101가지 문답 바구니에 담은 ‘기이한 양자세계’

잠깐독서

양자: 101가지 질문과 답변
케네스 포드 지음, 이덕환 옮김/까치·2만원

가장 작은 물리량 단위를 뜻하는 양자의 미시세계는 기이하다. 최근 뉴스만 봐도 그렇다. ‘얽힘’의 관계인 두 입자 사이엔 멀리 떨어져 있더라도 하나가 변하면 다른 하나도 변하는 ‘유령 같은 원격작용’이 나타난다는 양자이론이 있는데, 이를 정교한 실험으로 입증했다는 소식은 양자물리학 없이 이해하기 어렵다. 얽힘, 겹침, 불확정성, 확률적 존재는 그 세계의 기이한 특징들이다.

미국 물리학자 케네스 포드가 쓴 <양자: 101가지 질문과 답변>은 간혹 양자세계에 대한 참을 수 없는 궁금증에 맞닥뜨렸을 때 도움이 될 만한 문답 형식의 길잡이 책이다. 문답은 원자 몸풀기에서 시작해 점점 난해한 세계로 빠져든다. 중성미자나 힉스 같은 기본입자로, 양자역학의 기본 개념으로, 반도체와 레이저로, 또한 블랙홀·초전도성·양자컴퓨터로 나아가다 보면, 양자역학이 설명하는 영역이 매우 넓음을 알게 된다.

첫 질문은 “도대체 양자란 무엇인가”이다. 마지막 질문은 “왜 양자일까”이다. ‘무엇인가’에서 시작해 ‘왜’로 마무리하는 형식인데 사실 마지막 답은 미룰 수밖에 없다. 기이한 양자 현상을 분명하고 합리적인 방법으로 설명할 심오한 이론은 아직 없기 때문이다. 그건 미래의 일이다. 지은이는 “그렇게 되기를 바란다. 그동안 101번 질문은 답변이 없는 상태로 남을 것이다”라며 여운을 남긴다.

오철우 기자 [e-mail]