『고려사절요』를 보면 948년 고려의 정종 임금이 궁중 행사 도중 갑자기 번개가 사람에게 떨어지는 모습을 보고 너무 충격을 받은 후 시름시름 앓다가 세상을 떠났다는 이야기도 있다. 번개는 그리스로마 신화에서도 제우스 신의 무기로 등장한다. 옛사람들이 하늘의 뜻이라고 생각한 그 엄청난 현상인 번개는 사실 전자가 공기에서 떨어져 나와 움직이면서 전기를 전달하며 일으키는 현상이다.
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세상 모든 물질의 재료와 원리를 밝히는 입자 이론(particle theory)의 시작은 전자를 찾아낸 실험 장비를 만든 유리 장수로부터 시작되었다.
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그리고 얼마 후 세상 온갖 일을 다 일으키는 전자같이 아주 작은 입자의 움직임을 입자 하나하나에 대해 각기 정밀하게 따져 보기 위해서는 양자 이론(quantum theory)이라고 하는 아주 독특하고 특이한 계산 방법을 사용해야 한다는 사실도 사람들은 알게 되었다. 그러니까 어떤 사람 두뇌 속의 전자 움직임을 누군가 조종하여 그 사람의 생각과 마음을 바꾸고 싶다면 두뇌 속의 전자를 어떻게 하면 얼마나 바뀌게 되는지를 계산하기 위해 양자 이론이라는 계산 방법을 사용해야 한다는 이야기다.
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아마 이런 내용을 『목민심서』에서 처음 읽은 조선시대 사람들은 황당하다고 생각했을 것이다. 아니 무슨 바위로 겉절이를 만들어 먹을 것도 아닌데 거기에 식초를 왜 뿌린단 말인가?
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그렇다면 양성자는 도대체 어디에서, 어떻게 탄생하는 것일까? 양성자는 양전기를 띤 수소이므로 일단 양성자의 재료는 수소다. 수소는 우주에서 가장 풍부한 물질이므로 양성자의 재료는 우주에 널렸다고 볼 수 있다.
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EXID 노래 중에, 〈위 아래〉라는 곡이 있는데, 이 노래의 후렴에 나오는 가사가 “위 아래 위 위 아래”다. 나는 이 후렴 부분의 춤을 양성자 춤이라고 부르는데, 이 후렴구에서 앞에서 셋을 고르면 그것이 양성자에 어떤 쿼크가 들어 있는지와 맞아 떨어지기 때문이다.
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국방부 시계는 언제나 흘러간다는 말이 있지만, 국방부 시계보다도 훨씬 더 정확하게 시간의 흐름에 따라 변화하는 것이 방사능 시계다. 이런 이상한 사실을 밝혀서 1800년대 말에 큰 공을 세워서 수많은 과학자들을 신비감의 도가니에 빠뜨린 인물이 바로 폴란드 출신의 화학자 마리아 스크워도프스카 퀴리(Maria Skłodowska Curie)다.
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변화가 생기는 순간은 그야말로 무작위다. 무작위로 일이 벌어진 뒤 나중에 평균을 내보니 경향을 살펴보니 확률에 따라 이루어졌다는 사실을 알 수 있을 뿐이다. 양자 이론을 설명하는 현대의 원자력 공학 교과서에서는 이런 설명이 정설이라고 되어 있다. 로제가 노래했듯이 세상의 기본은 “랜덤 게임”이다.
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이휘소가 대학원생이던 1950년대 후반, 세상의 과학자들 사이에 아마도 가장 자주 이야깃거리가 되던 과학 문제는 약력이 왼쪽과 오른쪽을 가리느냐 하는 문제였을 것이다. 우주의 모든 물질을 움직이는 기본이 되는 힘이 과연 왼쪽, 오른쪽을 차별할 수가 있을까?
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그런데 양자 이론에서는 결과가 처음부터 과거에 결정된 것이 아니라 내가 확인하는 순간 결정된다고 봐야 하는 경우가 자주 생긴다. 그리고 그 문제가 가장 이상하게 느껴지는 상황이 바로 ‘양자 얽힘’이라는 상황이다.