이 세상 모든 물질은 원자로 구성되어 있고 모든 물체는 분해되면 원자가 된다고 한다. 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있고 전자가 어떻게 움직이는 지를 연구하는 것이 양자역학이라고 한다.
양자역학에서 전자의 움직임과 특성을 설명하는 대표적인 것은 이중 슬릿 실험이다. 두 개의 틈으로 어떤 물체를 던지면 어느 한 틈으로 통과하여 슬릿 뒤쪽에 있는 어느 벽면에 부딪히게 되는데 페인트를 칠한 물체들을 지속적으로 던지면 슬릿 뒤쪽에 위치한 벽면에 두 개의 줄무늬가 생긴다. 그러나 전자의 경우는 두 개가 아닌 여러 줄무늬가 생기며 이를 통해 전자는 입자인 동시에 파동이라는 특성을 알 수 있다고 한다.
이 실험을 통해 전자는 파동의 성질을 가지고 있어 두 개의 틈을 동시에 통과할 수 있고 동시에 여러 지점에 존재할 수 있는 특성을 파악하게 된다. 신기한 것은 전자를 관측하면 파동의 성질은 사라지고 입자의 성질만 남는다라는 것이다. 실험이 빛이 없는 완전한 진공상태에서 진행되어야 파동의 성질이 드러난다는 의미이며 결국 결과를 통해 그 성질을 파악할 수 있으나 관측은 불가하다는 얘기로 이해된다.
그리고 원자는 원자핵과 전자의 크기가 너무 작고 원자핵과 전자의 거리가 멀어 거의 비어있는 것으로 봐도 된다고 한다. 따라서 이 세상의 모든 물질이 꽉 찬 것으로 보이지만 실제로는 비어있다는 것이다. 다만 원자가 빛을 반사하기에 그렇게 보일 뿐이라고 한다
모든 것이 텅 비어있다면 주먹으로 어떤 물체를 치면 주먹이 그 물체를 통과해야 하는데 실제로는 그렇지 않다. 이는 전자와 전자가 만나면 서로 밀어내는 척력이 있기에 그렇다는 설명이다. 그렇다면 어떻게 원자와 원자가 모여 이 세상의 모든 물질과 물체가 만들어졌을까라는 의문이 생기는데 전자가 척력의 특성이 있으나 전자들이 함께하기도 한다라고 설명한다.
이런 원자 단위의 미시세계를 통해 우리가 접하고 있는 거시세계를 이해하기가 어려운 것 같다. 그리고 이런 과학 관련 책들을 읽다 보면 평소에 너무나도 당연하게 생각하던 이 세상이 새롭게 보이고 한편 이 세상이 너무 신비롭다는 생각이 든다. 특히 우리가 살고 있는 생명이 가득한 이 지구와 생각과 사유의 능력을 가진 인간의 존재가 이 우주 안에서 너무나도 특별하다는 생각을 하게 된다.
나는 아이들에게 책의 중요성을 많이 강조한다. 여러 분야의 책을 다양하게 접해야 하며 또한 관심 분야는 더욱 깊게 파고들어 갈 필요성이 있다고 말한다. 사실 아이들이 주도적으로 책을 읽는 것이 어렵기에 독서와 토론을 중심으로 하는 학원에 아이들을 보내고 있다. 나는 이 과정을 통해 독서의 습관은 물론 아이들이 넓고 깊은 시야를 가지고 이 세상을 현명하게 살아가기를 바란다. 나아가 보이지 않지만 존재하는 진실이 있을 수 있음을 늘 인지하고 열린 마음으로 탐구하여 소중한 진실들을 마주하고 받아들이기를 소망한다. [요한복음 20:29 예수께서 이르시되 너는 나를 본 고로 믿느냐 보지 못하고 믿는 자들은 복되도다 하시니라]
