현대물리학의 두 기둥이 지나온 100년사

양자혁명: 양자물리학 100년사
만지트 쿠마르 지음, 이덕환 옮김
까치·2만3000원

“1900년 12월에는 고전물리학이 모든 것을 설명해주었고, 거의 모든 것이 정돈되어 있었다. 그런데 막스 플랑크가 우연히 양자를 만나게 되었고….”

양자물리학 100년사를 담은 <양자역학>의 마지막 장은 이렇게 다시 막스 플랑크의 이야기로 마무리한다. ‘우연한 발견’은 책의 출발점이기도 하다. 19세기 말 기술 개발 경쟁이 불붙은 전기 산업에서 연구개발 부흥은 복사열 연구를 촉진했고 플랑크는 이른바 ‘흑체복사의 난제’를 풀다가 1900년 12월 뜻밖에 새로운 100년사를 여는 양자 발견으로 나아갔다. 에너지도 불연속의 양자로 이뤄진다는 아이디어는 처음엔 낯설었지만, 20세기를 거치며 미시세계를 이해하는 새로운 물리학으로 체계화했다.

지은이인 영국 과학저술가 만지트 쿠마르는 미시세계가 인간이 사는 큰 규모의 세상을 그저 작게 축소한 게 아니라 아주 다른 물리적 성질과 원리가 작동하는 세계임을 밝혀가는 과정을 인물과 시대상을 중심으로 엮어냈다. 양자역학은 여러 세련된 이론들이 보태지면서 체계화했다. 불확정성 원리, 그리고 관찰과 실재를 둘러싸고 벌어진 알베르트 아인슈타인과 닐스 보어 진영 간의 팽팽한 논쟁은 100년사의 흥미로운 절정이다. 확률론적 양자역학을 강하게 반박했던 아인슈타인이 남긴 “신은 주사위 놀이를 하지 않는다”라는 말은 논쟁의 치열함을 간명하게 보여준다.

완벽한 이론: 일반상대성이론 100년사
페드루 페레이라 지음, 전대호 옮김
까치·2만원

양자이론과 더불어 현대 물리학의 기둥이 된 아인슈타인의 상대성이론이 지나온 100년사는 다른 책인 <완벽한 이론>에서 자세히 볼 수 있다. “진실에 대한 열망”을 품었으되 양자혁명 역사에서는 패자가 될 수밖에 없었던 아인슈타인은 21세기에 오히려 다시 조명받을 만한 주인공으로 되살아난다.

지은이인 페드루 페레이라 영국 옥스퍼드대학 교수는 대중매체에서도 자주 열쇳말이 되는 암흑물질, 암흑에너지, 중력파에 대한 연구의 결실이 21세기에 새로운 통찰과 시야를 가져다줄 것이라고 전망한다. 마침 최근에 태초 우주의 모습을 엿보여줄 만한 원시 중력파의 흔적을 우주 관측에서 찾아냈다는 보도가 나오면서, 우주론은 일반상대성이론과 중력파로 이어지면서 주목을 받고 있다.

온라인 서점에서 쉽게 검색할 수 있듯이 상대성이론과 양자역학을 다룬 책들은 계속 출판돼 왔다. 이미 읽을 책이 많은데도 두 권의 번역서가 또 출판된 것은 그만큼 알쏭달쏭한 양자역학과 상대성이론을 제대로 이해해보려는 독자들의 갈망이 지속되기 때문일 것이다. 두 책은 현대 물리학의 두 기둥이 지나온 100년사의 주요 장면을 담아, 이론의 난해함을 피하면서 역사 이야기를 통해 두 기둥에 접근할 수 있게 도와준다. 오철우 기자 [e-mail]