 생각하기 283
왼손잡이 투구 286
호수의 여인 289
설명의 귀재 291
미스터 X의 비밀 293
태초에 있었던 양자 요동 295
휠러 없는 휠러 298
우주에서 가장 외로운 곳 301
K 중간자와 씨름하다 303
마뜩잖은 노벨상 수상자 305
누구는 쿼크라 하고 누구는 파톤이라 하고 309
알파와 오메가 313
괴델의 회전하는 우주 316
블랙홀에는 머리카락이 없다 318
8 마음, 기계 그리고 우주 321
증거 숨기기 324
그 사람은 언제나 허튼소리를 한다 327
존 와일러와 운명의 전환 329
우주의 암호 331
친절을 베풀지 마라 333
누가 먼저야? 뭐가 두 번째이지? 모르겠어. 양자는 원래 그래 336
어려울 때의 친구 339
봉고의 리듬, 대중의 함성 341
인공적인 마음 344
큐비트와 초끈 346
바라보는 나 그리고 자체 야기 회로 349
프린스턴으로 돌아오다 352
웜홀은 과거로 가는 문 354
파인만의 초신성 357
왜 존재하는가? 360
맺으며 364
에필로그 374
감사의 말씀 378
주석 382

p34 : 파인만과 휠러의 경우는 스승과 제자 사이가 평등하고 참된 우정으로 꽃핀 아주 드문 예이다. 서로가 서로의 성장을 촉진시켜주면서 두 물리학자 간의 친근감은 세월이 갈수록 더해져만 갔다. 둘은 아무리 엉뚱한 아이디어라도 반기는 대담하면서도 개방적인 성향의 사상가였다. 희한한 개념들이 둘의 창의적인 마음으로부터 흘러나왔다. 시간을 거슬러 운동하는 입자에서부터 실재의 평행한 가닥들까지, 순수한 기하학으로 만들어진 우주에서부터 디지털 정보에 기반한 우주에 이르기까지 둘의 아이디어는 광범위했다. 장담하건대 이십 세기 후반과 이십일 세기 초반의 이론물리학의 통찰력 있는 연구 중 상당수는 둘의 대담한 논의로부터 나왔다. 입자물리학의 표준 모형의 기본적 내용 그리고 블랙홀과 웜홀의 속성과 같은 온갖 천체물리학 개념들이 그런 예다.

p35 : 어떤 대칭성은 직접적으로 명백히 드러나지 않는다. 외적인 성격으로만 판단하면, 파인만과 휠러에 공통적인 관점을 알아내기가 처음에는 어렵다. 파인만은 느끼함을 싫어했고, 세련되지 않은 언어를 즉흥적으로 내뱉을 때가 많았으며 “진지한 과학자”에 대한 세간의 기대를 대놓고 거부했다. 반면에 휠러는 조용하고 침착했으며 언행이 공손했다. 분명 파인만이 둘 중에서 훨씬 더 논쟁적인 인물이었다. 하지만 휠러는 주류와는 다소 거리가 먼 주제를 과학에서 탐구했다. 순응성의 겉치장 이면에 반항아의 기질이 꿈틀대고 있었다. 둘 다 낡은 교과서의 설명을 과감하게 내던지고 새로운 것을 시작했다. 아마도 둘의 성향을 가장 잘 나타내는 두 단어는 “미친 발상”일 것이다.

p145 : 할리우드 영화의 엔딩이나 자비로운 평행 우주에서라면 파인만은 뉴저지 주 어디에선가 샤츠를 만났을 것이다. 그러면 알린은 기적의 치료제 덕분에 기침이 멈추고 폐가 낫고 신랑신부는 계속 행복하게 살았을 것이다. 안타깝게도 그런 일은 일어나지 않았다. 샤츠가 그 물질을 발견할 무렵 알린과 파인만은 뉴멕시코 주에 있었다. 로스앨러모스의 비밀 핵무기 연구 시설에서 파인만이 일하고 있었기 때문이다. 역시 가장 뼈아픈 질문은 바로 이것이다. “만약 그랬다면 어땠을까?”

p209 : 폴란드 태생 수학자 마크 카츠Marc Kac는 베테와 다이슨을 파인만과 비교하면서 이렇게 말했다. “과학에는… 두 종류의 천재가 있다. ‘보통’ 천재와 ‘마법사’ 천재.” 베테와 다이슨은 계산에 대단히 능했지만, 명확하고 정직한 단계들을 밟았다. 반면에 파인만은 “보통 천재”가 아니라 무에서 결과를 뽑아내는 “최고 기량의 마법사”였다.

p328 : 손의 기억에 의하면, 파인만이 손한테로 몸을 돌리더니 휠러에 관해 지혜로운 한 말씀을 했다. “휠러 교수님은 허튼소리를 잘하십니다. 여러분 세대는 잘 모를 거지만요. 하지만 제가 저 교수님 밑에 있을 때부터 알아본 게 있어요. 뭐냐면, 교수님의 어처구니없는 아이디어 중에서 하나를 택해서 양파 껍질 까듯이 허튼소리의 껍질을 벗겨나가면, 아이디어의 핵심에서 강력한 진리의 통로가 종종 발견된다는 걸 말입니다.” 이어서 파인만은 양전자가 시간을 거슬러 가는 전자라는 휠러의 “미친” 아이디어가 노벨상을 탄 자신의 연구로 어떻게 이어졌는지를 설명해주었다. 파인만은 단지 그 개념에서 사변적인 껍질들을 벗겨내어 검증 가능한 진리의 알맹이에 도달하기만 하면 되었다.