양자역학 알기 쉽고 깊이 있게

중앙선데이

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물질의 물리학

물질의 물리학
한정훈 지음
김영사

이것은 역사책이다. 부제 앞부분이 ‘고대 그리스의 4원소설에서’다. 그리스 자연 철학자 엠페도클레스는 “세상 만물이 불, 흙, 공기, 물의 네 가지 원소가 결합해 만들어졌다”고 주장했다. 데모크리토스는 “만물은 무한히 많은 종류의 원자로 구성되어 있다”고 주장했다. 인간은 세상 만물의 근원을 찾기 위해 관찰하고 연구하고 이론을 세웠다. 근대 과학은 118개의 원자를 찾아냈고, 이를 세상 만물의 기본 단위로 결론지었다. 현대 과학은 이 원자를 다시 양성자, 중성자, 전자로 쪼갰고, 그 속까지 들여다보게 했다. 책 1~4장은 세상 만물의 근원과 그 원리를 찾는 탐구의 역사 이야기다.

이것은 과학책이다. 부제 뒷부분이 ‘양자과학 시대 위상물질까지’다. 빛은 파동인가, 입자인가. 20세기 교실에서는 “빛이 그 두 가지 중간 어디쯤”이라고 배웠다. 저자는 “빛에 대한 이해가 정확해지면서, 드디어 ‘빛도 입자구나!’라는 자각에 도달했고, 그 깨달음을 바탕으로 입자와 물질에 대한 양자역학 이론이 탄생했다”고 소개한다. (144쪽) 양자과학이 무엇이며, 그게 우리 삶과 어떻게 연결될까. 저자는 양자 홀 물질, 그래핀, 양자 자석 등을 통해 좀 더 깊고 자세하게 소개한다. 책 6~9장이 그 이야기다.

저자는 2016년도 노벨 물리학상 수상자 중 한 명인 데이비드 사울레스 교수한테 배웠다. 저자는 책 중간중간에서 자신이 경험하고 느낀 에피소드를 들려준다. ‘물질’, ‘물리학’ 등의 제목에 지레 겁먹을 필요 없다. 에세이처럼 잘 읽힌다. 노벨상 수상자 발표 시즌이다. 책 131쪽에 노벨상 받는 법이 나온다. 노벨상을 꿈꾼다면 꼭 찾아보시라.

장혜수 기자 hschang@joongang.co.kr