순간 이동, 두 얼굴의 모습, 운명적으로 얽혀 있는 존재들…
거시 세계의 우리에게는 이상하고 신기한 미시 세계 속 양자들의 이야기
양자역학, 대체 뭘까?

요즘 과학 분야의 대세 중 하나는 양자역학이다. 몇 년 전부터 〈아이언맨〉, 〈앤트맨〉 같은 영화에서 입자 가속기나 순간 이동 등의 양자역학 개념들이 등장하더니 최근에는 양자 컴퓨터 개발에 대한 기대감도 커지고 있다. 도대체 양자역학은 무엇일까?

양자역학은 아주 작은 미시 세계 속 원자의 세계를 기술하는 학문이다. 양자역학 덕분에 기존의 고전물리학으로는 설명되지 않던 물질의 성질들을 파악할 수 있게 되었다.

《양자역학 쫌 아는 10대》에는 슈뢰딩거의 고양이로 유명한 슈뢰딩거와 아인슈타인, 보어, 막스 플랑크 등 우리가 익히 아는 과학자들이 다양한 실험과 연구를 통해 양자역학의 개념들을 탐구해 나가는 과정이 담겨 있다. 과학자들과 함께 고정관념을 깨고 여러 시행착오를 겪으며 고유 상태, 중첩, 얽힘 등 미시 세계만의 이상하고 독특한 특성을 파악해 나가다 보면 낯설지만 묘하게 이해되는 양자역학의 매력에 빠져들 것이다.

또한 견우와 직녀 이야기와 영화 〈스타트렉〉 속 순간 이동, 만화 〈마징가 Z〉의 아수라 백작 등의 재미있는 예들을 통해 양자역학의 정체를 쉽게 파악하고 좀 더 직관적으로 이해할 수 있도록 풀어냈다.

우리가 사는 물질 세계를 이해하는 법
양자역학이 없었다면 어떻게 살고 있을까?
미래 과학을 이끌 청소년에게 꼭 필요한
쉽고 재미있는 양자역학 사용 설명서!

과학의 역사는 우주의 천체들과 우리 주변 사물들의 운동처럼 큰 것에서 출발하여 원자나 분자, 그보다 더 작은 것들을 이해해 나가는 것으로 이어져 왔다. 큰 것을 다루는 고전물리학을 탐구하던 과학자들이 눈에 보이지도 않을 만큼 작은 양자의 세계로 넘어갔듯 말이다. 그런데 누군가는 우리가 굳이 원자나 분자 등 미시 세계에 대해 알아야 하느냐고 물을 수도 있다. 우리가 살고 있는 일상(거시 세계)의 물리법칙도 아닌데 말이다.

이에 대한 답은 의외로 당연하고 명확하다. 우리 주변의 모든 사물을 이루고 있는 것이 원자이기 때문이다. 고체와 액체, 기체를 구분하는 것이나 도체와 반도체와 부도체를 구분하는 것, 물체들이 띠는 색의 이유와 더 나아가 온실 기체가 지구 온난화에 영향을 미치는 원리까지도 양자역학을 이해해야 알 수 있다. 이미 양자역학은 물리학뿐만 아니라 다른 이공계 분야, 더 나아가 철학과 문학, 예술 분야에도 영향을 미치고 있다. 오늘날 현대 문명을 구축한 기반이자 미래를 열어 나갈 중요한 학문인 양자역학은 이제 우리 모두에게 필요한 최소한의 교양이 될 것이다.

《양자역학 쫌 아는 10대》는 한번쯤 궁금했지만 어려운 개념 때문에 엄두를 내지 못했던 이들을 위한 ‘양자역학 사용 설명서’이다. 양자 컴퓨터, 양자 암호 등 미래 과학 기술을 알고 싶은 청소년들뿐만 아니라 양자역학에 쉽게 입문하고 싶은 성인 독자들에게도 추천할 만하다. 고전물리학과의 차이점으로 양자역학을 정의하고, 다양한 실험들의 과정을 따라가며 점차 완성되는 양자역학의 개념들을 명확하게 정리할 수 있다. 나아가 양자역학이 가진 가능성을 알아 가며 미래에 주목 받을 과학 기술의 흐름도 미리 알 수 있다.