죽은 것도 산 것도 아닌 상자 속 고양이… 양자역학에선 가능해

양자역학의 역사/데이비드 카이저 지음/조은영 옮김/동아시아/376쪽/2만원

‘탄생 100주년’ 양자역학 돌아보기
핵무기·컴퓨터 개발 과정 흥미진진

양자역학의 개념을 설명할 때 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 비유를 들곤 한다. 창문 없는 상자에 들어 있는 이 고양이는 방사성물질이 깨지면 독극물에 중독돼 죽을 수도 있지만 현재는 살아 있는, ‘살아 있지도 죽어 있지도 않은’ 상태에 있다. 입자가 중첩 상태로 존재하면서 서로 반대되는 두 가지 특징을 동시에 지닐 수 있다는 양자역학의 핵심을 설명한다. 오스트리아 출신 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학을 무너뜨리려고 생각해 낸 이야기가 이 분야를 대표하는 사례가 됐으니 그야말로 아이러니가 아닐 수 없다. 매사추세츠공대(MIT) 물리학과 교수이자 과학사 교수인 저자가 양자역학 탄생 100주년을 맞아 지난 한 세기를 돌아본다. 원자, 분자, 전자 등 물질의 기본단위에 대한 역학인 양자역학이 어디에서 왔고, 무엇인지, 어떻게 나아가고 있는지를 재미있게 소개한다.

책은 양자역학에 반대했던 알베르트 아인슈타인의 특수상대성이론과 하이젠베르크 행렬역학, 폴 디랙의 반물질 등 물리학이 맹렬한 속도로 현대화한 20세기 초부터 시작해 거인 과학자들의 발자취를 차례로 따라간다. 영화 ‘오펜하이머’(2023)로도 우리에게 익숙한 ‘맨해튼 프로젝트’와 히로시마 원자폭탄 투하를 비롯해 제2차 세계대전 이후 핵무기 연구 중 컴퓨터를 개발하고 발전시킨 과정, 냉전 당시 물리학자들의 사정 등이 흥미진진하다.

김기중 기자