이토록 풍부하고 단순한 세계

실재에 이르는 10가지 근본

프랭크 윌첵 지음 | 김희봉 옮김

김영사 2022년 04월 26일 출간 종이책 : 2022년 04월 25일 출간

작품소개

책소개

우주에는 무엇이 있으며, 어떤 법칙을 따라 그렇게 존재하는가?
시공간의 성질부터 물질과 에너지, 복잡성, 상보성, 그리고 최전선에서 탐구 중인 미스터리까지,
생각보다 크고 풍부하고 이상한 세계에 관한 10가지 심오한 통찰

★ 2004년 노벨 물리학상 수상 ★ 14개 언어 계약 ★ 아마존 베스트셀러

이 시대 가장 뛰어난 물리학자 중 한 명이, 세계가 무엇이며 어떻게 작동하는지에 관하여 우리가 반드시 알아야 할 필수적인 개념들을 소개한다. 기본적인 질문과 사실, 눈부신 사색을 종합하여, 우주에 대한 우리의 이해를 형성하는 아이디어들, 즉 시간, 공간, 물질, 에너지, 복잡성, 상보성 등을 탐구한다. 과학의 역사를 되짚으면서 우리가 무엇을 알고 있으며 이를 어떻게 알게 되었는지 살펴보는 한편, 현대과학의 한계선까지 찾아가 우리가 곧 발견하게 될 것들을 살짝 보여주기도 한다.
대가다운 명징한 이해, 개념 전반을 높은 곳에서 조망하는 폭넓은 시야, 그런 눈에 포착된 원리들에 관한 독창적인 설명, 그리고 전염성이 있는 기쁨까지, 윌첵의 목소리를 따라가는 동안 독자는 그간 알던 것보다 세계가 훨씬 크고, 풍부하고, 이상하다는 점을 알게 되며, 동시에 이런 우주를 이해하는 인간의 지성과 상상력에도 경탄하게 된다. 세계와 마음을 확장시켜주는 이 여행을 마치고 나면, 이후 바라보게 되는 세계는 전과 같지 않을 것이다.

목차

서문: 다시 태어남
들어가는 글

I. 존재하는 것들
1. 공간이 풍부하다
2. 시간이 풍부하다
3. 성분은 아주 적다
4. 법칙은 아주 적다
5. 물질과 에너지가 풍부하다

II. 시작과 끝
6. 우주의 역사는 펼쳐진 책이다
7. 복잡성이 창발한다
8. 더 봐야 할 것이 많다
9. 미스터리는 남아 있다
10. 상보성은 마음을 확장한다

나가는 글: 집으로의 긴 여행
감사의 글
부록
옮긴이의 글
찾아보기

출판사 서평

斂?알려주는 것을 의도하기보다는 배경과 큰그림 속에서 어떤 의미인지를 설명하고, 공인된 이론을 설명하는 데 그치지 않고 자신의 사색, 상상, 전망을 제시하는 것이 특징이다. 예를 들어, 3장에서는 기본입자들의 성질, 질량/전하/스핀에 대한 상당히 깊이 있는 설명을 보여주는데, 이에 그치지 않고, ‘준입자’나 ‘스마트 물질’ 등 미래에 더 많은 발견이 이루어질 주제들을 소개한다. 수학도였던 자신이 어쩌다가 이론물리를 하게 되었는지, 새로운 입자에 왜 ‘액시온’이란 이름을 붙이게 되었는지와 같은, 윌첵 자신의 개인적인 이야기도 이따금 덧붙여 독자의 관심을 끈다.


생각보다 크고 풍부하고 이상한 세계에 관한 주요 아이디어들
“이 책은 현대 물리학과 우주를 가장 넓은 전망으로 일반 독자들에게 설명한다. 일반 독자들뿐만 아니라 모든 수준의 독자들이 이 책을 읽으면 저마다 얻는 바가 있을 것이다. 어쩌면 이 주제에 대해 알면 알수록 더 많은 것을 얻을 수 있을 것이다. 우주 전체와 물리학 전체를 다루면서도 분량이 아주 많지는 않다. 우주에는 어떤 것들이 존재하고 그 존재들은 어떤 법칙을 따르는지, 이 원리와 법칙들이 지금 우리가 보는 우주의 구조에 어떤 역할을 하고 있는지 등에 관해 설명한다. 이 책은 물리학의 세밀한 부분을 자세히 설명하지 않지만, 일반상대성 이론이 왜 나와야 했는지, 어떤 전제로부터 나왔는지에 대해 알려준다. 힉스 입자의 탐지, 중력파 탐지가 어떤 의미가 있는지에 대해서도 알 수 있다. 빅뱅 우주론이 안고 있는 문제, 표준모형(저자는 ‘코어’라고 부른다)에 대한 간략한 설명, 그것을 개선하는 것이 얼마나 어려운지와 그 전망 등을 알려준다.”(옮긴이의 글에서) 책에 등장하는 흥미로운 아이디어를 본문과 옮긴이의 글에서 추려 몇 가지만 소개해보면 다음과 같다.

ㆍ 시공간도 물질의 한 형태이다 (71-73쪽)
아인슈타인의 일반상대성 이론에 따르면 공간은 일종의 물질이다. 휘기도 하고 움직이기도 한다. 일반상대성과 양자역학을 모두 고려한 계산에 따르면 공간은 끊임없이 요동치는 젤리와 같다. 공간은 엄청난 수의 동일한 단위인 ‘공간 입자’로 이루어지고, 각각의 공간 입자는 여러 이웃들과 접촉하며, 메시지를 교환하고, 합쳐지거나 쪼개지고, 탄생하고 사라지는 것일 수 있다.

ㆍ 우주에는 국소성이 중요한 역할을 한다 (103-111쪽)
어떤 물체에서 바

작가정보

저자(글) 프랭크 윌첵

저자 : 프랭크 윌첵
Frank Wilczek
미국의 이론물리학자, 수학자. MIT의 허만 페스바흐 석좌교수이며, 리정다오(T. D. Lee)연구소 창립소장, 상하이 지아오통대학의 윌첵양자센터 수석 과학자, 애리조나주립대학 석학교수, 스톡홀름대학 교수이기도 하다.
1951년 폴란드-이탈리아계 이민자 2세의 아들로 태어나 뉴욕시 변두리에서 자랐다. 1970년 수학 전공으로 시카고대학을 졸업하고, 1974년 프린스턴대학에서 물리학 전공으로 박사학위를 받았다. 프린스턴대학, 캘리포니아대학 샌타바버라캠퍼스, 프린스턴고등연구소를 거쳐, 2000년부터 MIT에서 가르치고 있다.
멀어질수록 서로 간의 힘이 증가하고 극히 가까워지면 서로를 느끼지 못하는 쿼크들의 기이한 거동을 설명하는 새로운 이론적 접근을 시도한 박사과정 시절의 연구로, “원자핵의 강력 이론에서 점근적 자유성을 발견한 공로”를 인정받아 데이비드 그로스, 데이비드 폴리처와 함께 2004년에 노벨 물리학상을 받았다. 이렇게 양자색역학(QCD) 정립에 결정적 역할을 했을 뿐 아니라 중요하고도 창의적인 아이디어를 다수 제시했다. 1977년에 그가 이름을 붙인 액시온 입자는 유력한 암흑물질 후보로 현재 전 세계 연구팀이 추적하고 있으며, 2012년에 제안한 시간결정(Time Crystal)은 이후 복수의 연구팀에 의해 실제로 관찰되어 그 존재가 확인되기도 했다. 그가 도입한 메모리를 지닌 준입자 애니온은 마이크로소프트사의 양자컴퓨터 개발에 활용되고 있다.
국립과학재단 이론물리연구소의 첫 번째 종신회원이며, 슬로언재단 펠로우, 맥아더재단 펠로우로 뽑혔고, 과학연구와 저술로 수많은 상을 받았다. 우리말로 번역된 《뷰티풀 퀘스천》 외에 《존재의 가벼움The Lightness of Being》, 《환상적 실재Fantastic Realities》, 《조화에 대한 열망Longing for the Harmonies》 등을 썼고, 주요 학술지에 수백 편의 논문을 게재했다. 〈월스트리트저널〉에 매월 “윌첵의 우주”를 기고하고 있다.

역자 : 김희봉
연세대학교 물리학과를 졸업하고 동 대학원에서 물리학을 전공했다. 주로 과학 분야의 책을 번역하고 있다. 번역서로 《1 더하기 1은 2인가》 《엔리코 페르미, 모든 것을 알았던 마지막 사람》 《E=mc2》 《파인만 씨, 농담도 잘하시네!》 등이 있다.

번역 김희봉