양자역학은 처음이지?
'책끌(책에 끌리다)' 서평 #24
양자역학에 대해 좀 더 쉽고 재미있게 배울 수 있는 책이 새로 나왔다. <양자역학은 처음이지?>는 양자역학이란 개념이 어떻게 도입이 되었고, 그 과정에서 어떤 일들이 있었는지, 다양한 과학 관련 에피소드들을 한데 묶어 소개했다. 현대 과학의 근간을 이루고 있다는 양자역학이 무엇인지 궁금하다면 이 책을 살펴보자.
<상대성 이론은 처음이지?>를 쓴 곽영직 교수는 '과학이 꼭 어려운 건 아니야' 두 번째 시리즈로 양자역학을 소개했다. 양자역학을 이해하는 건 쉽지 않은 일이다. 아무리 성능 좋은 현미경을 사용해도 직접 볼 수 없고, 우리 상식으로는 이해할 수 없는 방법으로 설명하기 때문이라는 것의 곽 교수의 설명이다. 그러면 양자역학을 이해하는 가장 확실한 방법은 무엇일까? 그는 양자역학이 성립되는 과정을 따라가는 것이라고 설명했다.
<양자역학은 처음이지?>에는 1800년대 초에 등장한 원자론에서 시작된 원자에 대한 새로운 사실들이 밝혀지는 과정과 원자와 관련된 새로운 사실들을 설명하기 위해 과학자들의 에피소드가 담겨 있다. 우리 주위에서 볼 수 있는 모든 물질은 더 이상 쪼개지지 않는 '원자'라는 작은 알갱이로 이루어졌다고 한다. 이러한 사실을 알아낸 것이 불과 220년 전 일이다. 또한 1900년대 초에 과학자들은 원자가 양성장, 중성자, 전자 같은 더 작은 알갱이들로 이루어졌다는 것도 밝혀냈다.
고등학교 1학년 때 화학을 가르쳤던 담임선생님과 사이가 좋지 않아 그때부터 화학을 싫어했었다. 그 후 화학은 내겐 딴 세상 일이었다. <양자역학은 처음이지?>는 화학이나 물리 등 과학적인 지식에 문외한이 되어 버린 내게도 새롭게 과학의 문을 다시 두드릴 수 있게 해 주었다. 물론 여전히 어렵긴 마찬가지다.
원자의 내부 구조에 대한 연구를 시작한 과학자들은 원자의 세계가 크기만 작은 것이 아니라, 우리가 사는 세상과 같은 물리법칙이 적용되지 않는 새로운 세상이라는 사실도 알아냈다. 특히 우리가 늘 사용하고 있는 스마트폰이나 컴퓨터에서 정보를 찾아주고 어려운 계산도 해주는 것이 전자들인데, 이 전자를 마음대로 부릴 수 있게 된 것은 양자역학 때문이라는 것도 이번에 알게 됐다.
IT 분야에서 일하다 보니 양자컴퓨터가 등장했다는 기사를 본 적이 있는데, 이 책의 마지막 부분에 이에 대한 설명이 나와 있어 흥미롭게 읽었다. 현재 사용 중인 컴퓨터나 노트북보다 더 빠르고 복잡한 일을 수행할 수 있는 새로운 컴퓨터의 대안으로 떠오른 것이 양자컴퓨터이다.
양자컴퓨터가 주목받고 있는 것은 기존의 1과 0이라는 각각의 비트를 하나씩 처리하던 방식에서 '큐-비트'라는 개념을 통해 현재 사용하고 있는 컴퓨터보다 100만 배에서 1억 배 빠르게 정보를 처리할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 양자컴퓨터가 실용화되면 훨씬 복잡한 일을 할 수 있는 인공지능을 만드는 일이 가능해지고, 고성능 자율주행 차량 제작을 비롯해 방대한 양의 일기 관련 빅데이터를 처리할 수 있게 되어 일기예보가 더 정확해질 전망이다.
<양자역학은 처음이지?>를 읽으면서 양자역학이 우리가 사는 세상을 바꿔 놓은 '전기 문명'의 바탕을 이루고 있다는 것을 처음 알았다. 또한 슈뢰딩거의 고양이와 같이 양자역학을 반대하기 위해 제안되었던 사고 실험을 비롯해 다양한 비유와 재미난 화학 관련 이야기도 재밌게 읽었다.
<양자역학은 처음이지?>에는 간단한 도표와 그림을 활용해 양자역학을 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 구성되어 있다. 물론 과학은 좋아하지만 화학이나 물리가 어려운 학생들이나 나처럼 과학과 담을 쌓고 지내온 사람들이라면 책을 몇 번 다시 읽어야 할 수도 있다. 그렇지만 어제보다 오늘은 과학이 좀 더 친숙해졌다.
* 출처 : https://blog.naver.com/twinkaka/221870679654
