일본 과학의 대중화에 기여한 전문 과학 저술가이자 해설가로 활동 중인 저자 다케우치 가오루(竹內 薰)의 세상을 이루고 있는 극소 단위를 분석하는 기묘하지만 매력적인 ‘양자론’에 관한 책으로 저자의 방대한 과학 지식과 극과 극을 오가는 지적 스펙트럼으로 ‘독자의 눈높이에 맞게 알기 쉽고 재미있게 이해할 수 있도록 구성되어 있다.

‘양자’라는 기묘하고도 매력적인 세계를 ‘실재론과 실증론’이라는 두 가지 축을 중심으로 일관되게 기술, 대개의 과학서적들이 현란한 이론만을 일방적으로 제시하는 데 반해 『친절한 양자론』은 뼈대가 되는 이론만을 중심으로 구성한 점에서 한 번을 읽어도 ‘머리에 남는 것이 있는’ 책이다.

과학 입문자와 인접 분야 연구자들도 볼 수 있도록 양자론의 핵심을 정리하고, 확률파, 재규격화, 흐름결합상수, 파인먼다이어그램 등 어려운 과학적 개념을 최대한 쉽고 재미있게 쓴 책이다.

양자론(量子論)을 다양한 그림과 공식, 재미있는 에피소드를 곁들인 것이 또 다른 장점이다. 특히 ‘반은 죽고, 반은 살아 있는’ 슈뢰딩거의 고양이에 대한 내용이라든지, 파도타기를 하는 양자에 대한 이야기들은 흥미진진하게 읽을 수 있는 내용들이다.

편집자의 글 _ 양자론의 개념을 한눈에 보는 읽기 쉬운 양자론 해설서
글머리에 _ 불가사의하면서도 매력적인 ‘양자’를 향한 탐험
들어가기 전에 _ 양자론의 전체 흐름을 미리 알고 가자!

제1장_ 양자론의 확률적 해석, 슈뢰딩거의 고양이에 관해
1-1양자란 무엇인가
1-2양자론을 완성시킨 슈뢰딩거의 등장
1-3짧지만 핵심적인 양자론의 역사
1-4슈뢰딩거방정식을 해부하다
1-5Ψ는 왜 파동함수일까
1-6파동함수 Ψ에 숨은 의미
1-7확률파를 이해하기 위한 기초
1-8확률파를 수축시키는 ‘관측’
1-9하이젠베르크의 불확정성원리
1-10실재론 vs 실증론
1-11‘슈뢰딩거의 고양이’ 패러독스에 대한 고찰
1-12‘슈뢰딩거의 고양이’의 현대적 전개

제2장_ 봄의 양자 퍼텐셜로 본 ‘이단의 양자론’
2-1파동과 입자로 해 본 이중 슬릿 실험
2-2양자를 이해할 수 있는 또다른 이중 슬릿 실험
2-3양자론으로 밝혀낸 원자의 모습
2-4‘이단’의 물리학자 봄의 등장
2-5숨은 변수란 무엇인가
2-6스핀 변수와 슈테른·게를라흐의 장치
2-7스핀 변수도 관측하지 않으면 정해지지 않는다?
2-8EPR 패러독스와 벨의 정리
2-9베르틀만 박사의 양말
2-10벨의 부등식
2-11양자얽힘이란 무엇인가?
2-12실재론을 잠재운 아스페의 실험
2-13데이비드 봄의 ‘반란’
2-14양자 퍼텐셜은 어떤 모양인가?
2-15양자 퍼텐셜과 경로
2-16불확정성이 확률적인 예측을 낳는다
2-17터널효과의 코펜하겐해석
2-18봄에 의한 터널효과 해석
2-19터널을 통과한 양자의 경로
2-20뉴턴역학에 브라운운동을 합한 양자론?!
2-21‘봄 학파 양자론’에 관한 보충 해설

제3장_ ‘무한대 해의 난제’를 해결한 파인먼의 재규격화
3-1수학에서 본 재규격화의 예
3-2재규격화이론을 생각한 물리학자들
3-3파인먼다이어그램 입문
3-4파인먼스코프 사용법
3-5과거와 미래의 의미
3-6진공편극
3-7무한대 해의 난제
3-8‘섭동’이라는 수학적 방법
3-9흐름결합상수
3-10‘제한’과 고차의 재규격화
3-11머릿속에 쏙쏙! 양자론 개념 총정리

부록
■ 파인먼다이어그램을 보는 방법
■ 소립자 목록
■ 자연계에 존재하는 네 가지의 기본 힘
■ 양자론을 더 깊이 알고 싶은 이들을 위한 엄선 도서

다케우치 가오루