김상욱의 兩者 工夫
김상욱 지음/ 사이언스북스/ 308쪽/ 1萬7500원
“陽子力學을 理解한 사람은 아무도 없다고 安全하게 말할 수 있다.”
有名한 物理學者이던 故(故) 리처드 파인먼의 이 말은 逆說을 위한 搜査(修辭)가 아니다. 實際로 量子力學은 物理學者들에게도 어렵다. 著者의 表現대로 洞네 할머니도 理解할 수 있게 說明하는 것은 不可能하다.
陽子力學이 어려운 건 바로 人間의 直觀에 違背되기 때문이다. ‘한 個의 電子가 2個의 구멍을 同時에 지날 수 있다’는 量子力學의 가장 基本 命題는 사람들을 어리둥절하게 만든다. 이 말을 바꾸면 한 사람이 同時에 두 個의 門을 지날 수 있다는 얘기인데, 이것이 어떻게 可能하다는 걸까. 좀 더 나아가 “(前者의 움직임을) 쳐다보면 하나의 구멍만 通過하고, 쳐다보지 않으면 2個의 구멍을 同時에 지난다”는 대목에 이르면 ‘詐欺’라고 느낄 만하다.
하지만 失望할 必要는 없다. 알베르트 아인슈타인조차 끝내 이 ‘詐欺’를 받아들이지 못했으니까.
量子力學 世界에서 가장 重要한 人物 가운데 한 名인 고 닐스 보어는 人間의 直觀, 常識, 經驗이 陽子力學을 받아들이는 데 妨害가 된다고 累累이 强調했다. 補語는 量子力學의 重要 槪念인 ‘正常 狀態’와 ‘量子 跳躍’을 提示했다.
이를 한 事例로 풀어쓰면 ‘電子가 하나의 軌道에서 다른 軌道로 瞬間 移動한다’는 것인데, 마치 地球를 돌던 달이 瞬息間에 火星을 돌고 있는 것과 마찬가지 槪念이라 쉽게 理解할 수 없다는 것이다. 그래서 量子力學은 우리의 直觀이 作用하는 巨視世界와 原子가 存在하는 微視世界로 區別된다.
어떤가. 여기까지 따라올 수 있었나. 그렇다면 量子力學에 對한 理解力이 무척 뛰어나다고 할 수 있다.
이 冊은 베르너 하이젠베르크의 ‘不確定性의 原理’, 補語와 하이젠베르크가 함께 만들어 量子力學의 標準 解釋이 된 ‘코펜하겐 解釋’을 거쳐, 量子力學 主唱者들과 아인슈타인-슈뢰딩거 聯合의 公開討論 對決인 ‘솔베이 會議’ 等을 說明하며 量子力學으로 조금씩 더 깊이 들어간다.
冊 後半으로 갈수록 결어긋남, 스핀, 띠 理論, 量子生物學, 量子컴퓨터 等 內容이 조금씩 더 어려워진다. 재미있는 歷史와 쉬운 比喩를 통해 量子力學의 進化를 說明하려는 著者의 努力은 그만큼 成果를 거두기는 쉽지 않아 보인다.
하지만 著者의 表現처럼 너무 理解하려고 하면 憂鬱症이 올 수도 있다. 몇 次例 精讀해 ‘띄엄띄엄’ 量子力學의 輪廓을 그릴 수 있다면 그것만으로도 成功인 듯하다. 여기에 ‘量子 力學 使用 說明書’ 코너는 陽子力學을 깔끔하게 整理해 한 番 더 復習할 機會를 준다. 또 有名 科學冊 題目을 패러디한 ‘兩者 世界를 旅行하는 히치하이커를 위한 가이드’ 코너에서는 陽子力學을 다룬 大衆書籍들을 찬찬히 說明해놓았다.
그런데 왜 우리가 이렇게 奇異하고 어려운 陽子力學을 工夫해야 하는 것일까. 著者는 이렇게 말한다. “量子力學은 우리 周圍의 모든 것을 說明하고, 우리는 量子力學 없이 살 수 없다.”
이 程度로는 不足한가. 그렇다면 冊에서 答을 찾아보길 勸한다.
冊 읽기 萬步
萬步에는
冊 속에 ‘만 가지 寶物(萬寶)’이 있다는 뜻과 ‘한가롭게 슬슬 걷는 것(漫步)’처럼 冊을 읽는다는 意味가 담겨 있다.
