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▲ 박인규의 〈양자역학의 결정적 순간들〉?책겉그림
ⓒ 21세기북스
세상 모든 만물은 원자로 구성돼 있죠. 인간의 몸도 실은 원자의 결합체죠. 물론 100억분의 1m에 불과한 원자는 특수 전자 현미경으로만 관찰할 수 있다고 해요. 그 원자핵 주변에 작은 전자들이 입자처럼 돌며 파장을 일오늘의상한가종목
으키는데 축구장 안에 축구공을 둘러싼 작은 야구공들이 공전하는 것과 같다고 하죠.
원자핵을 둘러싼 작은 전자들은 다른 궤도로 끊임없이 이동한다고 해요. 다만 안쪽 궤도로 이동할 때는 빛을 방출하고 바깥 궤도로 이동할 때는 빛을 흡수한다고 하죠. 더욱이 다른 궤도로 이동할 때 그 움직임이 사라졌다가 나타나는 경우도 있고요내일주식
. 양자역학에서는 그걸 중첩과 얽힘으로 설명하죠.
요즘 마이크로소프트, 구글, 아이온큐가 만드는 양자컴퓨터도 그래요. 기존 컴퓨터 비트는 0과 1로 표현하지만 양자컴퓨터의 큐비트는 0이거나 1이거나 0과 1 둘 다 표현하는 중첩 상태라고 해요. 미로찾기의 경우 0과 1의 비트는 한 번에 하나의 길로만 가지만 0과 1이 중첩되고 얽힌 큐비트다빈치릴게임
는 한꺼번에 여러 길로 나갈 수 있다고 하죠. 양자컴퓨터가 상용화되면 수퍼 컴퓨터보다 30조 배나 빠른 연산이 가능하다고 하니 전 세계가 열을 올리며 경쟁하는 거겠죠.
"너는 입자니, 파동이니?" 사실 이건 말도 안 되는 질문이다. 입자냐 파동이냐는 인간들이 거시 세계에서 봐왔던 모습이지, 전자가 꼭 거시 세계의 당구초보주식공부
공 같은 모습을 또는 물결 같은 모양을 할 필요는 없다. 결국 '입자냐, 파동이냐'라는 질문은 우리가 굳이 둘 중 하나로 나눠 생각하려는 그릇된 관념일 뿐이다. 우리는 소위 양분을 해야 한다는 '강박관념'에 빠져 있는 것이다.(72쪽)
박인규의 〈양자역학의 결정적 순간들〉에 나오는 이야기에요. 양자알라딘바로가기
역학에서는 빛이 때로는 입자처럼 보이고 때로는 파동처럼 행동한다는 거죠. 빛의 이중슬릿 실험을 할 때 빛이 파동의 성질을 보이며 간섭무늬를 만든다고 해요. 하지만 검출기를 통해 빛을 관찰하면 입자처럼 행동하며 특정 위치에서 발견되기도 한다는 거예요.
우리가 아는 '입자' 곧 물체는 나무나 시멘트벽을 통과하지 못하죠. 하지만 소리와 같은 '파동'은 나무나 시멘트벽을 통과할 수 있어요. 돌멩이 같은 물체를 벽에 던지면 그 벽을 통과하지 못하는 것처럼 말이죠. 하지만 와이파이나 소리 같은 파동은 나무나 시멘트벽을 통과할 수 있죠. 양자 역학에서는 그게 중첩과 얽힘으로 공존해서 나타난다는 거죠.
이 책은 양자 역학 100주년을 맞아 여전히 낯설고 어려운 분야인 양자 역학을 흥미로운 과학사의 흐름 속에서 풀어낸 과학 교양서라 할 수 있어요. 양자 역학이 어떻게 형성되고 발전해 왔는지, 플랑크의 가설과 보어의 원자 모형부터 아인슈타인과 보어의 논쟁과 양자 얽힘의 신비까지 양자 역학의 핵심 개념을 쉽게 설명하고, 양자 컴퓨터가 열 새로운 미래까지 폭넓게 조명해 주죠.
"하나님의 말씀은 살아 있고 활력이 있어 좌우에 날선 어떤 검보다도 예리하여 혼과 영과 및 관절과 골수를 찔러 쪼개기까지 하며 또 마음의 생각과 뜻을 판단하나니"(히4:12)
크리스천은 이 세상이 하나님이 말씀으로 창조되었다고 믿고 있죠. 예수님도 말씀으로 귀신을 내쫓고 병자를 고쳤고 삭개오와 같은 사람도 변화시켰으니까요. 만약 하나님의 말씀이 입자인 물체로만 존재했다면 그런 일들은 불가능했겠죠. 하지만 파동으로 변했다면 얼마든지 가능한 일이지 않았을까요?
예수님의 부활도 마찬가지죠. 예수님이 입자인 물체로만 있었다면 두려움 속에 떨고 있던 제자들의 방문을 관통할 순 없었겠죠. 하지만 파동으로 변하면 얼마든지 가능한 일이 되겠죠. 예수님이 100% 신이고 100% 인간인 모습도 양자 역학의 법칙 중 하나인 '중첩 현상'으로 보면 충분히 이해할 수 있는 일이죠.
인간이 흙과 같은 똑같은 원자로 구성돼 있다고 생각한다면 결코 우쭐댈 일이 아니죠. 지구상의 870만 종도 실은 원자로 구성돼 있으니까요. 더욱이 그 원자도 우주 전체로 보면 4%에 불과하다고 하죠. 나머지 73%는 암흑에너지이고 23%는 암흑물질이라고 해요. 양자 역학 기술로 훗날 그것들까지 발견해낼지는 모르겠어요. 아무튼 양자 역학으로 이 세상을 바라보면 신비로운 일들도 그 해석이 가능하니까 놀라울 뿐이죠.
덧붙이는 글
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