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불확실성의 시대 - 찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945
토비아스 휘터 지음, 배명자 옮김 / 흐름출판 / 2023년 5월
평점 :
이 서적은 물리학의 황금기라 불리는 20세기 초 유명 물리학자들의 이론, 협업, 논쟁을 소설보다 흥미 진진하고 드라마틱하게 기술한 서적으로 물리학에 관심이 없는 독자들마저 가슴을 뛰게 할 에피소드와 역사적 사건이 많아 최근에 발간된 물리학 관련 서적 중 가장 가독성이 우수하고 재미있는 서적이라 하겠다.
서적은 1900년부터 1945년까지 50개의 장을 연대별로 나누어 주요 물리학자들의 이론과 논쟁을 중점적으로 다룬다.
20세기 초 가장 위대한 물리학자인 마리 퀴리, 아인슈타인, 보어, 보론, 하이젠베르크, 슈뢰딩거 등이 등장하여 그들의 연구 과정과 다른 물리학자와의 충돌, 갈등을 상세하게 다루어 독자들의 가슴을 설레게 하는 매력이 있다.
현대 물리학에서 가장 유명한 천재 아이슈타인은 1915년 일반상대성이론을 수성의 ‘근일점 회전’으로 설명하고 중력장 이론을 최종적으로 완성하며 수학자인 힐베르트의 중력 방정식 출간이 늦어지며 동일 이론의 승리자가 된다. 하지만 아인슈차인의 평화 제안을 받아들이면서도 힐베르트는 자신이 중력방정식의 저작권자임을 평생 주장한다.
이 서적에서 가장 흥미진진한 내용은 하이젠베르크의 성장과 아인슈타인의 양자역학에 대한 논쟁이라 하겠다.
처음 수학을 전공하려던 하이젠베르크는 오만한 린데만 때문에 물리학으로 진로를 변경한다. 1919년 양자 조건을 수소원자만이 아닌 일반 물리학까지 확장시킨 조머펠트를 만나 존중과 호의를 얻고 원자물리학에 발을 들여 놓게 된다. 1922년 보어와 트래킹을 하면서 하이젠베르크는 부자의 정 비슷한 것도 쌓고 양자이론 서막을 연 계기가 되는데 하이젠베르크의 천재성을 알아본 보어는 코펜하겐으로 와서 함께 연구하자면 초청까지 받지만 조머펠트는 그를 바로 놓아주지 않는다. 같은 제자인 파울리가 먼저 코펜하겐으로 가지만 노벨상 수상은 13년 먼저 하이젠베르크에게 돌아간다.
1925년 드디어 하이젠베르크는 새로운 역학이론인 행렬역학을 이용해 양자역학을 수학적으로 설명하여 스승인 보른의 지지를 받는다. 같은 해 아인슈타인은 ‘통일장 이론’을 발표하고 하이젠베르크의 연구 결과에 회의적인 반응을 보이며 평생 자신의 주장을 굽히지 않아 물리학에서 하이젠베르크의 시대가 열린다.
여기에 1925년 하이젠 베르크의 입자와 아인슈타인의 지지를 받는 슈뢰딩거의 피동에 대한 논쟁과 두 가지 현상을 융합하여 파동-입자의 이중성에서 의미를 찾으려는 보어의 연구 상황이 전개된다.
1926년 드디어 역사적인 첫 독대가 이루어진다. 하이젠베르크와 이인슈타인이 베를린을 세 시간 산책하며 하이젠베르크는 아인슈타인을 설득하지 못한다.
1927년 브뤼셀에서 제 5회 솔베이회의가 개최된다. 참가자 29명 중 17명이 노벨상 수상자인 화려한 모임에는 양자물리학과 관련된 모든 물리학자가 참석하였다. 이 회의는 보어, 보른, 하이젠베르크, 파울리가 양자역학이 완료 됐음을 선언하는 대회였다. 아인슈타인과 보어와의 논쟁, 상대 이론의 문제점 제시, 반박은 영화처럼 생생하게 전달된다. 보어를 비롯한 코펜하겐 팀의 판정승으로 막을 내리고 1930년 6회 솔베이회의의 2라운드에서 아인슈타인은 3년 전과 동일한 방식으로 양자역학을 공격하고 보어는 방어하여 결국 아이슈타인은 완패를 당하고 그 이론을 인정하지는 않았지만 거장답게 다음해 하이젠베르크를 노벨상 후보로 추천한다.
맨해튼 프로젝트의 원자폭탄의 개발관련 스토리는 너무 유명한 일화들이라 일반 독자들도 흥미진진하게 읽을 수 있을 것으로 기대된다.
이 서적은 물리학의 황금기라 불리는 20세기 물리학자들의 이론과 협업, 경쟁, 논쟁을 흥미진진하게 다룬다. 유명 물리학자의 이론도 일반 독자들도 이해하기 쉽도록 설명하고, 흥미진진한 일화를 소개하여 한 편의 영화를 보는 느낌이 들 정도로 생동감 있게 표현한 특징이 있다. 대학시절 교양과목으로 물리학을 배우며 당시 가장 유명했던 파인만의 서적들을 읽으며 물리학의 매력에 빠져 파인만 이전의 물리학자들의 도서에서 아인슈타인과 하이젠베르크의 논쟁을 보며 마치 소설을 읽는 듯 몰입했던 기억이 떠올랐다. 서적에는 그 논쟁의 중심에 있었던 유명 물리학자들이 대거 등장하여 짜릿한 감동을 선사하여 흠뻑 빠져 들었다. 개인적으로 가장 소름끼치게 재미있고 흥미진진했던 내용은 제 5회 솔베이 회의 전 1925년 아로자 편의 파동과 입자에 대한 의견차를 보이는 하이젠베르크와 슈뢰딩거의 주장과 연구내용을 소개한 부분이었다. 소설보다 재미있고 영화보다 박진감 넘치는 매력적인 올해 최고의 서적으로 많은 분들에게 추천하고 싶다.
이 서평은 출판사에서 서적을 무상으로 제공 받아 작성한 글임을 알려 드립니다.