김상욱의 양자 공부

김상욱의 양자 공부

김상욱

사이언스북스(2017 12 8.  1판 1쇄 펴냄. 2020. 4.15. 1판 10쇄 펴냄.)

(2023. 2. 8~3.1)

 

미술, 음악, 문학 등 감정을 건드리는 책을 즐겨 읽었던 내가

우연히 물리학자이면서 어려운 물리학을 인문학처럼 설명해주는

김상욱 교수의 강의를 우연히 동영상으로 듣고,

그가 쓴 <김상욱의 과학공부>를 읽고 싶었다.

 

집 앞의 도서관에 가서 검색하였더니

일고 싶었던 <김상욱의 과학 공부는 없고

<김상욱의 양자 공부>가 있어서

(짠순이인 내가 읽지도 않을 책을 사지는 않는 편)

우선 이 책부터 읽어 보아야겠다는 생각으로 대출해 왔다.

 

책 표지에는 팔짱을 끼고 웃는지 찡그렸는지 알 수 없는 그의 모습

정면의 사진이 있었는데  자신감이 가득한 사람이구나 ....

하는 생각이 들었다.

(대부분의 작가 프로필 사진에는 근엄한 표정의 사진이었으니까.....)

 

앞 날개에는 그의 프로필이 적혀 있었는데 과학수다(공저).

김상욱의 과학 공부, 과학하고 있네. 3.4(공저) 등 여러 권의 책을 출판,

다양한 미디어에서 전방위적으로 활동하며

대중과 소통하고 있다고 하였다.

 

프롤로그: 모든 것은 원자로 되어 있다.

를 읽으면서 원자? 어머머.... 원자가 뭐였지?

갑자기 눈 앞이 캄캄하였다.

고등학교 물리 시간 이후에 한번도 들어 본 적이 없는 원자?

내가 과연 이 책을 읽을 수 있을까? 하는 생각이 들었다.

 

그런데 '영화 <터미네이터>를 보면

과학 기술의 발전이 가져올 암울한 미래가 잘 나타나 있다.

첫 문장이 나를 슬그머니 호기심을 자극하였다.

공상 과학 영화는 내가 좋아하는 분야였으므로.

 

사실 공상 과학영화라 하더라도 나는 주로 스타워즈. 등 

인간과 우주인의 전쟁에 대한 영화를 보았는데

원자. 전자 등 용어를 내가 이해할 수 있을까?

그런데 '모든 것은 원자로 이루어져 있다' 

원자의 세계에서 일어나는 현상을 설명하는 과학이 양자역학이다.

이렇게 명확하고 단순한 문장이라면.... 읽을 수 있으리라 생각되었다.

 

1부와  2부로 나눠 15장. 그리고 에필로그, 감사의 말,

마지막으로 양자 세계를 여행하는 히치하이커를 위한 가이드.

양자 역학 용어 해설,  후주, 찾아보기.

이렇게 구성되어 있었다.

 

나는 가능한 하루에 1장 씩을 읽어야겠다고 마음 먹었다.

거의 잊고 지냈던 전자. 원자, 양자,파동. 척력. 진동수 등

용어를 기억을 더듬어 불러 오고 연결하여 이해하여야 하는데

시간이 많이 걸러 진도가 느리지만 일단 하루에 1장씩 읽으려고 노력하였다.

 

읽다가 힘들면 양자 공부는 밀쳐 놓고

3월 말에 예약해 둔 그리스 여행을 위해 여행 안내서도 읽었고,

학창 시절 고전 읽기 시간에 읽었던 그리스 신화를 다시 읽었다.

역시 양자 공부보다는 신들의 이야기가 더 쉽고 재미있었다.

 

제대로 이해도 못하면서 1부를 다 읽은 후 그만 덮을까?....

살짝 갈등도 생겼지만 그래도 끝까지 읽자는 쪽으로 마음을 굳혔다.

약속이 있거나 바쁜 일이 있으면 책 읽기를 건너뛰기도 하여 

거의 1달 가까운 시간에 걸쳐 드디어 오늘 아침 완독을 하였다.

 

책을 덮고 난 후 양자에 대한 설명을 해 보라고 한다면

확실하게 아는 것이 없으니 나는 아무 말도 할 수 없을 것이다. 

다만, 이 세상의 모든 것은 원자로 되어 있고,

원자의 세계에서 일어나는 현상을 설명하는 과학이 양자역학이며,

양자역학이란 원자 세계를 기술하는 학문이다.....하는 것만 말 할 수 있을 것이다.

 

원자는 양전하를 띄는 원자핵과 그 원자핵의 주위를 돌고 있는

음전하를 띄는 전자로 이루어져 있으며, 원자는 중성이며 

원자핵의 크기는 작지만, 무게는 대부분을 차지하며 

원자핵과 전자로 이루어진 원자는 중성이라는 사실은 인지할 수 있게 되었다.

 

뉴턴의 고전 역학이 지배하였던 세계는 거시 세계이며,

양자 역학이 지배하는 세계는 미시세계이며 

여러 가능성을 동시에 갖는 상태는 중첩 상태라고 한다.

측정은 거시 세계의 실험 장치가 수행한다. 측정을 하면

미시 세계의 중첩 상태는 깨어지고 거시 세계의 한 상태로 귀결된다.

....이 설명은 알 듯 하면서도 모르겠다.

 

그동안 뜻도 모르고 들었던 반도체. 디지털에 대한 설명도 있었다.

물질을 전기 전도의 특성에 따라 분류하면 구리, 철과 같이

전기를 통하는 물질은 도체. 전기를 통하지 못하는 물질은 부도체.

반만 도체라는 뜻이 반도체라고 하면서 부도체가 주변의 열이나 빛을

받아 일부 전자가 자유 전자가 될 수 있는 반도체라고 하였다.

 

에너지 보존 법칙. 소리는 공기의 진동. 전류의 흐름.

운동량은 물체의 질량  곱하기 속도 등 물리 시간에 배운 내용도 있었지만

우주에 실체나 본질은 없다. 질문과 답. 측정과 정보만이 있을 뿐이다.

고개를 갸우뚱하게 하는 내용 등이 대부분이었지만

그래도 좌뇌가 전혀 기능을 하지 못하였던 내가

이런 <양자 공부>와 같은 과학 서적을 읽어냈다는 것이 대견하였다.