이런 게 바로 과학이야.
"대형 성단이든, 작은 박테리아든, 소립자든, 주변의 모든 것을 이해하려는 인간 정신이 바로 과학이지. 우리는 이 일이 너무나 재미있고 너무나 신나기 때문에 계속하고 있는 거야."

"정보화 사회는'양자의 시대'다."
최근 매스컴이나, 신문지상에서 각광을 받으면서 자주 거론되는 분야를 꼽으라면 정보기술인 IT, 신에너지환경인 ET, 생물산업인 BT와 신소재 극미세기술 NT를 들 수 있다. 이는 21세기에 세계가 집중하고 있는 4대 신산업이다. 이들 산업들을 가만히 살펴보면 공통점이 있다. 바로 양자현상을 다루고 있다는 점이다. 양자 컴퓨터는 현존 슈퍼컴퓨터보다 1억 배 이상의 정보처리 속도를 가질 것이며, 극미세기술에서 다루는 나노세계는 원자나 분자를 벽돌 쌓듯이 조합해 완전히 새로운 나노물질을 제조하는 방식(bottom-up 방식)을 선보인다. 또한 여러 가지 생물현상도 '양자'의 눈을 통해서 관찰되고 해명되어 가고 있다.

선진국의 이러한 산업 기반이 되는 학문의 연구 수준이 4세대라면, 우리의 현실은 1.5세대 정도다. 이런 수준으로 미래에 선진국 진입이 가능할까? 1950년대 인도가 선진국 문턱에서 추락하였고 1960년대엔 브라질이, 1970년대엔 멕시코가 선진국 문턱에서 추락하였다. 2010년대 우리나라는 선진국의 진입이 가능할지?

뉴욕의 증권시장인 월가를 주물럭거리는 딜러들은 수학과 물리의 천재들인데 우리의 금융시장은…. 더 늦기 전에 기초학문인 물리를 공부하는 분위기를 띄우기 위해 승산은 나노세계를 처음 언급한 인물인 리처드 파인만의 <발견하는 즐거움>을 통해 양자역학적으로 생각하는 방법을 보여줬다면, 이번 책 <조지 가모브, 물리열차를 타다>에서는 본격적으로 고전물리와 현대물리의 세계를 맛볼 수 있게 빅뱅이론 창시자이자 DNA 연구의 초석을 심어준 조지 가모브가 들려주는 이야기로 대중에게 쉽고 재미있게 다가가려 한다. 이 책의 주인공인 탐킨스는 바로 독자가 대리 체험할 수 있는 매개 인물이 되는 것이다.

이 책의 서문을 쓴 세계적인 수학자이자 물리학자인 로저 펜로즈와 스티븐 호킹은 어린 시절에 이 책을 읽고 물리학자가 되려는 꿈을 키우게 됐다고 한다. 대부분이 물리를 어려워 공부하기를 꺼려하고, 밥벌이가 안 되는 골치 아픈 학문이라고 생각하는 현실에서 이 책을 통해 이런 물리에 대한 선입견을 버리고 마음속에 물리학자가 될 꿈을 가지게 될 또 한 명의 로저 펜로즈를 만날 수 있기를 기대해본다.

인물 들여다보기

노교수
노교수는 조지 가모브 자신이다
조지 가모브는 1904년 러시아에서 태어난 미국 핵물리학자며 우주론 학자다. 거대한 폭발로 우주가 형성되었다는 빅뱅 이론의 창시자이며 DNA를 연구하여 현대 유전학의 발판을 마련 했다.

또한 그는 상대성이론, 우주론, 양자론 등 어려운 물리학 주제를 쉽게 설명한 책을 써서 과학의 대중화에 크게 기여한 것으로 알려져 있다. 과학을 널리 보급시킨 업적으로 1956년 유네스코로부터 칼링거 상을 받았으며 1965년에는 케임브리지 대학 처칠 칼리지의 펠로가 되었다. 그 밖의 덴마크 왕립과학 아카데미 회원(1950), 미국 국립과학 아카데미 회원(1953)이 되는 등의 수많은 명예를 누렸다.

이런 가모브의 교육적인 모습은 노교수를 통해 드러난다. 노교수는 일반인들이 과학을 얼마나 어려워하는가를 잘 알고 있다. 그래서 가모브는 탐킨스라는 자신만의 인물을 만들어서 은행원인 그를 상상의 물리 세계를 맛보게 한다. 어떻게 하면 보다 쉽게 설명할 것인가를 염두에 두고 강의를 하면 꾸벅꾸벅 졸고 하품만 하는 그를 상대성원리와 양자세계, 열역학이론을 흥미를 가지고 이해할 수 있을 때까지 차근차근 설명해 준다. 노교수는 물리세계로의 안내자이자 친절한 선생님인 것이다.

탐킨스 씨
탐킨스 씨는 바로 독자가 된다.
조지 가모브는 이 책을 쓰게 된 동기를 다음과 같이 밝히고 있다.
"우주에 관한 기본 이론을 일반인들에게 쉽게 설명해주기 위한 것이었다. 나는 실재하는 상대적 현상과 양자세계를 과장해서, 은행원인 주인공 탐킨스 씨가 직접 그 세계를 목격할 수 있도록 이야기를 꾸몄다."

이 책의 특징은 탐킨스 씨가 직접 경험하며 배우는 구도로 되어 있다는 것이다. 탐킨스 씨는 아닌 밤중에 홍두깨로 갑작스럽게 물리세계에 들어가 체험을 하게 되는 독자의 모습이 투영된 인물이다. 그는 정말 물리의 물자도 모르는 평범한 은행원이다. 이 책에서는 졸다가 수위에게 면박당하는 탐킨스 씨의 모습을 많이 볼 수 있다. 물리를 따분히 여기는 독자의 모습일 수도 있다. 조지 가모브는 그들을 이해한다. 그래서 더 재미있게 이야기를 풀어나갈 수 있었던 것 같다. 만약에 탐킨스 씨가 물리에 대해 상당히 알고 있었다면 독자가 졸았을지도 모르겠다. 노교수도 이론적인 부분이 많이 반복되는 부분은 건너뛰며 읽기를 권했을 것이다.

노교수를 따라다니며 물리학의 대가들을 만나 그들이 주창한 이론들을 직접 들어도 보고 아리따운 노교수의 딸인 모드 양과 결혼까지 하게 되는 탐킨스 씨에게는 이 물리로의 여행이 이상하지만 행복한 여행일 수밖에 없다.

양자 정글을 통해 양자세계에서는 커다란 호랑이 떼를 사냥하면서 명중을 시키고도 잡지 못하는 상황이 벌어지는 확실성이 없는 세계를 체험하고 후반부에 가서는 아예 전자가 되어 재미있는 양자세계를 경험한다. 원자가전자들과 놀면서(책 속의 그림에서 원자가전자는 아리따운 여인의 모습이다) 모드 양에게 미안함을 느끼는 장면에서는 가모브의 익살에 웃음이 터진다.

[조지 가모브, 물리 열차를 타다]가 갖는 의의
조지 가모브가 지은 책으로는 <신비한 나라의 탐킨스 씨>(1940), <태양의 탄생과 죽음>(1941), <탐킨스 씨, 원자를 탐구하다>(1944) 이외에 <지구라는 이름의 행성>(1965) 등 20권 정도가 있다. 이 가운데 1940년과 1944년에 나온 두 권의 탐킨스 시리즈를 합본한 것이 이 책이다.

향후 21세기 물리학의 전망에 대해 스티븐 호킹 박사는 금세기 안에 불확정성 원리를 근간으로 하는 양자론과 아인슈타인의 상대성이론을 통합하는 완벽한 물리학 이론이 정립되리라 기대하며 조금 더 낙관적으로 말하면 앞으로 20년 안에 물리학 분야에서 통합이론이 나올 것이라고 생각한다고 했다(상대론과 양자역학이 각각 완성된 지 70여 년이 지난 현재까지 두 이론을 결합하는 문제는 미해결의 숙제로 남아있다). 그런 의미에서 이 책은 <신비한 나라의 탐킨스 씨>의 상대성이론과 <탐킨스 씨, 원자를 탐구하다>의 양자론 부분을 합본함으로써 독자가 물리에서 가장 중요하고 위대하다고 여겨지는 두 이론을 통합적으로 생각해보고 공부할 수 있게 만든 책이며 미래 물리학의 방향과도 부합되는 책이라 하겠다.