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과학하고 앉아있네 3 김상욱의 양자역학 콕 찔러보기
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과학하고 앉아있네 3 김상욱의 양자역학 콕 찔러보기

  • 원종우, 김상욱
  • |
  • 동아시아
  • |
  • 2015-07-15 출간
  • |
  • 128페이지
  • |
  • ISBN 9788962621075
★★★★★ 평점(10/10) | 리뷰(1)
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

목차

1. 살을 빼려면 운동해야 한다
2. 지구를 향해 자유낙하 하는 달
3. “모든 것은 원자로 되어 있다”
4. 하나가 두 개의 구멍을 동시에 지난다
5. 자연이 이상한 게 아니라 우리 머리가 이상해
6. “내가 달을 보지 않으면 달은 거기에 없는 것인가?”
7. 슈뢰딩거의 고양이
8. 우주가 여러 개라고?
9. 양자역학이 없으면 컴퓨터도 스마트폰도 없다
10. 무엇이 실체인지 모르는 양자역학의 세계

도서소개

『과학하고 앉아있네. 3: 김상욱의 양자역학 콕 찔러보기』는 팟캐스트 방송 ‘과학하고 앉아있네’를 책으로 엮은 교양과학 시리즈 중 그 두 번째 책이다. 과학이 어렵고 딱딱한 것이 아니라는 인식을 대중들에게 널리 퍼뜨리는 데 앞장서면서, 대중들과 함께 재미있는 과학 이야기를 하고자 하는 고품격 콜라보레이션을 추구한다. 다양한 과학자 및 과학 관계자들을 공개적으로 만나볼 수 있는 장을 마련하며, 그들과 함께하는 유쾌한 과학 토크쇼를 접할 수 있다는 것은 과학을 좋아하는 사람들에게는 사막의 오아시스와 같은 기쁨과 즐거움으로 다가올 것이다.
“양자역학, 어디에 쓰는 물건인고?”
500만 조회수의 과학 전문 팟캐스트 〈과학하고 앉아있네〉
최고 인기 과학 팟캐스트를 책으로 만난다!

듣는 재미에서 읽는 즐거움으로
더욱 논리적이고 풍부한 지적 경험

“당신이 알고 있는 것을 당신 할머니가 이해할 수 있도록 설명하지 못한다면
진정으로 이해한 것이 아니다” ㅡ앨버트 아인슈타인

* 이 시리즈는 ‘지금-여기’의 과학적 이슈와 주제를 골라, 우리 모두의 폭넓은 공감을 추구하는 토크형 ‘스낵 사이언스Snack Science’입니다.

현대물리학의 양대 산맥, 양자역학과 상대성이론
신간 『과학하고 앉아있네 3: 김상욱의 양자역학 콕 찔러보기』는 동아시아 출판사의 스낵 사이언스(Snack Science) 시리즈 ‘과학하고 앉아있네’의 세 번째 책이다. 부산대학교 물리교육과 김상욱 교수가 양자역학이라는 어려운 주제에 대해 명쾌하고도 쉽게 이해할 수 있도록 돕는다.
양자역학은 상대성이론과 함께 현대물리학의 양대 산맥으로 불리고 있다. 하지만 미국의 물리학자 리처드 파인만도 “양자역학을 아는 사람은 아무도 없다”라고 말했을 정도로 양자역학에 대해서는 현재까지 약 100년 가까이 의견이 엇갈리고 있는 분야이다. 일반인들은 양자역학에 대해 관심과 흥미는 있지만 쉽사리 덤비지 못하는 편이다. 책은, 어렵기로 악명이 높은 양자역학을 ‘콕 찔러보듯’ 가볍게 접근하는 듯하면서도 핵심을 명쾌하게 짚어서 이야기를 하고 있다.

“고전역학은 더 이상 통하지 않는다” ㅡ기존 물리학을 발칵 뒤엎는 양자역학
양자역학은 뉴턴의 고전역학 개념이나 기존 세계관을 뒤흔들었다. 물리학은 모든 것을 운동으로 이해하고 거기서 가장 중요한 것이 원자의 운동을 이해하는 것인데, 양자역학은 한마디로 원자를 기술하는 학문이라고 할 수 있다. 하지만 그 원자의 구성물인 전자를 두 개의 구멍에 통과시키는 이중 슬릿 실험(Double-slit experiment)을 했을 때 ,입자인 전자가 파동성을 동시에 갖는다는 기존의 물리학을 발칵 뒤엎는 의외의 결과가 발생했다. 우리가 관측을 할 때 광자라고 불리는 빛의 알갱이가 전자의 위치에 영향을 주기 때문이다. 이것을 하이젠베르크는 ‘불확정성원리’라고 불렀다.
양자역학에서는 고전역학의 결정론은 더 이상 통하지 않는다. 우주는 이중성을 가지고 있고, 관측을 할 때 변화가 일어난다. 전자나 원자가 사는 세상과 우리가 사는 세상은 다른 종류의 역학을 사용해야 한다. 즉, 미시세계와 거시세계로 구분하는데 ,이것은 ‘슈뢰딩거의 고양이’라는 유명한 사고실험을 통해 모순이 생긴다는 것을 알 수 있다. 왜냐하면 우리가 사는 세상도 모든 것이 원자로 되어 있기 때문이다. 그래서 이러한 미시·거시세계의 구분을 애초에 하지 말고 우주 전체가 양자역학적으로 진행하고 있다고 생각하자는 ‘다중 우주’ 같은 ‘다세계’ 이론도 나오고 있다.
이렇듯 양자역학에 대해서는 여러 가지 이론들도 많고, 아직까지 현재 진행형으로 남아 있는 분야이다. 하지만 그 어떤 이론보다 정확한 예측이 가능하기에 고전역학으로 설명하지 못하는 것들 양자역학을 통해 알 수 있다. 일례로, 양자역학이 없으면 도체를 설명할 수 없기 때문에 반도체를 이해할 수 없고, 따라서 지금의 컴퓨터나 스마트폰도 존재할 수 없다.

한 권으로 담은 고전역학과 양자역학 핵심강의
이해하기 어려울 수 있고 공부하려면 많은 시간이 필요할 수 있는 양자역학이지만, 『과학하고 앉아있네 3: 김상욱의 양자역학 콕 찔러보기』에서는 짧은 시간 안에 양자역학의 핵심 개념을 이해할 수 있도록 쉬운 예시를 들어 설명하고 있다. 고전물리학부터 양자역학까지 이 책 한 권은 실제로 대학교 몇 학기 분량의 물리학 강의 내용을 담고 있다. 이해를 돕는 다양한 이미지, 어려운 내용을 보충하여 설명하는 팁박스 등을 통해 물리학이나 양자역학에 대한 사전 이해가 없는 독자들도 두려움을 갖지 않고 재미있고 기묘한 양자역학의 세계를 맛볼 수 있을 것이다.

김상욱 교수의 900자로 이해하는 기발한 양자역학 소개
양자역학은 원자를 설명하는 학문이다. 원자는 그 크기가 1억 분의 1 센티미터 정도에 불과하다. 이런 극미의 세계에서는 일상의 세상과 완전히 다른 법칙이 지배한다. 일상에서 야구공과 소리는 완전히 다르다. 야구공은 입자로서 위치를 정확히 알 수 있다. 소리는 파동으로서 사방으로 퍼져가며 여기저기 동시에 존재할 수 있다. 양자역학이 보여주는 놀라운 특성은 원자가 입자의 성질과 파동의 성질을 동시에 갖는다는 것이다. 이를 이중성이라 부른다. 입자로서의 원자는 질량을 가지며 속도를 가지고 움직인다. 파동으로서의 원자는 동시에 여기저기 존재하며, 하나의 원자가 둘로 갈라졌다가 다시 만나며 간섭할 수 있다.
원자가 이중성을
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