프롤로그

라플라스의 악마/양자론이란? ①~②

1 양자론의 탄생

이해의 열쇠 ‘파동-입자 이중서’/빛의 파동설 ①~③/양자론에서 생각하는 빛 ①~④/원자 모형 ①~②/양자론에서 생각하는 전자와 원자 ①~③

2 양자론의 핵심에 다가간다

이해의 열쇠 ‘상태의 중첩’/전자의 간섭 ①~④/Q1. ‘전자의 파동’이란 무엇을 의미하는가?/해석을 둘러싼 논쟁 ①~②/불확정성 관계/해석을 둘러싼 논쟁 ③/Q2. 양자론에서 말하는 ‘관측’이란 무엇인가?/Q3. 코펜하겐 해석 이외에 어떤 해석이 있는가?

3 물리학과 화학을 연결한 양자론

화학과 고체 물리학으로의 발전/양자론과 주기율표/양자 화학/물성 물리학/반도체·태양 전지/레이저/양자 생물학 ①~②/column1 원자시계/column2 ‘초유동’과 ‘초전도’

4 양자론에서 생각하는 ‘무’와 우주

무에서 생기는 유/무와 유의 틈새 ①~②/터널 효과 ①~②/핵융합/자연계의 4가지 힘 ①~②/‘무’에서 생긴 우주 ①~②/우주는 환상?/양자론과 아인슈타인

5 발전하는 양자론

평행 우즈는 실재할까?/양자 컴퓨터 최전선/양자 텔레포테이션/양자 암호

20세기 초까지의 세계관을 뒤집어 놓은 두 이론이 있다. 시간과 공간의 이론인 ‘상대성 이론’과 ‘양자론(양자 역학)’이다. 이 두 이론은 ‘현대 물리학에서 가장 중요하고 가장 기초가 되는 이론’이라 해도 지나치지 않다.

아인슈타인의 상대성 이론이 너무나 유명해서 그 그늘에 감춰진 경향이 있지만, 컴퓨터를 비롯한 현대 기술의 토대가 된다는 점에서는 양자론과 겨룰 이론은 없다.

양자론은 물질을 작게 분할하면 나타나는 원자, 전자, 빛 등 ‘자연계 주역’의 정체에 다가가는 이론이다. 양자론은 또 아인슈타인을 평생 동안 괴롭힌 불가사의한 요소를 포함한 이론이기도 하다. ‘물체의 존재’에 대한 그때까지의 상식을 뒤집은 것이다. 이 책을 통해 양자론을 자세히 알게 되어, 그 심오함에 놀라는 사람도 있으리라 생각한다.

마치 SF 같은 세계관을 제시하는 ‘다세계 해석’을 비롯한 양자론의 독특한 ‘해석’도 자세히 소개했다. 또 최근 빠르게 발전하고 있는 ‘양자 컴퓨터’, ‘양자 텔레포테이션’, 그리고 ‘양자 암호’ 등도 다루었다.

이 책을 읽다 보면, 난해하고 어렵다고만 생각되는 양자론이지만, 반도체와 레이저 등 현대 생활에서 빼놓을 수 없는 가까운 곳에 응용되어 기술의 토대가 되고 있음을 알 수 있고, 조금은 친근하게 느껴질 것이다.

그럼 이제 불가사의한 양자론의 세계를 만나보자.