아인슈타인처럼 양자역학하기

직관과 상식에 맞는 양자이론을 찾아가는 물리학의 모험

리 스몰린 지음 | 박병철 옮김

김영사 2021년 11월 29일 출간 종이책 : 2021년 10월 20일 출간

작품소개

책소개

양자역학을 이해하기 위해 현실적인 관점을 포기할 필요는 없다!
현실주의적 양자역학의 대표 주자 리 스몰린이 들려주는 과감하고 새로운 양자역학 이야기

양자역학은 분명히 신비롭고 기이하다. 하지만 그것이, 지금 정설로 여겨지는 양자역학이 무언가를 잘못 이해했기 때문이라면? 이쪽에서의 양자 관측이 저쪽 양자에 영향을 주는 이유가 ‘관찰’ 때문이 아니라면? 관찰자의 의식과 관계없는 엄연한 현실이 존재한다면? 아인슈타인은 바로 그런 관점에서 지금의 양자역학을 끝까지 인정하지 않은 사람이었다. 결국 그의 현실주의적 관점은 비주류가 되었으나, 그 바통을 받아 연구를 이어온 과학자들이 있다. 그 대표 주자 중 한 사람인 리 스몰린은 이 책에서 양자역학의 기본개념 · 이론 · 역사에서부터 지금 양자물리학 연구가 처한 한계와 그것을 극복하려는 학계 최전선의 연구들까지 샅샅이 살피며 자연의 근본 원리를 찾아가는 모험으로 우리를 초대한다.

목차

서문

1부 비현실에 대한 믿음
1장 자연은 숨기기를 좋아한다
2장 양자
3장 양자는 어떻게 변하는가
4장 양자는 어떻게 공유되는가
5장 양자역학으로 설명되지 않는 것들
6장 반현실주의의 승리

2부 다시 태어난 현실주의
7장 현실주의의 도전-드브로이와 아인슈타인
8장 데이비드 봄-되살아난 현실주의
9장 양자상태의 물리적 붕괴
10장 마술 같은 현실주의
11장 비판적 현실주의

3부 양자를 넘어서
12장 혁명의 대안
13장 교훈
14장 원리가 먼저다!
15장 관점의 인과론

에필로그/혁명. 나에게 남기는 메모

감사의 말
옮긴이의 말
주
용어 해설
더 읽을거리
찾아보기

출판사 서평

煞′舊?않는 한 양자역학은 절대로 완전한 이론이 될 수 없다고 주장했다.”_20쪽

이 ‘숨은 변수’를 찾아가는 과정이라고도 할 수 있는 이 책은 총 3부로 구성되어 있다. 1부에서는 양자역학의 개발사를 추적하는 데 필요한 기본 개념을 설명하며, 반현실주의를 대표하는 보어와 하이젠베르크가 현실주의의 최고봉인 아인슈타인을 누르고 물리학계의 주류로 떠오르게 되는 과정을 따라간다. 반현실주의와 현실주의의 논쟁은 거의 100여 년에 걸친 유구한 역사를 지니고 있다. 아인슈타인과 보어는 거의 40년간 논쟁했고 이들의 논쟁은 이후에도 큰 영향을 미쳤는데, 그들 각자가 무엇을 주장했고 어디에서 더 나아가지 못했는지를 면밀히 살펴본다. 2부에서는 1950년대부터 시작된 현실주의적 접근법인 드브로이의 파일럿파 이론과 데이비드 봄의 제자들이 제안한 자발적(물리적) 붕괴모형을 소개하고, 이론의 장점과 단점을 분석한다. 이 부분을 통해 양자역학은 현실주의자들도 얼마든지 수용할 수 있으며, 양자역학을 수용하려면 반현실주의자가 되어야 한다는 주장은 사실이 아님을 이해할 수 있다. 마지막 3부에서는 먼저 저자를 포함한 현실주의 물리학자들이 현재 연구 중이며 이후의 발견에 디딤돌이 될 파일럿파 이론, 자발적 붕괴모형, 역인과율, 과거에 기초한 접근법, 상호작용을 교환하는 고전적 다중세계, 초결정주의 이론을 정리하고, 각 이론의 한계와 보완 가능성을 짚는다. 더 나아가 그는 시간과 공간 중 근본적인 양은 시간이며 공간은 부수적인 개념임을 논증한다. 독자들은 시공간이라는 물리적 개념을 설명하는 또 다른 방식을 알게 될 것이다.
이 과정을 통해 스몰린은 우리가 아직 아인슈타인이 던졌던 질문의 해답을 찾지는 못했지만 질문을 아인슈타인보다 더 잘 이해하고 있기에, 앞으로 우리가 이 세계를 더 잘 설명하게 될 가능성은 충분하다고 이야기한다. 서문에서 ‘돌멩이란 과연 무엇인가?’라는 질문을 던지며 시작하는 이 책을 통해 독자들은 우리의 가장 근본을 이루는 물리적 실체에 대한 상상력을 마음껏 펼치고, 현실이야말로 겹겹이 신비롭고 놀라움을 느끼며, 거인의 어깨 위에 선다는 것이 무엇인지 경험하고, 완전히 새로운 관점으로 세상을 바라보게 될 것이다.

***
[추천평 이어서]

“스몰린은 오랫동안 이론물리학의 리더 자리를 차지하고 있는 매우 창조적인 학자이자, 탁월한 이야기꾼이다.

작가정보

저자(글) 리 스몰린

번역 박병철