양자는 도대체 무엇일까요?
그리고 인간은 왜 벽을 통과할 수 없을까요?

양자역학, 양자물리학, 양자 이론, 그리고 양자. 도대체 ‘양자(quantum)’는 무엇일까요? 검색을 하면 사전적 정의는 쉽게 알 수 있지만, 그걸 ‘진짜 이해’하는 것은 어렵습니다. 왜냐하면 우리가 속해 있는 거시세계의 사고방식 기준에 도저히 맞지 않거든요. 예를 들어 거시세계에서 사물의 움직임은 예측이 가능하고 단일한 경로만 가능합니다. 계란을 떨어뜨리면 깨지고, 토마토를 던지면 벽에 붉은 자국을 남기는 것이죠. 하지만 원자, 분자 및 여러 양자 입자는 완전히 다르게 행동합니다. 예를 들어 원자는 왼쪽으로 움직이면서도 동시에 오른쪽으로 움직일 수 있습니다. 원자핵 주위를 도는 전자는 특정한 궤적을 따르지 않고 확률적으로 분포해 있을 뿐이죠. 여기까지 오면, 도대체 이게 무슨 소리인지 혼란스러워집니다. 어쩌면 양자역학에 대한 수많은 책과 더 수많은 유튜브 동영상과 미디어의 보도는, 이런 이상하고 기묘하고 생각할수록 더 괴상한 세계를 이해하기 위한 것이라고 할 수 있습니다.
『우리가 벽을 통과할 수 없는 이유』는 이론과 수식, 기나긴 이론 설명이 아닌 비유와 묘사, 그리고 유머로 양자역학(양자물리학)을 이야기합니다. 휘파람과 총소리로 하이젠베르크의 불확정성 원리를 설명하고, 사라진 고양이를 찾는 과정을 양자적 무작위성과 연결 짓습니다. 뉴욕과 시카고의 도로망 방향으로 양자 중첩을 설명하고, 영화 〈스타트렉〉의 순간이동이 실제로 가능한지 그리고 어떤 문제가 있는지 이야기합니다. 양자역학은 너무 복잡해서 소수의 천재만이 이해할 수 있다고 하지만, 저자는 이것이 사실이 아님을 이 책에서 증명합니다. 그는 기존의 틀에서 벗어나 가장 작은 입자의 세계가 어떻게 움직이는지 이해할 수 있도록 독자들을 이끌어 줄 것입니다.


가장 작은 입자가 지배하는 세계로 떠나는 양자물리학적 모험!
거시세계의 인간을 위한 양자역학 Rule Book!

『우리가 벽을 통과할 수 없는 이유』는 간단히 말하면 ‘규칙’에 대한 이야기입니다. 우주에는 규칙이 있고, 인간이든 원자든 고양이든 레이저 빔이든 모두 그 규칙을 따릅니다. 이것은 아주 작은 입자 세계에도 적용됩니다. 다만 우리 일상생활의 규칙과는 조금 다르게 작용할 뿐이죠. 이 책에서는 기존의 규칙을 벗어나는 것을 받아들여, 양자물리학 혹은 양자역학을 이해하기 위한 모험을 시작합니다. 저자가 안내하는 길을 단계적으로 천천히 따라가다 보면, 어느새 양자물리학이 무엇인지 이해할 수 있게 됩니다.
이 책은 12장으로 구성되어 있습니다. 1장에서는 입자-파동 이중성, 2장은 ‘측정’을 둘러싼 다양한 실험, 3장에서는 원자 속 전자가 순간적으로 이동하는 양자 도약을 정리합니다. 4장은 슈뢰딩거의 파동함수, 5장은 전자의 회전(스핀), 6장은 양자폭탄, 그리고 7장은 인간이 벽을 통과하지 못하는 양자 터널 현상을 설명합니다. 또 8장에서는 아인슈타인이 경악한 양자 얽힘과 원격작용, 9장에서는 양자 얽힘을 이용한 양자 암호화, 10장에서는 상자 속 고양이를 둘러싼 다양한 실험을 다룹니다. 마지막으로 11장에서는 사이비 과학으로 변질될 우려가 있는 양자 유사과학, 12장에서는 양자가 우리 생활에서 어떻게 유용하고 어떤 가능성이 있는지 이야기합니다.