오는 2018년은 새로운 ‘양자 시대’ 원년이다. 100년 전인 1918년, 물리학자 막스 플랑크(Max Planck)는 가열된 금속의 빛깔(빛의 파장)만으로 온도를 알아내기 위해 만든 최초의 양자 이론으로 노벨상을 받았다. 그리고 현재, 불과 한 세기만에 양자 역학은 용광로를 벗어나 전 세계 전산망과 금융망을 작동시키는 엔진이 되었다. 구글 사는 올해 슈퍼 컴퓨터의 성능에 버금가는 양자 컴퓨터를 구현하겠다고 선언했다. 중국 물리학자 판지엔웨이 연구팀은 ‘양자굴기’를 내세운 자국 정부의 막대한 지원을 받아 세계 최초 양자 통신 위성 묵자(墨子) 호를 성공적으로 쏘아 올렸다. 우리나라 또한 4차 산업 혁명의 이론적 기반이자 원천 기술로서 양자 역학의 중요성을 실감하고 있다. ‘양자 우위’를 두고 벌이는 세계 각국 및 초거대 기업들의 새로운 경쟁은 본격적인 양자 시대의 개막을 알리고 있다. 따라서 새로운 사회 구성원들은 그동안 어렵다는 이유로 외면했던 ‘양자 공부’를 당장 시작해야만 하는 시점에 서 있다. 일찍이 이런 시대 변화를 예견했던 고급 과학 독자들은 양자 공부의 바이블을 찾고자 노력했다. 그러나 새로운 패러다임의 수학, 비직관적인 자연 현상, 수많은 이론가들의 모순되는 해석들 위에 세워진 양자 역학을 단 한 권에 담아 낸 교과서를 좀처럼 찾을 수 없어 많은 이들이 아쉬워했다. 양자 시대 원년을 앞두고 (주)사이언스북스에서 펴낸 『김상욱의 양자 공부』는 이런 아쉬움을 한 번에 해결해 줄, 양자 공부의 바이블이다. 원자 세계의 기묘한 현상들을 설명하는 양자 역학의 탄생부터 최전선까지 모든 역사와 20세기 물리학의 ‘제자백가’들이 펼치는 이론과 법칙을 마음껏 만끽할 수 있도록 단 한 권에 담았다. 복잡한 수학을 일상 언어로 풀어 쓰고 중첩, 도약, 얽힘 등 낯선 개념을 비유와 시각 자료를 곁들여 쉽고 정확하게 이해시켜 주는, 양자 공부의 정수를 마침내 발굴해 낸 것이다. EBS 특별기획 「통찰」의 “자연의 예측 가능성 양자 역학”, YTN 사이언스 「양자 역학의 양자택일」, 팟캐스트 「과학하고 앉아 있네」의 “김상욱의 양자 역학 콕 찔러 보기” 등의 방송 강연 활동과 《동아일보》, 《경향신문》 등 주요 일간지에서 양자 역학을 주제로 한 연재 활동을 꾸준히 해 온 대한민국 대표 과학 커뮤니케이터 김상욱 부산 대학교 물리교육과 교수가 나선 만큼, 모든 사람을 위한 양자 역학 사용 설명서라고 할 수 있다.
목차
프롤로그 모든 것은 원자로 되어 있다 7
1부
1장 양자 역학의 하루 21
2장 양자 역학의 핵심, 양자 중첩 27
3장 슈뢰딩거 고양이는 누가 죽였나? 43
4장 문제는 원자가 아니라 인간! 57
5장 과학 역사상 가장 기이한 도약 83
6장 이론이 결정한다! 101
7장 신은 주사위를 던진다 117
8장 불확정성 원리의 불확정성? 133
9장 EPR 패러독스, 양자 얽힘 145
2부
10장 양자 역학 없는 세상 161
11장 양자 역학에 카오스는 없다 179
12장 세상에서 가장 강력한 양자 컴퓨터 195
13장 다세계 해석: 양자 다중 우주 209
14장 생명의 양자 도약 219
15장 비트에서 존재로: it from bit 229
에필로그 양자 역학 사용 설명서 250
감사의 말 265
더 읽을거리 양자 세계를 여행하는 히치하이커를 위한 가이드 269
양자 역학 용어 해설 279
후주 291
찾아보기 304
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