물리학을 바꿔놓은 두 사람, 아인슈타인과 슈뢰딩거
위대한 업적을 이룬 후 두 거장은 무엇을 했을까?
아인슈타인은 중력이론인 일반상대성이론을 구축한 후 여기에 전자기력을 통합하여 이 세상의 모든 힘을 통일해야겠다는 열망에 사로잡힌다. 우주의 네 가지 기본 힘은 중력, 전자기력, 강한핵력, 약한핵력 네 가지다. 그러나 아인슈타인이 연구에 착수할 때까지만 해도 약력과 강력은 아직 밝혀지지 않았다. 아인슈타인은 평생 중력과 전자기력을 통일하기 위해 분투한다. 아인슈타인보다 11살 어리며 평생 아인슈타인과 편지를 왕래하며 많은 영향을 주고받았던 슈뢰딩거 역시 힘의 통일에 대한 열망에 사로잡힌다. 다만 슈뢰딩거는 이후 밝혀진 핵력도 통일이론에 반영해야 한다고 주장했다. 하지만 아인슈타인은 고집스럽게도 핵력들과 이후 계속해서 밝혀지는 소립자들의 존재를 무시한다.
『아인슈타인의 주사위와 슈뢰딩거의 고양이』는 아인슈타인이 상대성이론을 구축하기까지의 과정, 슈뢰딩거가 파동방정식을 구축하기까지의 과정을 소개한 다음 우연과 확률에 기반을 둔 양자역학을 대신할 이론과 우주의 모든 힘을 통합하는 통일이론을 세우기 위해 분투했던 두 과학자의 이후 연구과정을 소개하는 책이다. 여기에 두 과학자의 사생활 이야기도 의미 있게 곁들여진다. 너무나 유명한 슈뢰딩거의 여성편력도 소개되지만, 무엇보다 두 차례의 세계대전이 두 과학자의 인생에 얼마나 큰 영향을 미쳤는지 보여준다. 또한 두 과학자의 평생을 지배했던 철학자들을 살펴보면 그들의 연구가 왜 그렇게 진행될 수밖에 없었지 이해가 가기도 한다. 두 과학자의 인간적인 면모를 보면 천재도 사람은 사람이구나 라는 사실 역시 새삼 느낀다. 마지막으로 현재 시점에서 표준모형 등 통일이론의 후보들과 아인슈타인과 슈뢰딩거의 연구방법을 이어받은 후속 이론들도 소개한다.
★ 2017 과학기술정보통신부 인증 우수과학도서
★ 국립중앙도서관 추천 ‘휴가철에 읽기 좋은 책’
★ 국립중앙도서관 사서추천도서
★ 인디고서원 이달의 추천도서
★ 《뉴 사이언티스트》 선정 2015년 올해의 과학책
◎ 추천사
세계적 과학잡지 《뉴 사이언티스트》 선정 ‘2015년 올해의 과학책’
《월 스트리트 저널》《네이처》《뉴욕 타임스》《옵저버터리》《피직스 월드》
등 유력 언론지 극찬!
아인슈타인과 슈뢰딩거, 이 두 물리학자가 거둔 커다란 성공은 이 분야를 공부하는 모든 학생들에게 교육되고 있지만, 훗날 두 사람이 겪어야 했던 실패 역시 관심을 기울일 필요가 있다. 핼펀의 매력적인 설명 속에는 인간적인 이야기가 훌륭하게 담겨 있다. 두 사람이 함께 추구했고 아직도 미완으로 남아 있는 이 질문에 매력을 느끼는 사람이라면 누구나 이 책에 흥미를 느낄 것이다. -《월 스트리트 저널》
필라델피아 과학대학교의 물리학자 핼펀은 창의적인 비유와 재치가 번득이는 문체로 독자들을 사로잡기 위해 최선을 다했다. 음으로 휘어진(쌍곡선) 시공간은 보통 말안장 모양이라 설명되는데, 이 책에서는 승마보다는 식도락 쪽에 더 관심 있는 사람들을 위해 ‘휘어진 감자칩 모양’으로 설명한다. 막스 플랑크의 양자 개념은 ‘돼지저금통을 1센트 동전, 25센트 동전 등 다양한 금액의 동전들로 가득 채우는 것과 비슷한 것’으로 묘사한다. 그리고 슈뢰딩거의 파동방정식은 ‘파동함수를 처리하여 몇몇 경우에는 그 에너지값을 판독해 그 파동함수를 보관하고, 나머지 경우에는 파동함수를 폐기하는 스캐너’와 비슷한 것이 된다.
-《뉴욕 타임스》
물리학자 폴 핼펀은 알베르트 아인슈타인과 에르빈 슈뢰딩거, 그리고 이 두 사람이 꿈꾸었던 통일이론에 복잡하게 얽힌 이야기를 유머감각을 섞어 간결하게 전달한다. -《네이처》
일반상대성이론 100주년을 맞아 알베르트 아인슈타인과 에르빈 슈뢰딩거가 기여한 부분들이 이 책에 소개되어 있다. 아인슈타인은 상대성이론과 광전효과, 그리고 브라운 운동에 대한 설명으로, 슈뢰딩거는 양자적 대상의 행동을 설명하는 파동방정식으로 물리학에 크게 기여했다. 하지만 일반적인 책들과 달리 폴 핼번은 여기서 더 나아가 이들이 절정의 영광 이후에 했던 일들을 살펴보고 있다. 이 시기에 두 사람은 물리학의 돌파구가 되었던 자신의 연구들보다도 양자물리학과 상대성이론을 통합하는 데 더 많은 시간을 쏟아부었지만 결국 성과 없이 끝나고 말았다. -《뉴 사이언티스트》
한 권의 책에 담기 방대한 내용임에도 불구하고 저자는 이 어려운 과제를 철저하게 소화해냈다. 과학적인 내용이 구체적으로 담겨 있음에도 수학과 물리학 지식과 상관없이 일반 독자들도 쉽게 접근할 수 있도록 쓰였다. 저자는 양자물리학의 두 선구자 사이의 관계를 밝힘으로써 과학 글쓰기의 본질에 충실했다. ... 언급하고 지나갈 만한 중요한 부분이 한 가지 더 있다. 과학과 수학의 역사를 다루는 대중서적은 거의 필연적으로 그 과학적 성공에 초점을 맞추기 때문에 시간의 검증을 견뎌낸 이론과 개념들을 다루게 된다. 하지만 이 책에서는 성공하지 못한 개념들에 대한 이야기가 실려 있다.
양자론의 기묘한 세계관을 초월하는 이론을 개발하려는 두 물리학자의 노력은 결국 실패로 끝났지만, 이 책에서는 그런 노력이 더할 나위 없이 흥미진진하게 묘사되어 있다.
-미국수학협회(MAA) 리뷰
핼펀의 책은 두 거장의 삶과 연구에 대한 구체적인 이야기를 놀라울 정도로 풍부하게 담고 있다. -《옵저버토리》
스티븐 호킹의 《청소년을 위한 시간의 역사The Theory of Everything》를 재미있게 읽었고, 거기서 더 많은 것을 알고 싶은 사람이라면 읽을 책 목록에 올려놓을 만한 책이다.
-《피직스 월드》
대중 과학서적을 좋아하고 ‘신은 주사위 놀이를 하지 않는다’, ‘슈뢰딩거의 고양이’ 등의 구절을 노래가사로 썼던 사람으로서 나는 폴 핼펀의 이 책에서 대단히 배운 점이 많고, 재미있다. -롤랜드 오자발(Roland Orzabal), 밴드그룹 티어스 포 피어스(Tears for Fears) 멤버
이 두 사람이 양자역학의 가장 당황스러운 속성 중 하나, 즉 자연에서 등장하는 무작위성과 어떻게 싸웠는지 보여주는 아주 매력적인 책이다. 일반 독자와 전문가 모두 재미있게 읽을 수 있을 것이다. -데이비드 캐시디(David C. Cassidy), 호프스트라대학교 화학과 교수, 《불확정성을 넘어Beyond Uncertainty》 저자
폴 핼펀은 20세기의 가장 위대한 이론물리학자 두 사람의 성격과 삶, 업적에 새로운 빛을 드리운다. -케네스 포드(Kenneth W. Ford), 미국물리학회 전 회장
우리는 지금까지 아인슈타인과 슈뢰딩거를 칭송하는 책을 여러 권 보아왔다. 그런데 이번에는 좀 다르다. 폴 핼펀은 지적 호기심과 허영이 권력투쟁과 언론과 맞물렸을 때 어떻게 선한 사람으로부터 최악의 모습을 끌어내는지 파헤친다. 특히 ‘만물의 이론’ 창조라는 거대한 이해관계가 달려 있을 때 말이다.
-마르첼로 글라이저(Marcelo Gleiser), 《지식의 섬(The Island of Knowledge)》 저자
폴 핼펀은 아인슈타인과 슈뢰딩거, 그들의 친구들을 중심으로 인간 드라마를 엮고, 그 안에 현대 물리학에 관한 명료하고 매력적인 설명을 멋진 솜씨로 끼워넣었다.
-피터 페식(Peter Pesic), 산타페 세인트 존스 칼리지 과학연구소 소장
폴 핼펀의 《아인슈타인의 주사위와 슈뢰딩거의 고양이》는 두 저명한 과학자의 성장과정과 교육과정, 그들의 심오한 연구, 그리고 결국 삶의 거의 끝에 가서 남긴 유산에 이르기까지 다양한 이야기를 들려준다. 핼펀은 이들의 연구만 다루는 데서 그치지 않고, 과거의 철학자, 과학자, 심지어는 종교적 인물들까지도 이들의 세계관에 부분적으로 영향을 미쳤다는 점을 자세하게 다루고 있다. 두 사람은 또한 자신들을 둘러싼 정치적 환경, 특히나 제2차 세계대전에서 살아남기 위해 고군분투해야 했다.
하지만 이런 역경에도 불구하고 그들의 연구는 오늘날까지도 사람들로부터 칭송을 받고 있다. 아인슈타인은 시대를 가리지 않고 주목받는 명사로 자리잡게 되었고, 슈뢰딩거는 최근 들어 물리학계와 일반 대중들 사이에서 점점 더 유명세를 타고 있다.
《아인슈타인의 주사위와 슈뢰딩거의 고양이》는 과학에 열정이 있는 사람은 물론이고, 오늘날 교육되고 있는 수많은 과학 이론을 만들어낸 사람들의 뒷얘기에 관심 있는 사람이라면 놓쳐서는 안 될 필독서다. -Ire***(아마존 독자)
