단 하나의 방정식

궁극의 이론을 찾아서

미치오 카쿠 지음 | 박병철 옮김

김영사 2021년 11월 29일 출간 종이책 : 2021년 11월 29일 출간

작품소개

책소개

“나와 우주는 어떻게 존재하는가?”
가장 근본적인 질문에 답하는 ‘모든 것의 이론’
첨단 이론물리학이 전하는 우주의 기원과 의미

이론물리학 박사, 끈 장이론의 창시자, 베스트셀러 작가, 과학 엔터테이너, 미래학자 미치오 카쿠가 여덟 살 때부터 매진해온 탐구의 결정판. 베스트셀러 과학 작가로서 마음의 가장 깊은 곳(《마음의 미래》)과 인류의 가장 먼 미래(《인류의 미래》)까지 섭렵한 이론물리학자가 자신의 전공 분야이자 여덟 살 이후 한 번도 머릿속을 떠나지 않았던 문제로 돌아와 쓴 책이다. 《단 하나의 방정식》에서 저자는 고대 그리스의 원자론에서부터 뉴턴의 고전역학, 아인슈타인의 상대성이론, 닐스 보어와 하이젠베르크 등의 양자역학을 거쳐 표준모형에 이르는 물리학의 발전사를 돌아보며 우주에 존재하는 네 가지 힘은 무엇인지, 이들은 서로 어떻게 얽혀 있는지, 그리고 이 힘들이 통일되어야 하는 과학적 근거는 무엇인지 명쾌하고 유려한 문체로 설명한다. 나아가 저자가 생각하는 ‘모든 것의 이론’의 후보인 끈이론과 M-이론을 개략적으로 살펴보고 ‘모든 것의 이론’이 갖는 철학적 의미를 함께 숙고해본다. 미치오 카쿠의 주요 저작들을 모두 번역한 과학 전문 번역가 박병철 박사의 충실한 번역 및 주석과 함께 단 하나의 방정식을 찾으러 떠나보자.

목차

서문. 궁극의 이론
아인슈타인의 꿈 / 비평가들

1장. 오래된 꿈
르네상스-과학의 복귀 / 뉴턴의 힘 이론 / 대칭이란 무엇인가? / 뉴턴의 법칙을 검증하다 / 전기와 자기의 신비 / 맥스웰 방정식 / 종착점에 도달한 과학?

2장. 통일을 향한 아인슈타인의 여정
대칭의 미학 / 중력과 휘어진 공간 / 일식과 중력 / 극과 극의 두 인물(1): 뉴턴과 아인슈타인 / 통일이론을 찾아서

3장. 양자이론의 도약
양자혁명 / 전자의 파동 / 주기율표 / 디랙의 전자이론 / 파동의 실체는 무엇인가? / 두 거인의 충돌 / 슈뢰딩거의 고양이 / 태양의 에너지원 / 양자역학과 전쟁

4장. ‘거의 모든 것’의 이론
양자전기역학 / 양자혁명을 응용하다 / 생명이란 무엇인가? / 핵력 / 극과 극의 두 인물(2): 파인먼과 겔만 / 약력과 유령입자 / 양-밀스 이론 / 힉스보손-신의 입자 / 거의 모든 것의 이론 / 대형 강입자충돌기

5장. 캄캄한 우주
블랙홀의 정체 / 웜홀 / 시간여행 / 우주는 어떻게 창조되었는가? / 밤하늘은 왜 캄캄한가? / 일반상대성이론과 우주 / 빅뱅의 잔광 / 인플레이션 / 달아나는 우주 / 현상수배: 중력자

6장. 끈이론의 약진: 가능성과 문제점들
끈이론 / 10차원 / 중력자 / 초대칭 / M-이론 / 홀로그램 우주 / 이론의 검증 / 끈이론에 쏟아진 비판 / 검증할 수 있을까? / 암흑물질을 찾아서 / LHC를 넘어서 / 빅뱅을 원자분쇄기로 이용하다 / LISA / 역제곱법칙의 증명 / 풍경문제 / 끈이론에 대한 나의 개인적 견해 / 피드라미 발굴하기

7장. 우주의 의미를 찾아서
신을 증명하다 / 나의 개인적 관점 / 우주에는 시작이 있었을까? / 유한한 우주 / 결론

출판사 서평

맛?답을 줄 수 있는 과학적 문제들에는 다음과 같은 것들이 있다.
ㆍ 시간여행은 가능한가?
ㆍ 우리 우주에는 웜홀이 있는가?
ㆍ 블랙홀의 내부에는 무엇이 있는가?
ㆍ 우리 우주 외에 다른 우주가 존재하는가?
ㆍ 4차원 이상의 고차원 공간은 정말로 존재하는가?
ㆍ 빅뱅 직전에는 어떤 일이 있었으며, 빅뱅은 왜 일어났는가?
미치오 카쿠는 스티븐 호킹이 제기했던 ‘블랙홀 정보 역설’도 중력자의 양자보정에 성공한 양자중력이론, 즉 ‘모든 것의 이론’이 완성되어야 답을 알 수 있다고 이야기한다. ‘블랙홀 안으로 책을 던지면 그 안에 들어 있던 정보는 영원히 사라지는가?’(162쪽) 일반인들에게는 잘 알려져 있지 않지만 학계에서는 첨예한 논쟁거리인 이 질문이 문제가 되는 것은, 양자역학에 따르면 어떤 경우에도 정보는 사라지지 않는데 블랙홀 내부에서는 사라지는 것처럼 보이기 때문이다. 그는 과학적 질문에서 한 걸음 더 나아가 철학적이고 형이상학적인 질문들까지 던진다. 아인슈타인이 생전에 자신을 ‘거대한 도서관에 막 들어선 아이’에 비유했다는 사실을 제시하며 ‘우주가 거대한 도서관이라면 그곳을 관리하는 사서는 누구이며, 책을 쓴 저자는 누구인가?’, ‘모든 물리법칙이 모든 것의 이론으로 설명된다면, 그 방정식은 어디서 온 것인가?’ 하고 묻는가 하면, ‘다중우주가 빅뱅의 원인을 설명해준다면, 다중우주 자체는 언제 어떻게 만들어졌는가?’, ‘다중우주가 만물의 이론에서 필연적으로 나타나는 결과라면, 만물의 이론은 대체 어디서 왔는가?’, ‘우주에도 목적과 의미가 있는가?’ 등 질문하기를 멈추지 않는다. 스스로를 불가지론자라고 밝히는 미치오 카쿠의 ‘신’에 대한 생각을 엿보는 것도 흥미롭다.

이론물리학 박사, 끈 장이론의 창시자, 베스트셀러 작가,
과학 엔터테이너, 미래학자 미치오 카쿠가
여덟 살 때부터 한 번도 놓아본 적 없는 탐구의 결정판
“그의 목표는 ‘신의 마음이 담겨 있는’ 단 한 줄짜리 방정식으로 우주의 삼라만상을 설명하는 것이었으나, 끝내 신의 마음을 읽지 못하고 세상을 떠났다. 나는 그것이 얼마나 엄청난 연구인지 전혀 모르는 채, 무작정 아인슈타인의 길을 따라가기로 마음먹었다. 이 시대 최고의 과학자가 남기고 간 꿈을 이루는 데 어떻게든 일조하고 싶었기 때문이다.”(10쪽)

1947년생인 미치오 카쿠는 여덟 살 때 아인슈타인의 사망

작가정보

저자(글) 미치오 카쿠

저자 : 미치오 카쿠
뉴욕시립대학교 물리학과 교수. 이론물리학계의 세계적 석학이자 미래학자이다. 1947년 미국 캘리포니아에서 일본계 미국인으로 태어나 하버드대학교를 숨마쿰라우데(최우수등급)로 졸업하고, UC버클리에서 박사학위를 받았다. 끈 장이론string field theory의 공동창시자이다. 주요 저서로 《아인슈타인을 넘어서》 《초공간》 《비전》 《아인슈타인의 우주》 《평행우주》 《불가능은 없다》 《미래의 물리학》 《마음의 미래》 《인류의 미래》 등이 있다.
〈퍼블리셔스 위클리〉는 그의 저작들을 두고 “날카로운 통찰과 정교한 논리로 푼 카쿠의 책은 대단히 과학적이지만, 조금도 지루할 틈을 주지 않는다”라고 평가했다. 집필하는 책마다 예리한 분석과 통찰, 대담한 추론을 통해 미래 과학의 세계를 명쾌하면서도 흥미진진하게 펼쳐냈다. 어려운 이론물리학의 세계를 탁월한 비유와 위트로 전달하는 저술가로서 과학 전문 TV와 라디오 프로그램에 출연하며 과학 대중화에 앞장서고 있다.

역자 : 박병철
연세대학교 물리학과를 졸업하고 한국과학기술원(KAIST)에서 이론물리학 박사학위를 받았다. 30년 가까이 대학에서 학생들을 가르치다가 현재 집필과 번역에 전념하고 있다. 2005년에 《우주의 구조》 번역으로 한국출판문화상을, 2016년에 《마음의 미래》 번역으로 미래창조과학부 장관상을 수상했다. 옮긴 책으로 《페르마의 마지막 정리》 《파인만의 여섯 가지 물리이야기》 《엘러건트 유니버스》 《평행우주》 《마음의 미래》 《초공간》 《미래의 물리학》 《뷰티풀 퀘스천》 《신의 입자》 《엔드 오브 타임》 《아인슈타인의 냉장고》 등 100여 권이 있으며, 어린이 과학동화 《별이 된 라이카》 《생쥐들의 뉴턴 사수 작전》 등을 썼다.

번역 박병철