세상에서 가장 쉬운이라는 말을 쓸 수 있으려면 내용이 참 쉬워야하겠지만 그렇게 쉽지

만은 않았습니다. 왜냐하면 양자역학이라는 것이 여러 학자들의 생각과 논증과 연구가 쌓

이고 쌓여서 만들어진 것이기 때문에 그 연구 과정을 따라가는 과정이 필요했기 때문이지

요. 그래도 리먀오 저자가 초기에 자신의 강의나 글이 재미 없었던 점을 보완하면서 재미나

게 내용을 전하려고 노력한 덕에 술술 읽을 수는 있었습니다. 하지만 내용이 쉽다고는 생각

되지 않으며 차근차근 정리하는 노력이 필요하다고 말씀드리겠습니다.

양자역학을 아는 사람과

모르는 사람의 차이는

양자역학을 모르는 사람과

원숭이의 차이보다 크다. - 머리 겔만

신비한 양자 세계로 여행을 떠나기 전에 먼저 고전 물리학의 세계를 돌아보자. 고전 물리학이 세

계는 우리가 일상생활을 하는 세계를 가르킨다. 20세기 이전의 고전 세계에 대한 인식은 아이작 뉴

턴으로부터 비롯되었다. 그는 인류 역사상 가장 위대한 두 명의 과학자 중 한 사람이다. 12쪽

만유인력의 법칙은 매우 간단하지만 그렇다고 우습게 보면 안된다. 우리는 이 법칙으로 태양이 언제

동쪽에서 떠오를지, 달이 언제 차오르고 언제 기울지를 예측할 수 있다. 게다가 분, 초 심지어 더 짧은

시간까지도 정확히 짐작할 수 잇다. 거시적 세계 그러니까 우리가 일상생활을 하는 세계에서 크게 해,

달, 별에서 강, 호수, 바다를 거쳐 곡식이나 소금처럼 작은 것까지 모두 뉴턴이 발견한 만유인력의 법

칙으로 정확하게 설명할 수 있다. 20쪽

하지만 20세기 이후 과학자들은 뉴턴역학이 우리 일상생활의 거시적 세계에만 적용되며, 아주 작은

턱도가 필요한 미시적 세계에서는 통하지 않는다는 사실을 발견했다. 24쪽

하지만 원자도 가장 기본적인 입자는 아니다. 원자 내부이 중심에는 양전기를 띤 원자핵이 있다. 원

자핵의 크기는 원자의 10만 분의 1이다. 원자핵의 바깥 면에는 음전기를 띤 전자가 있는데 이것의 크

기는 더 작다. ......

과학자들은 19세기에 이미 빛이 빛의 속도로 전파되는 파동이라는 사실을 발견했다. 그렇다면 파

동이란 무엇일까? 파동은 어떤 물건이 전파하는 과정에서 진동하는 현상을 말한다. 예를 들어 물결

은 물이 진동하여 생긴 파동이고, 음파는 공기가 진동하여 생긴 파동이다. 28쪽

물체의 열복사에서 방출한 빛은 그 에너지가 연속되지 않는다는 사실이다. 그 크기는 빛의 주파

수에 아주 작은 상수, 즉 플랑크 상수를 곱한 것과 같다 우리가 말하는 양자화는 사실 이러한 물리

량 자체가 연속되지 않는 離散的(이산적)인 특징을 말한다.

다시 말해 양자 세계에서 물리량은 항상 최솟값이 존재하며, 고전 세계처럼 바로 0이

되지 않는다. 이 위대한 발견은 양자 세게로 가는 문을 활짝열었다. 플랑크는 이를

계기로 1918년 노벨 물리학상을 수상했다. 30쪽

아인슈타인은 빛은 사실 일종의 입자이며 이를 광자라고 주장했다. 33쪽

이상한 점은 이러한 현상의 발생이 빛의 주파수에 달려 있다는 사실이다. 일정 주파수 이상의 빛

은 한 번만 비추면 금속에서 전자가 튀어나온다. 하지만 이 주파수 이하의 빛은 아무리 오래 빛을

비추어도 전자가 튀어나오지 않는다. 이 점이 이해하기 어려웠다. ...... 하지만 광전효과 실험에

따르면 어떨까? 세숫대야로 물독을 가득 채울 수 있지만, 작은 물컵으로는 채울 수 없다는 사실을

알려준다. 35쪽

우리는 모든 미시적 세계의 입자, 즉 원자, 원자핵, 전자, 광자가 모두 양자라는 사실을 알게

되었다. 그것이 뉴턴의 운동법칙에 들어맞지 않는다는 사실도 깨달았다. 그렇다면 대체 양자

는 어떤 법칙에 부합할까? 정답은 불확정성 원리다. 1927년 독일의 물리학자 베르너 하이젠베

르크는 이 불확정성 원리를 발견하고 1932년 노벨 물리학상을 수상했다.

양자역학이란 말을 이해하려면 ‘양자’와 ‘역학’을 각각 살펴보는 것이 좋다. ‘양자(量子)’로 번역된

영어의 quantum은 양을 의미하는 quantity에서 온 말로, 무엇인가 띄엄띄엄 떨어진 양으로 있는

것을 가리키는 말이다. [네이버 지식백과] 양자역학 - 양자의 세계가 열리다 (물리산책)

문제는 양자역학이 만유인력을 포함하려고 할 때 설명할 수 없는 모순에 부딪힌다. 과학자들은 지

금까지도 이 모순을 말끔히 해결할 수 있는 이론을 찾고 있다. 48쪽

인간은 양자가 아니라 원자로 이우러져 있다. 하지만 원자는 양자역학을 따른다. 양자 자체는 하나의

물체가 아니며 하나의 이론에 불과하다. 앞서 설명한 것과 같이 원래는 빛 속의 하나하나의 에너지

였다. 나중에 양자는 하나의 개념이 되었고, 양자역학을 따르는 모든 것을 양자

라고 부르게 되었다.

우리가 알고 있는 지구상의 모든 것은 원자로 구성되어 있다. 인간 역시 원자로 이루어져 있다.

49쪽

물체의 내부가 비어 있다는 사실을 맨 처음 발견한 사람은 어니스트 러더퍼드다. 58쪽 물질은

어떻게 안정성을 유지할까? 중에서

파울리의 배타원리를 통하니 원래 보송보송하던 구름이 순식간에 단단해졌다. 다시 말해 원자는

한쌍의 댄스 파트너로 이루어져 있어서 다른 댄스 파트너가 다가오기를 원하지 않는다. 이것이

앞서 얘기한 일렬의 원자로 구성된 물체가 갑자기 줄어들지 않는 다거나 컵을 탁자 위에 올려놓아

도 아래로 떨어지지 않는다는 문제를 설명해준다. 75쪽

쿼크는 기본입자이며, 전자 역시기본입자다. 중성미자와 광자 역시 기본입자다. 그 크기에 대해서

이야기한다면 크기가 아니라 질량을 말하는 것이다. 기본입자는 크기가 없기 때문이다. 85쪽

양자역학의 첫 번째 응용 분야는 레이저다. 91쪽

양자역학을 응용한 두 번재 사물은 반도체다. 102쪽

반도체의 특성을 이용하면 다양하고 쓸모 있는 전자 소자를 만들 수 있다. 가장 중요한 것이

다이오드와 트랜지스터다. 105쪽

전자제품을 포함한 모든 물질 안에는 원자핵이 존재한다. 하지만 전자제품은 원자핵을 이용하지는

않는다. 121쪽

컴퓨터의 두 핵심 부분인 기억 장치와 CPU가 반도체 다이오드로 만들어졌다는 사실을 우리는 알

고 있다. 양자역학의 중요한 활용 중 하나가 바로 다이오드 만들기다. 그러므로 양자역학이 없다면

컴퓨터도 있을 수 없다. 130쪽

물체가 왜 무너지지 않는지, 꽃이 왜 붉은지, 컴퓨터는 어떻게 작동하는지 언뜻 보아서는 양자

역학으로 해석해야 할 것 같은 심오한 질문들을 아이들이 이해할 수 있는 이야기로 풀어내며 500

명의 아이들에게 국한하지 않고 더 많은 사람들이 알게 해야겠다고 말이다. 이로써 세상에서 가장

쉬운 양자역할 수업의 출판을 마음먹게 되었다. 171쪽 에필로그 중에서

양자 컴퓨터와 인간의 뇌에 대한 장은 언급하지 않도록 하겠습니다. 이 책을 두 번 반을 읽고

용어 정의를 신경써서 읽으니 이제사 저자가 알려주고 싶었던 것들이 명확히 눈에 들어오네요.

처음에는 재미있게 읽었고, 두 번째는 이 말이 무슨 의미인지를 분간하며 읽었고 이제는 어떻

게 리뷰를 쓸지 생각하며 반 정도 읽었습니다.

양자역학에 대해 그리고 각각의 유래에 대해 가장 쉽게 알려주는 수업이라 하겠고 학생의 수

준과 얼마나 집중하는가에 따라 수업이 효과는 천차만별이겠네요.

리먀오

중국 최고의 천제물리학자이자 과학 작가. 알리바바의 창업자 마위노가 중국의 유명 소셜네트

워크인 논리사유를 창안한 뤄전위, 중국 1위 벤처투자자 쉬샤오핑의 과학 과외선생님으로도 잘

알려져 있으며, 현재는 중산대학 천문항공과학연구원장과 기획자로 있다.