우리가 벽을 통과할 수 없는 이유

양자역학을 이해하기 위해 필요한 건 바로, 기존의 사고방식을 벗어나는 것!

기묘한 양자 세계를 여행하기 위한 양자물리학 기본 개념 가이드!

2025년 노벨 물리학상은 존 클라크, 미셸 드보레, 존 마티니스가 수상하게 되었습니다. 그들의 업적은 ‘거시적 양자역학 현상의 발견’, 즉 거시 세계에서도 각종 양자역학 현상들을 관측할 수 있다고 증명한 것이었습니다. 이로 인해 양자컴퓨터ㆍ양자암호 등 양자역학(양자물리학) 원리를 이용한 더 진보된 기술 개발의 길이 더 쉬워졌습니다. 이 세상의 과학은 모두 매혹적이지만, 매년 그 영역이 확장되고 새로운 발견ㆍ발전이 이뤄지는 양자역학은 뭔가 이 세상의 것이 아닌 듯 신비롭고 기묘합니다. 거기다 어렵기까지 합니다.

이 책은 기묘하고 아름답고 이해하려 할수록 이해하기 어려운, 양자역학(양자물리학)을 알기 위한 기본 개념 가이드입니다. 그렇다고 이해할 수 없는 기호가 잔뜩 들어간 공식이 나오거나, 길고 긴 이론 설명을 하는 것은 아닙니다. 양자역학을 쉽게 이해하기 위해, 기존의 사고방식을 벗어나도록 돕는 책입니다. 『우리가 벽을 통과할 수 없는 이유』의 저자 플로리안 아이그너는 과학의 대중화를 위해 다양한 집필 활동을 하는 과학 평론가로, 이번에는 인류가 생각해낸 가장 매혹적인 과학 이론인 양자 이론을 다양한 비유와 묘사로 설명합니다. 기존에는 볼 수 없는 새로운 관점의 양자역학을 만나볼 수 있을 겁니다!

지은이 : 플로리안 아이그너

플로리안 아이그너는 2010년에 빈공과대학교에서 양자물리학 박사 학위를 받았다. 물리학자이자 과학 작가, 과학 편집자 겸 저널리스트이다. 오스트리아, 독일, 스위스에서 수많은 기사를 썼으며, 인기 있는 과학 평론가이기도 하다. 최신 연구 문제뿐만 아니라 진정한 과학으로 오해받기 쉬운 난해한 주장들에 대해서도 다룬다. 저서로는 『우리에겐 과학이 필요하다』, 『우연은 얼마나 내 삶을 지배하는가』가 있다. 특히 『우연은 얼마나 내 삶을 지배하는가』는 오스트리아 과학부와 오스트리아 북매거진 〈부흐쿨투어〉(Buchkultur)에서 선정한 ‘2018년 올해의 과학 도서상’을 수상하기도 했다.

옮긴이 : 이상희

중앙대학교 문예창작학과를 졸업하고 독일 본대학 아시아학부에서 번역학을 전공했다. 현재 번역 에이전시 엔터스코리아에서 번역가로 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 『쇼펜하우어의 인생수업』, 『젊은 베르테르의 슬픔』, 『데미안』, 『오늘의 지구를 공개합니다: 데이터로 말하고 그래픽으로 보여 주는 50가지 기후 환경 문제』 등 다수가 있다.

추천사_무한한 가능성으로 확장되는 양자적 풍경

들어가며_이 책은 어떻게 읽어야 할까요?

제1장 파동, 입자, 그리고 양자보송이

1,000단위의 세계

새로운 아이디어와 오래된 개념

입자와 파동

빛이란 무엇인가?

이중 슬릿 실험: 토마토와 물결

파동으로서의 빛

아인슈타인의 빛 입자

빛의 두 가지 속성: 입자파동과 파동입자

제2장 아무도 측정하지 않는 경우에만

뒤집힌 아인슈타인

이중 슬릿에서의 입자

이중 슬릿에 존재하는 다량의 입자

그리고 아주 정확하게 측정한다면?

난해한 오류

미시세계와 거시세계의 만남

전혀 신비로울 이유가 없다

제3장 양자 도약, 작은 부분으로 구성된 세계

막스 플랑크의 절망적 행동

보어의 원자 모형

양자, 현실세계의 픽셀

연속적인 세계라는 환상

하이젠베르크의 불확정성 원리

휘파람과도 같은 하나의 입자

양자 도약이란 무엇인가?

제4장 새로운 종류의 우연

슈뢰딩거의 파동함수

전자는 체리가 아니다

확률 파동

중첩 원리

고양이 분포 함수

고전적 무작위성과 양자적 무작위성

시계 장치로서의 세상

코펜하겐 해석

실제 현실

제5장 전자는 행성이 아니다

점은 어떻게 회전하나요?

스핀과 그 방향

슈테른-게를라흐의 실험

두 개의 연속 스핀 측정

중첩은 관점의 문제

빛의 진동

영화 속 광자

제6장 양자 지우개와 양자폭탄

휠러의 사고실험: 먼 은하의 광자

광자 표시: 어떤 경로 정보를 이용한 트릭

양자 지우개

양자폭탄

제7장 왜 우리는 벽을 통과하지 못할까?

양자보송이와 에너지 떨림

중성미자는 우리를 쫓지 않는다

다양한 입자로 이루어진 다양성의 동물원

파울리의 배타 원리

찬드라세카르와 별들의 죽음

터널 효과

마리 퀴리와 방사성 붕괴

아야, 아파!

제8장 양자 얽힘과 유령 같은 원격작용

국소적 실재론

양자 쌍둥이

아인슈타인과 유령 같은 원격작용

양자 휴대폰은 존재하지 않는다

숨은 변수: 국소적 실재론을 위한 뒷문?

끝이 없는 점점 더 이상한 일

언제나 아인슈타인!

제9장 순간이동과 도청 방지 코드

입자는 초콜릿 케이크가 아니다

광자, 그리고 그 반대의 반대

섬에서 섬으로 순간이동을

비밀 메시지

양자 암호화: 양자 얽힘을 통한 암호화

양자 얽힘과 텔레파시

비국소성: 그렇게까지 이상하지 않아요

제10장 슈뢰딩거의 고양이는 도대체 어떻게 됐을까?

상자 속 고양이

위그너의 친구

측정은 무엇을 의미하는 걸까요?

양자 다윈주의

입자가 위치를 얻는 방법

디코히어런스: 파동이 깨질 때

다행히 우리는 의견이 일치합니다

제11장 양자철학과 양자 유사과학

다중 세계 이론

오컴의 면도날

입 다물고 계산이나 해!

양자 유사과학과 양자의학

우주로 전하는 소원

뉴에이지와 과학

과학은 이상할 수 있지만, 틀리지 않습니다!

제12장 양자는 우리에게 어떻게 유용할까?

레이저, 광자 복사기

태양전지에서 컴퓨터 칩까지

양자컴퓨터, 영원한 희망

양자를 이용한 측정

의학에서의 양자 측정

아무것도 없는 것보다 나은, 진공

양자 깜빡임과 우주

‘이해한다’라는 말은 어떤 의미일까요?

용어해설

참고문헌