추천합니다! [과학책을 쿠키처럼] 양자역학에 이어, 양자기술? 세상이 변하고 있다!
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작성일 24-09-04 10:02 조회 249회
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양자역학에 이어, 양자기술?
세상이 변하고 있다!
이효종 과학쿠키, 과학커뮤니케이터
슈뢰딩거의 고양이’ 이야기를 들어 보셨나요? 양자역학 설명에 빠지지 않는 이야기죠. 네모난 상자에 고양이를 넣고 상자 한쪽에 독극물을 설치합니다. 그리고 그 독극물을 50%의 확률로 분사하는 확률 스위치에 연결하고는 상자 뚜껑을 닫습니다. 1시간 후 스위치가 가동되면 고양이는 어떻게 될까요? 20세기 초, 양자역학을 처음 연구한 과학자들은 뚜껑을 열어보지 않고선 고양이가 50:50으로‘ 생존해 있으면서 동시에 죽어있다’고 여겼습니다. 물론 정말로 고양이가 그렇다는 게 아닌, 그들이 연구한 미시세계의‘ 양자’들이 그렇다는 것입니다. 양자역학이 매력적인 이유는 그것이 우리 주변 존재 대부분의 기본 원리를 설명할 수 있는 가장 기초적인 물리학이기 때문입니다. 이미 수많은 공학자가 양자 세계에서 일어나는 특징들로 우리 삶을 편리하게 할 기술들을 만들었습니다. 그 주인공인 양자역학과 양자기술의 이해를 돕는 책들을 소개합니다.
양자역학이 아무리 어려울지라도, 만화로 보면 즐겁다!
양자역학은 현미경으로도 잘 보이지 않는 아주 작은 대상인 ‘양자’로 이루어진 세계에서 작동하는 법칙을 말합니다. 큰 세계의 법칙도 잘 모르는데, 작은 세계의 법칙이라니! 게다가 양자 세계의 법칙들은 우리가 일상적으로 경험하는 큰 세계와는 너무나도 다릅니다. 아직도 어느 하나의 양자가 어디에 있는지, 얼마만큼의 에너지를 가지고 있는지를 정확히 알 수 없는 것은 물론이며, 이 모든 것이 정확한 측정 전에는 ‘존재하는지, 존재하지 않는지의 여부’가 확률적으로 동시에 존재합니다. 어떤 양자는 장벽을 뚫고 이동하기도 합니다. 또 어떤 양자는 다른 양자와 서로 얽히기도 합니다. 아무래도 어렵다고요? 맞습니다. “양자역학을 완벽히 이해한 사람은 아무도 없다”는 말처럼 양자역학이 쉬운 개념이 아닌 것은 확실하지만 이 책은 이렇듯 줄글로 이해하기에는 다소 어려운 양자역학의 개념을 최대한 쉽고 재미있게 설명하는 과학 만화책입니다. 친숙하고 귀여운 만화 캐릭터들과 함께 양자의 탄생 개념부터 원자의 기본 개념, 지구상에 존재하는 수많은 원소를 찾아 나간 과학자들의 지적인 항해, 원자보다 더욱 작은 세계의 개념, 오늘날 고양이 실험으로 유명한 슈뢰딩거와 양자역학의 개척자 중 한 사람인 하이젠베르크의 존재에 대한 대결 등 초기 양자역학의 성립 과정을 충실히 담아 놓았습니다. |
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양자역학을 처음 접하는 어린이들을 위해 특히 양자의 개념을 쉽고 재미있게 배울 수 있도록 그린 이 책은 학생뿐만 아니라 양자역학이 너무 어려운 성인들도 충분히 읽을 수 있습니다. 챕터 중간마다 칼럼을 실어 좀더 깊은 이해를 돕고 있으며, 권말에는 슈뢰딩거의 방정식을 직접 풀어 보도록 하는 양자론과 양자역학의 계보를 수록해 놓았습니다. 양자역학을 알고자 하는 어린아이부터 성인까지 남녀노소를 가리지 않고 즐겁게 읽을 책입니다.
양자역학·양자기술의 발달을 이끈 위대한 원소
그렇다면 양자역학은 어떻게 ‘양자기술’이 되었을까요? 양자역학의 개념을 친숙하게 알아보았다면, 이번에는 양자역학이 정립되던 시기 과학자들이 했던 고민, 즉 ‘생각’을 알아볼 차례입니다. 이 책은 단순히 수소라는 원소의 뛰어남을 이야기하는 책이 아닙니다. 수소는 우주에 존재하는 가장 단순하고도 기본적인 원자로, 핵과 전자 단 2가지의 기본 입자들이 상호작용하는 물질입니다. 그 단순함 덕분에 20세기 과학자들은 수소가 품고 있는 양자 세계의 법칙들을 하나둘 꺼낼 수 있었습니다. 이 책에서는 그 당시 과학자들이 어떻게 양자역학의 기본 법칙들을 만들 수 있었는지에 관한 아이디어가 시간의 흐름대로 기록되어 있습니다. 양자중첩은 왜 존재하는 것인지, 에너지는 왜 양자화되어 있는 것인지, 불확정성은 어떻게 탄생한 것인지, MRI는 어떻게 CT를 대체할 수 있게 되었는지 등 인류가 쌓아 올린 양자역학의 기본에 관한 정수를 담았습니다. 평소 양자역학에 관심이 많았거나 양자역학을 학문으로 삼고 싶은 학생들로 하여금 지적 호기심을 일으키기에 충분한 책입니다. 권위 있는 과학잡지 <New Scientist>의 찬사를 받은 이 책이 독자 여러분의 양자역학에 대한 폭넓은 사고를 함양해 주고, 양자기술을 깊이 이해하게 해 줄 거라 확신합니다. |
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