아무것도 없다는 것은 어떤 상태인가?

무와 유의 다양한 개념을 세계 최고 수준의 그래픽으로 이해한다!

‘아무것도 없는’ 상태라고 하면 흔히 진공을 떠올리게 된다. 하지만 물질이 전혀 없는 진공을 인위적으로 만들어 내기가 어렵기 때문에 실제로는 극히 저압의 상태를 진공이라고 규정한다. 우주 공간 역시 진공의 정도는 높지만 완전한 진공은 아니다.

반면에 숫자 0은 ‘아무것도 없음’을 나타낸다. 또 우주는 ‘공간도 시간도 없는’ 무(無)에서 탄생했다고 한다. 뿐만이 아니다. 모든 물질의 근원인 소립자는 ‘크기가 없는’ 점이라고 한다. 게다가 전자 등의 소립자는 어느 위치에 ‘있는지 없는지’를 쉽게 정할 수 없다고 한다. 이처럼 ‘무’와 ‘유’의 문제는 과학과 수학에서 아주 깊은 수수께끼를 우리에게 던져 준다.

이 책의 제1장에서는 먼저 0이란 무엇인지, 0의 발견 과정과 그 의미, 0과 무한의 문제와 함께, 절대 온도·저항·질량·크기에서 0은 어떤 상태인지를 밝힌다.

제2장에서는 원자와 같은 눈에 보이지 않는 물질의 존재를 어떻게 알게 되었는지, 그리고 양자론에서 말하는 ‘같은 물체가 동시에 여러 곳에 존재한다’는 것은 무슨 의미인지를 생각해 본다.

제3장의 주제는 ‘공간’이다. 즉 우리의 세계에 ‘무’의 공간이 존재하는가를 알아본다. 진공이란 무엇인가, 그리고 형광등·망원경·우주 공간·원자 내부의 진공 문제, 진공의 상전이와 진공 에너지 등을 다룬다.

제4장은 우주 탄생의 장이다. 우주가 무에서 탄생한다는 것은 어떤 상태이며, 어떻게 오늘날의 모습이 되었는지를 알아본다.

제5장에서는 소립자의 무와 유를 설명한다. 소립자는 크기가 0이라고도 하고, 극히 작은 끈이라고도 한다. 이 세계를 구성하는 소립자와, 우주 만물의 생성 기원도 설명할 수 있다는 초끈 이론의 내용을 정리한다.

모든 페이지에 컬러 그래픽과 전문가의 자상한 설명이 들어 있는 이 책을 통해, ‘수’ ‘존재’ ‘공간’ ‘우주의 탄생’ ‘소립자’ 등의 분야에서 과학자와 수학자를 매료시켰던 ‘무’와 ‘유’의 세계를 분명하게 정리할 수 있을 것이다.