● 뉴턴 역학을 통해 미래가 결정되어 있음을 확인한다
과학자 뉴턴은 물체의 운동이 어떤 물리 법칙으로 지배되는지를 정리했는데, 그것이 곧 ‘뉴턴 역학’이다. 우리 주변에 있는 물체의 움직임은 모두 뉴턴 역학의 지배를 받는다. 즉 뉴턴 역학을 적용하면 주변에 있는 물체가 미래에 어떻게 움직일지 모두 예측할 수 있다. 예측할 수 있다는 말은 ‘미래가 결정되어 있다’는 뜻이다. ‘미래가 결정되어 있다.’고 주장하는 뉴턴 역학의 주요 내용을 설명한다.

● 양자론은 미래가 결정되어 있지 않음을 주장한다
우리 주변의 거시 물체와 달리, 전자나 원자핵 등의 미시 입자의 운동은 ‘뉴턴 역학’으로 제대로 설명할 수 없다. 그래서 새로 정립된 물리 법칙이 ‘양자론’이다. 미시 입자의 움직임은 양자론의 지배를 받는다. 그런데 양자론에 의하면, 미시 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수는 없다고 한다. 즉 미시 입자의 움직임은 예측할 수 없으므로 미래는 결정되어 있지 않다는 뜻이다. ‘미래는 결정되어 있지 않다.’고 주장하는 양자론의 주요 내용을 살펴본다.

● 상호 모순처럼 보이는 두 가지 견해에 대한 과학자들의 생각은?
그런데 우리 주변의 거시 물체는 모두 미시 입자로 구성되어 있다. 결국 미시 입자의 미래는 예측할 수 없지만, 그것의 집합체인 거시 물체의 미래는 예측할 수 있다는 결론이 된다. 상호 모순처럼 보이는 이 문제에 대해 과학자들은 어떻게 생각하고 있는가? ‘코펜하겐 해석’ ‘슈뢰딩거의 고양이’ ‘다중 세계 해석’ ‘거시 세계와 미시 세계의 경계’ 등 이를 둘러싼 다양한 논쟁과 견해를 소개한다.

● 물리학의 바탕 이론을 전문가의 쉬운 해설과 명쾌한 그래픽으로 이해한다
상대성 이론과 함께 뉴턴 역학·양자론은 현대 물리학을 떠받치는 바탕이 되는 이론이다. 그 내용은 결코 쉽지는 않지만 Newton의 자랑인, 이론의 핵심을 한눈에 보여 주는 명쾌한 그래픽과 전문가들의 쉽고도 상세한 해설이 있다면 충분히 이해할 수 있는 내용들이다. 뉴턴 역학·양자론의 핵심 내용과 미래에 대한 과학적인 고찰을 ‘내 것’으로 만들 수 있는 좋은 기회가 될 것이다.

● 뉴턴 하이라이트 시리즈의 마흔 번째 과학 단행본
과학 잡지 『Newton』은 기사 중에서도 독자의 호응이 특히 높았던 내용을 과학 단행본 ‘뉴턴 하이라이트’ 시리즈로 정리해서 매월 한 권씩 펴내고 있다. 앞서 나온 『상대성 이론』 『빛이란 무엇인가?』 『인체-21세기 해부학』 『주기율표』 『뇌와 마음의 구조』 『신비한 수학의 세계』 『미분과 적분』 등의 50여 종의 자매편들도 절찬리에 판매되고 있다.