우주에 관심을 갖다보면 양자역학 이야기를 꼭 마주치게 된다.

양자역학을 이해했다고 말하는 사람이 있다면 그 사람은 양자역학을 이해한게 아니라는 말이 있을만큼 현재까지 다 알려지지 않은 미지의 영역이고, 활발히 연구가 진행중인 부분이기도 하다. 

나 역시 우주에 관심을 갖다가 처음 접한 양자역학이었는데, 아직까지는 미시 영역을 연구하는 학문이며 이 미시 영역은 지금까지 밝혀진 거시영역과는 다른 물리법칙이 존재한다는 정도만 알고 있던 수준이다.

그러다 시간이 지날수록 양자역학을 더 잘 이해해야겠다는 필요를 느껴 이 책을 읽게 되었다.

이 책은 크게 3부로 구성되어 있다.

1부의 '일상에서 만난 양자역학'에서 흥미로웠던 파트는 빛에 관한 화두였다.

레이저나 전자현미경, MRI등이 모두 빛의 특징을 이용한 현대문명이란 사실을 알 수 있었다.

또 이 영역에 속하는 반도체와 양자컴퓨터의 발전도 기대가 된다.

2부는 '자연에서 만난 양자역학' 이야기로 '무지개', '태양이 빛나는 이유', '지구의 자기장을 읽는 철새들' 등의 흥미로운 주제가 많았다. 일상 생활 속 자연 현상들을 이렇게 양자역학으로 해석하려는 시도와 또 그 설명들을 보니 자연의 신비로움과 또 이런 자연을 해석해내는 인류 지성이 놀랍기만 한다.

마지막으로 3부는 '양자역학의 세계로'라는 주제로 양자역학을 화학적으로 이해하고 설명한다.

사실 양자역학은 전자와 원자, 중성자들의 미시세계를 일컽는 것이므로 이 파트는 양자역학을 이해하는데 기본적이고도 기초적   인 지식을 전해주는 가장 중요한 파트이기도 하다.

이 책을 읽기 전에 내가 알던 양자역학에 관한 내용은 책의 3부에 해당하는 내용들 뿐이었었다.

그런데 이 책은 1,2부를 통해 나의 삶 주변에서 일어나는 양자역학의 현상을 설명해주고 있기 때문에 과학적 지식을 현실에 적용하게 되는 즐거움이 있었다.

양자역학을 이해하고 싶다라는 나름의 포부를 갖고 집어든 책이었지만 사실 어려워서 책의 내용을 다 소화하지 못했다.

하지만 '양자역학에 대해서는 아인슈타인도 다 이해를 하지 못했다니 나같은 보통 사람이 이해하지 다 이해하지 못하는건 당연한거 아니야?'라는 생각으로 책의 내용을 이해하지 못했다는 자괴감은 들지 않는 재밌는 책이었다.

이 책의 내용을 다 이해하기 위해서 앞으로 몇번은 더 재독을 하게 될 것이다.

그렇게라도 천천히 이해할 수 있길 바라게 되는 양자역학의 세계는 참 재미있고 신비롭다.

※이 리뷰는 출판사에서 제공해 주신 도서를 읽고 작성하였습니다.^^ 

‘냉장고를 여니 양자역학이 나왔다’는 복잡한 양자역학을 비교적 쉽게 써낸 책이다.

슈뢰딩거의 고양이로 유명한 양자역학은 현대에 가장 뜨거운 과학 중 하나다. 기존의 물리학을 크게 흔들어놓은데다 새로운 가능성을 보여주기도 하는 말 그대로 가장 최신의 과학 중 하나이기 때문이다.

양자역학은 한마디로 무엇이라고 얘기하기가 쉽지 않은데, 그만큼 복잡한 환경과 현상을 다루는 것이기 때문이다. 당연히 양자역학을 이해하기 위해 알아야 할 것들도 여러가지고 그래서 비교적 어려운 것도 사실이다.

이 책은 그런 양자역학을 비교적 쉽게 풀어서 설명해준다. 먼저 양자역학의 역사를 간단하게 훑어주면서 이 분야가 어떻게 대두되게 되었는지를 얘기하고, 조금은 먼 얘기처럼 생각하는 양자역학이 사실은 얼마나 우리 가까운 곳에 있는 현상인지를 알려준다.

그런 것들 중에는 이미 기본적인 원리를 약간은 알고있던 것도 있었는데, 그럼에도 그게 양자역학을 이용한 거라고는 생각해본적이 없었던지라 신선하게 느껴지기도 한다. 얼핏 끼워맞추는 것처럼 느껴질 정도로 다양한 현상들이 약자역학적이라고 하는 것은 그만큼 양자역학이 물리학의 근본적인 바닥에 깔린 것이라고 얘기해 주는 것 같기도 하다.

책은 전공자가 아니어도 비교적 따라가기 쉽게 잘 쓰인 편이긴 하다. 그것을 비유로 대략적인 아이디어만 이야기하는 게 아니라 좀 더 실제에 가까운 이야기를 풀어내준다는 것은 양자역학에 관심이 있던 사람에겐 환영할 만하다. 다만, 그렇기 때문에 어려운 내용도 많아 완전히 이해되지는 않는 것들도 좀 있다.

그래도 비교적 가볍게 볼 수 있어 친근하게 느끼게 하는 것도 좋고 실제적인 이해를 더해주어 유익하기도 하다. SF 등에서도 자주 언급되어 궁금했던 사람이라면 한번 가볍게 읽어봐도 좋을 것 같다.

* 이 리뷰는 북카페 책과 콩나무를 통해 출판사로부터 책을 받고 작성했다.

고등학교 시절 나는 이과면서도 과학 성적이 썩 좋지 못했다. 그런데 직장생활을 시작한 지 20년이 좀 넘었을 때 우연히 카오스재단을 알게 되었고, 과학 강연을 자꾸 듣다보니 과학이 재미있어졌다. 이 책 ＜냉장고를 여니 양자역학이 나왔다＞도 과학에 대한 흥미때문에 읽게 되었다고 해도 과언이 아니다.

이 책은 모두 3부로 구성되어 있고, 각 부의 주제는 다음과 같다.

1부_일상에서 만난 양자역학
2부_자연에서 만난 양자역학
3부_양자역학의 세계로

양자역학은 '세계는 그것을 보는 나와 따로 떨어져 존재할 수 없다.'라는 것을 증명한다고 이 책의 저자는 말하고 있다. 그리고 양자역학을 알아야 하는 이유에 대해서 저자는 '재미있기'때문이라고 하면서 양자역학의 기묘한 세계가 우리의 일상과 어떻게 연결되고 있는지를 이해하는 과정은 우리의 직관을 배신한 세계의 비밀을 한 겹 정도 벗겨내는 짜릿함을 가져다 줄 것이라고 말한다. 솔직히 나는 이 책을 읽는 동안 일부 용어가 어려워서 제대로 이해도 하지 못하고 넘어간 부분이 더러 있다. 그런데도 우리의 일상생활과 밀접하게 연관되어 있는 양자역학 이야기를 읽다보니 나름 재미도 있었다.

전기를 띠지 않고 질량은 양성자만한 것을 찾아내는 데는 러더퍼드의 제자였던 채드윅이 공헌했다. 결국 원자는 양성자와 중성자로 이루어진 원자핵과 그 주변의 전자로 구성되었다는 것을 밝혀냈다. 톰슨이 전자를 발견했고, 러더퍼드는 알파입자 산란실험을 통해 원자핵을 찾게 되었으며, 채드윅이 중성자를 발견한 것이다. 

저자는 광전효과가 관련이 있는 우리 일상의 현상 중에 적외선 센서를 예로 들면서 적외선 센서에서 중요한 역할을 하는 것이 적외선을 받으면 전류가 흐르게 하는 디텍터인데 여기에 광전효과가 숨어있다고 말한다. 광전효과란 빛이 금속의 표면에 닿으면 전자가 그 에너지를 흡수해 금속으로부터 빠져나오는 현상이다. 적외선 센서는 또한 온도를 측정하는 데 사용되기도 하는데 이를 사용한 온도계는 보통 비접촉식 적외선 온도계라고 불리며, 코로나19 팬데믹 상황에서 체온 측정을 하는 데도 사용이 되고 있다.

그리고 건강검진할 때 우리가 찍는 MRI에도 양자역학이 관련되어 있다고 한다. MRI를 찍는 이유는 X선이나 CT로는 잘 파악하기 어려운 부드러운 인체 조직을 확인하기 위해서인데 암의 조기 발견에도 큰 도움이 된다고 한다. MRI는 몸에 해로운 방사선이 없으므로 방사선에 대한 우려도 없다고 하니 건강검진할 때 필요할 경우 MRI를 잘 활용해야겠다.

저자는 지구 자기장도 양자역학과 관련이 있다고 말한다. "태양에서는 매초 엄청난 양의 방사선이 지구를 향해 달려옵니다. 알파선, 베타선, 감마선 등이지요. 이 방사선을 막아 지구를 지키는 것이 바로 자기장입니다. 만약 지구 자기장이 없다면 지구 생명체들은 태양 방사선에 의해 모두 몰살되고 말 겁니다. 또 지구 자기장은 나침판이 기능하게 하는 원천이기도 하고, 철새들이 자기들의 행선지를 찾도록 알려주기도 하지요." 양자역학이 정말 우리 인류의 삶과 매우 밀접한 관련이 있다는 것을 나는 이 책을 통해 새삼 깨닫고 많이 놀랐다.

나는 몇 년전부터 갑자기 노안이 와서 책을 읽을 때 돋보기 없이는 불편함을 느끼는 편이다. 돋보기가 사용되었다는 최초의 기록은 고대 그리스의 희곡'아리스토파네스의 구름'에 나오는데, 물체를 확대해서 보는 것 말고도, 불을 붙이는 데도 사용되었고 또 햇빛을 이용해서 상처를 지지는 데도 사용되어 약국에서 판매했다는 기록이 있다고 한다. 돋보기를 이용한 안경은 13세기 이탈리아에서 만들어졌다고 한다. 

앞에서 언급한 사례말고도 이 책에서 소개하고 있는 이야기들은 우리 일상생활과 연관되어 있는 부분이 꽤 많은 것 같다. 이 책의 저자가 양자역학을 알아야 하는 이유가 재미있기 때문이라고 한 데는 다 이유가 있었던 것이다. 나는 이 책을 읽고나서 이전에는 양자역학이 무엇인지 관심도 없었는데 이제부터는 주변의 사물들을 양자역학과 연관이 있는지 세밀히 살펴봐야겠다는 생각을 하게 되었다. 과학이 어렵기도 하지만 모르고 있던 것을 알게 되었을 때 또 색다른 기쁨을 느낄 수 있기 때문에 앞으로는 과학에도 좀 더 관심을 갖도록 노력해야겠다.

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