| [ freeeXpression ] in KIDS 글 쓴 이(By): HAYANNIE (축복의이슬) 날 짜 (Date): 2002년 10월 7일 월요일 오후 03시 03분 06초 제 목(Title): Re: 양자역학의 모험 책 소개하면서 정작 필요한 건 빠뜨렸는데요, 그냥 교보문고 사이트에서 검색해서 가져왔습니다. o -------------------------------------------- o 저자 : TRANSNATIONAL COLLEGE OF LEX 역자 : 김종오 외 출판사 : 과학과문화 출판일 : 2001년 3월 29일 페이지수 : 576 판형 : B5 판수 : 1 ISBN : 8995041005 도서상태 : 정상 도서문의 : 자연 과학(4) 코너(전화번호 : 02-397-3633-4) 주문배송문의 전화번호 : 1544-1900 정가 : 28,000원 실제 양자역학을 전혀 모르는 30여 명의 일본 학생들이 토론과 학습을 거듭하여 양자역학의 기본적인 사항에서부터 관련 방정식에 이르기까지 양자역학에 대해 알아가는 과정을 재미있게 담았다. 목차 제1장. 플랑크와 아인슈타인[빛은 무엇인가?] ...23 제2장. 보어 [초기 양자론] ...95 제3장. 하이젠베르크 [양자 역학의 탄생] ...169 제4장. 드브로이와 슈뢰딩거 [파동 역학] ...285 제5장. 슈뢰딩거 ...419 제6장. 보른과 하이젠베르크 [신세계로 향한 출발] ...509 맺음말 ...556 참고문헌 ...558 찾아보기 ...559 역자소개 ...571 -미디어 서평- 양자역학．현대 과학의 기본을 구성하는 학문으로 불린다．첨단 전자산업을 구성하는 반도체의 원리도 양자역학의 도움없이는 설명되지 않는다．하지만 양자역학은 이름 자체로 부담감을 준다．“도대체 이런 학문을 알아야할 필요가 있을까” [양자역학의 모험](사이언스 컬처)은 한번쯤 양자역학이 무엇인지 알아보려는 독자를 위한 책이다．독특한 것은 책의 저자들이 물리학에 문외한이었다는 점이다．일본에는 외국어를 공부하는 모임인 "TCL(Transnational College of LEX)"이라는 단체가 있다．다양한 연령의 사람들이 자유롭게 영어,러시아어,한국어,중국어 등을 공부하는 모임으로 일본 내에서는 꽤 인기가 있는 모양이다．그런데 이 TCL의 한 그룹에서 갑자기 양자역학을 공부하자는 의견이 나왔다．한 멤버가 “난,양자역학 같은 걸 공부하고 싶은데”라고 말을 꺼냈고,다음 멤버는 “그래 양자역학을 공부해 보자구!그런데 양자역학이 뭐지?”라고 말했다． 어쨌든, "양자역학 1,2"라는 책을 선정해 10주간의 공부가 시작됐고,이들은 그 과정을 책으로 엮어냈다．이들이 10주 후에 양자역학의 도사가 됐을까．물론 아니다．하지만 이들은 즐겁게 공부했고,머리가 지끈거리는수학공식이 등장할 때면 “모르면 이게 이런 맥락에서 나온 공식이구나”라고 이해하고 넘어갔다．양자역학을 알아보겠다고 시작한 공부였고,양자역학이 무슨 말인지를 알았으니 그것으로 좋은 것이었다． 양자역학의 출발은 "빛의 성격"을 탐구하는 것에서부터였다고 한다．19세기만 해도 "빛은 파동"이라고 생각됐다．"슬릿의 실험"으로 확인된 결과였다．그런데 파동이라고 하기엔 결과가 이상한 "플랑크의 상수"가 발견됐고,곧 아인슈타인 선생이 나타나 "광전효과"라는 것을 보여주며 “빛은 입자”라고 말했다． 이제 문제는 다 풀린 것 같았다．하지만 또 빛이 파동이라는 것을 보여주는 실험결과들이 계속 나타났다．이제 모든 것은 의문에 빠졌다．이럴 때 하이젠베르크와 보어가 나타났다．둘은 “전자는 관측되지 않을 때는 파동과 같이,그리고 관측될 때는 입자와 같이 행동한다”는 "불확정성의 원리"를 완성했다．"입자냐,파동이냐"는 논란을 "입자이고,파동이다"라는 것으로 정리한 것이다．양자(원자를 이루는 가장 작은 단위,즉 전자,양성자,광자 등등)의 세계를 완전하고 정확하게 아는 것이 불가능하다는 설명이다．그리고 불확정성 원리가 발견된 지 60여년이 흘렀지만,수많은 물리학자의 시도에도 불구하고 이 원리를 뒤짚을 만한 사실이나 이론은 아직 발견되지 않고 있다고 한다. 화제의책 남도영기자 / 국민일보 / 20010417 -독자 서평 - 빈손으로 출발했던 양자역학의 모험 불과 1주일 전에 자연과학 서적들을 뒤적거리다가 이 책을 접했고, 단숨에 이 책의 마력에 흠뻑 빠져들었다. 이 책은 현대물리학 중에서도 가장 어려운 부분에 속하는 양자역학을 다루고 있다. 그러나 작가의 친절한 해석과 친근한 그림을 통해, 양자역학이 무엇인지 어렵지 않게 이해할 수 있게 되었다. 대략적인 줄거리는 TCL(Transnational College of LEX)의 학생들이 양자역학의 모험을 떠나 새로운 진리를 깨닫는다는 내용이다. 여기서 재미있는 사실은 양자역학에 대해 전혀 몰랐던 TCL의 학생들이 '언어 습득의 과정'으로 양자역학을 이해하기 시작했다는 것이다. TCL의 학생들은 항상 온갖 언어의 즐거운 노래와 이야기를 테이프로 듣고 스스로 따라하는 과정을 통해 '어린아이가 말을 배우듯이' 자연스럽게 언어를 습득하게 된다. 이들은 평소에 어렵게만 보고 기피했던 수학이나 물리학도 하나의 언어이고, 자꾸 그 언어를 따라하는 것이 가장 훌륭한 공부 방법임을 가르쳐 주고 있다. 실제로 학생들은 매주 4번의 TCL 강좌와 각 모임에서 준비하여 발표하는 1번의 요약 강좌를 통해 양자역학을 배우기 시작했다고 한다. 처음에는 칠판 가득 적혀있는 방정식에 어지럽기도 했지만, 양자역학을 새로운 테이프라고 생각하고 마음을 편히 가지니까 즐거운 시간을 가질 수 있었다고 회고한다. 나도 이들처럼 마음을 편히 갖고 책을 읽으니까 끝없이 이어지는 이야기를 지루하지 않고 신나게 들을 수 있었다. 양자란 모든 물질을 구성하고 있는 최소의 단위이다. 그리고 양자역학은 우리 눈에 보이지 않는 세계, 빛과 전자를 기술하는 언어이다. 원래 양자역학을 탄생시킨 계기는 빛의 불가사의한 행태였다. 옛날부터 빛이 입자라고 믿어져왔지만, 19세기 후반에 빛이 입자라고 생각해야 잘 설명되는 실험들이 꼬리를 물고 출현했던 것이다. 이때 아인슈타인은 빛이 입자라는 과감한 주장을 펼치고 이를 실험을 통해 주위 사람들에게 납득시켰다. 그러자 빛이 어느 때는 파동과 같이, 또 어느 때는 입자와 같이 행동한다는 모순에 빠지게 되었다. 이는 양자역학의 모험을 통해 풀어낼 중요한 문제가 되었다. 여기서 이야기의 소재가 빛에서 양자역학의 주인공인 '원자 내부의 전자'로 바뀌게 된다. 그 당시 알려진 사실에 비추어 보면 전자의 행동은 너무나 기묘한 것이었고, 전자가 원자 내부에서 어떻게 움직이는지를 기존의 이론으로 설명할 수 없었다. 전자를 직접 눈으로 볼 수 없으므로 전자가 방출하는 빛의 스펙트럼이 유일한 실마리였다. 이때 보어가 등장하여 전자가 방출하는 빛이 가진 스펙트럼을 잘 설명할 수 있는 가설을 세웠다. 보어는 이 가설을 통해 스펙트럼의 진동수를 완벽하게 구할 수 있었지만, 왜 그렇게 되는지 설명하지 못했다. 고심 끝에 젊은 하이젠베르크는 전자의 궤도를 생각하지 말자는 주장을 펼치고 빛의 진동수와 강도를 잘 설명하는 '행렬역학'을 만들어냈다. 그러나 이 주장에 따르면 전자의 운동을 그릴 수 없게 된다. 그래서 슈뢰딩거는 이런 주장에 반박하여 '전자는 파동이다'라는 주장을 하고 전자의 운동을 기술하는 새로운 방정식을 만들었다. 하지만 방정식의 약점이 드러나 문제가 원점으로 되돌아갔다. 학생들은 양자역학의 모험을 통해서 전자의 신비를 풀기 위해 노력했다. 전자는 입자인가, 아니면 파동인가? 마침내 그 해답을 찾았다. 전자는 관측되지 않을 때는 파동과 같이, 그리고 관측될 때에는 입자와 같이 행동한다! 이 결과는 무엇을 말해주는가? TCL의 학생들은 인간의 행동을 양자역학으로 설명할 수 있다고 말한다. 아기가 언어를 습득하는 과정을 생각해보자. 우리가 아기에게 영향을 준다. 그러나 사람의 영향이 없는 곳에서 아기의 언어 습득 과정을 관찰할 수 없다. 아기를 방안에 혼자 남겨두면 결코 언어를 습득할 수 없기 때문 이다. 이렇듯 아기의 행동 중에 남에게서 전혀 영향을 받지 않은 행동을 관찰할 수 없다. 마찬가지로 사람은 다른 사람들의 관찰에 영향을 받지 않고 살아갈 수 없다. 거꾸로 보면 우리가 다른 사람들을 긍정적으로 볼 때 그 사람도 긍정적으로 변화할 수 있다는 말이다. 책에 나오는 학생들이 양자역학의 모험을 성공적으로 마칠 수 있었던 이유는 그들이 자신감을 갖고 모험을 떠났기 때문이었다. "나도 양자역학을 이해할 수 있어. 마음을 편하게 가지고 시작하자."는 마음으로 이 책을 펼친다면, 당신도 양자역학의 모험을 자연스럽게 즐길 수 있을 것이다. 배기현 / 20010719 |