[오늘의 한문장] 김상욱의 양자 공부

왜 이런 주장이 나오는지 이해하기 위해, 앞에서 이야기한 이중 슬릿 실험을 다시 생각해 보자. 또 이중 슬릿? 자, 미리 말해두겠는데 이중 슬릿은 양자 역학의 알파요 오메가다. 이중 슬릿 없는 양자역학은 맥주 없는 독일, 카레 없는 인도, 김치 없는 한국과 비슷하다.
- P44

자, 사기가 아니니까 조금만 기다려 보시라. 사진을 보면 전사는 왼쪽 또는 오른쪽, 분명 하나의 구멍만을 지난다. 하지만 이런 식으로 사진을 찍으면서 이중 슬릿 실험을 하면 스크린에는 2개의 줄무늬가 생긴다. 입자니까 하나의 구멍만을 지나고, 따라서 입자의 성질인 2개의 줄무늬가 생긴다. 여기에 모순이라고는 전혀 없다. 그렇다면여태 떠들어 대던 여러 개의 줄무늬는 뭐냐고? 여러 개의 줄무늬를얻으려면 사진 찍기를 중단해야 한다. 과학적인 용어로 하자면, 측정을 중단해야 한다. - P45

실험 결과를 보면 전자가 마치 의식을 가진 생명체처럼 보인다. 누군가 자신을 관측하면 입자와 같이 행동하고, 관측하지 않으면파동과 같이 2개의 구멍을 동시에 지나 버린다는 것이다. 전자는 원자의 일부분이다. 원자는 물질을 이루는 최소 단위다. 그런데 이 최소

단위의 일부가 ‘뇌‘를 가지고 있다고? 이건 진짜 말도 안 된다. 측정이라는 것이 뭔가 중요한 역할을 하는 것 같긴 하다. 하지만 보는 것이무슨 대단한 일이랴. - P46

하지만 뉴턴은 천상계와 지상계가 하나의 법칙으로 기술된다고생각했다. 사과는 땅으로 떨어지는데 달은 왜 안 떨어질까? 이미 2강에서 설명한 것처럼, 달도 지구로 떨어지고 있기 때문이다. 천상의 달은 지상의 사과와 마찬가지로 떨어지고 있다. 다만 땅에 닿지 않을 뿐이다. 이렇게 지상계와 천상계는 하나가 되었다. - P49

이제부터가 중요하다. 원자는 양자 역학적으로 행동할 수 있으니 A와 B의 중첩 상태, 그러니까 A이면서 동시에 B일 수 있다. 독약병이 멀쩡하면서 동시에 깨져 있을 수도 있다는 말이다. 그렇다면 고양이도 살았으면서 동시에 죽어 있다는 이야기다.
그런데 원자는 미시 세계에 속하니까 그렇다 쳐도 고양이는거시 세계에 속하는 존재 아닌가? 고양이는 절대 이럴 수 없다. 그렇다면 독약병도 이럴 수 없고, 원자도 이럴 수 없다. 즉 중첩 상태는 존재할 수 없다. 양자 역학은 틀렸다! 이것이 바로 그 유명한 슈뢰딩거고양이의 역설이다. - P50

[오늘의 한문장] 김상욱의 양자 공부

원자는 왜 붕괴하지 않나?
원자핵과 전자는 서로 다른 부호의 전하를 갖기 때문에 전기적으로 인력이 작용한다. 마치 태양과 지구 사이에 인력이 작용하는것과 같다. 서로 당기니까 들러붙어 버릴 수도 있지만, 초기 조건에따라 원 궤도 운동을 할 수 있다. 사실 이것은 바로 ‘뉴턴의 사과문제

다. 사과는 땅으로 떨어지는데 달은 왜 안 떨어지나? 답은 "둘 다 떨어지고 있다."이다.
- P38

전자가 가질 수 있는 최소의 반지름이 존재하는 이유다. 이 때문에 전•자는 원자핵과 들러붙을 수 없다. 결국 전자의 파동성이 원자의 안정•성을 보장한다. 다시 말해서 전자가 이중 슬릿을 지나며 여러 개의 줄

무늬를 만들어 내지 못한다면, 원자가 존재할 수 없다. 아니 이 세상이 지금의 모습으로 존재할 수 없다.
이 정도면 ‘할머니‘에게는 첫 번째 강의로 넘치고도 남을 것이다. 전자는 2개의 슬릿을 동시에 지나간다. 이것은 전자가 파동의 성질을 갖기 때문이다. 수없이 많은 의문이 꼬리에 꼬리를 물고 생겨난다면 빨리 책장을 넘기시라. - P41

[오늘의 한문장] 김상욱의 양자 공부

양자역학을 이해한 사람은 아무도 없다고 안전하게 말할 수 있다.
1-리처드 파인만당신이 어떤 것을 할머니에게 설명해 주지 못한다면, 그것은 진정으로 이해한것이 아니다.
2-무명씨" - P27

양자 역학을 할머니가 이해할 수 있게 설명하는 것은 애초에불가능한 미션이다. 하지만 우리는 양자 역학이 없이 하루도 살 수 없다. 불가능해도 시도해 봐야 하는 이유다. 양자 역학 없이 살 수 있다고 생각하는 사람들이 있을지도 모르겠다. 그렇다면 우선 이 책을 전 - P27

자책으로 보는 데 사용하고 있을 컴퓨터나 스마트폰부터 처분하고 시작해야 한다. 종이책으로 보고 있다고 회심의 미소를 지으실 분들은형광등을 끄시길. 텔레비전을 포함한 거의 모든 전자 장치를 버릴 차례인데 벌써 포기하시다니. 화학, 생물은 아직 시작도 안 했다. - P28

양자 역학은 원자를 기술하는 학문이다. 원자가 어디 있는지궁금하면 그냥 고개를 들어 주위를 둘러보면 된다. 모든 것은 원자로되어 있으니까. 맛있는 와플도 원자로 되어 있다. 칼로 와플을 둘로나누고, 그 반을 다시 둘로 나누고, 또 나누고 해서 27번 정도 나누면원자 하나의 크기에 도달한다. 즉 그 크기가 0.00000001 센티미터라는이야기다. - P28

전자는 크기가 거의 없을 만큼 작기 때문에, 서울시만한 공간안에 농구공 말고는 아무것도 없이 텅 비어 있다는 말이다. 우리의 몸도 원자로 되어 있다. 따라서 우리 몸은 사실상 텅 비어 있다. 다른 모든 물질도 마찬가지다. 재물에 욕심을 갖지 마시라. 모두 비어 있는것이다. - P29

본다는 것은 대상에 빛이 부딪혀 반사하여 내 눈에 들어온 것을 말한다. 원자가 텅 비어 있지만 빛이 투과하지 못하고 튕겨 나온다면 적어도 내 눈에는 빛을 튕겨 낸 뭔가가 있는 것으로 보인다. 결국원자는 텅 비어 있지만 빛이 투과하지 못하여 꽉 찬 걸로 보인다는 뜻이다. 물론 인간이 볼 수 있는 빛은 가시광선뿐이다. 다른 종류의 빛인 엑스선이나 감마선 같은 것은 몸을 그냥 뚫고 지나간다. 엑스선으로 뼈를 볼 수 있는 이유다. 그럼 왜 가시광선은 튕겨 나오고 엑스선은 투과할까? 이것도 양자 역학이 답을 해 준다. - P30

 실제 원자들끼리만났을 때에도 먼저 마주치는 것은 언제나 상대방의 전자다. 전자들끼리는 서로 미워한다. 밀어낸다는 말이다. 따라서 원자핵끼리 만나기는 힘들다. 나중에 보겠지만, 전자들이 언제나 서로 미워하는 것은아니다. 때로 함께하기도 한다. 원자가 결합을 이룰 수 있는 이유다.
그렇지 않다면 당신은 존재할 수 없다. - P31

[오늘의 한문장] 김상욱의 양자 공부

 우리 주변의 빈 공간은 사실 기체로 가득 차 있다. 기체는 원자로 이루어져 있다. 따라서아침에 일어나서 우리가 제일 처음 듣는 소리는 바로 이 원자들의 진동이다. - P10

이제 겨우 일어나 침대에 걸터앉아 있는데, 맛있는 된장찌개냄새가 코를 자극한다. 집사람이 여기를 읽는다면 이렇게 물을 것이분명하다. "이 된장찌개 설마 내가 한 것은 아니겠지?" 이제 눈치 빠른 독자라면 아까 이야기한 자명종 소리와 비슷한 문제가 생긴 것을알아챘으리라. 어떻게 부엌의 된장찌개 냄새가 내 코까지 온 것일까?
답은 된장찌개는 원자로 구성되어 있다.이다. - P11

자, 우선 뇌는 원자로 구성되어 있다. 뇌파란 전기의 펄스이다. 컴퓨터와 같은 전자 회로에서는 전자들이 움직여서 전기 펄스를 만든다.
펜티엄 컴퓨터의 속도가 3기가헤르츠라는 말을 하는데, 이것은 1초에30억회 전기 펄스가 이동한다는 뜻이다. 물리적으로 보았을 때, 전기펄스를 만들기 위해 반드시 전자가 필요한 것은 아니다. 전하(尙)를가진 물질만 있으면 된다. - P13

세포막에는 칼륨이 지나다닐 수 있는 작은 통로가 있는데, 세포막의 원자 통로는 원자로 구성되어 있다. 이 통로는 놀랍게도 특별한원자만 선택적으로 투과시키는 기능을 가지고 있어, 오로지 칼륨 원자만 통과시킨다. 이 기능이 마비되면 뇌파를 만들 수 없어 우리는 죽게 된다. 뇌파가 없으면 왜 죽을까? 심장이 뛰고 호흡을 하는 것도 소뇌에서 만들어진 뇌파가 끊임없이 그렇게 움직이라고 심장과 허파의근육에게 명령하는 것이기 때문이다. 이런 명령이 내려지지 않는다면어떤 일이 벌어질 것인지 자명하다. - P13

21세기는 생명 과학의 시대 아닌가? 유전 물질이란 다름 아닌 DNA다. DNA는 원자로 되어 있다. 여기서 DNA의 과학에 대해 이야기할 생각은 없다. 그것만으로 몇 권의 책을 쓰고도 부족할 것이기 때문이다. 다만, 다시 강조하지만, DNA도 우리 주위를 날아다니는 기체나 구수한 된장찌개, 책상 위에 놓인 컴퓨터를 구성하고 있는 원자들과 똑같은 원자들의 집합체이다. 다만 원자들이 다른 형태로 조립되어, 다른 역할을 하고 있을 뿐이다. - P15

[오늘의 한문장] 들개

나는 너무 욕심을 부리고 있는 것이나 아닐까. 가령 단 한번에 불후의 명작을 낳고 싶다는 욕심, 그 누구도 써낼 수 없는 것을 내가 써내고 말겠다는 욕심, 지금까지의 모든 소설의형태와 방법에서 과감하게 벗어나보겠다는 욕심, 그런 욕심들이 너무 많이 작용하고 있는 것은 아닐까.
- P284

무엇보다도 중요한 것은 예술이다. 그것은 인간의 정서를 아름답게 만들어주기 때문이다.
그러나 대개의 예술가들이 외롭고 어두운 생애를 살다 간 이•유는 무엇일까. 그것은 아마도 사람들이 예술품은 자기의 생활에 필요할는지도 모르지만 예술가는 전혀 필요하지 않은 것으로 착각하며 살아가고 있기 때문일 것이다. - P293