양자 물리학을 이보다 더 쉽게 설명할 순 없다
과학을 몰라도 즐길 수 있는 발랄하고 기발한 과학 소설!
스페인 베스트셀러, 미국을 비롯해 전 세계 10개국에 소개된 화제작!

“과학자들은 왜 그렇게 어렵게 설명해요?”
난해하기로 악명 높은 양자 물리학을 쉽게 설명해 드립니다!

과학을 전공하지 않은 보통 사람에게 과학자의 설명은 대개 이해하기 어렵다. 사람들이 쉽게 접근하기 힘든 여러 과학 분야 중에서 양자 물리학은 가장 난해하기로 악명이 높다. 오죽하면 리처드 파인먼이라는 과학자가 “양자 이론을 제대로 이해하고 있는 사람은 아무도 없다고 자신 있게 말할 수 있다.”라는 말까지 했을까. 이 말은 결코 과장이 아니다. 과학자들에게조차 양자 물리학은 어렵고 난해한 분야이기 때문이다.

양자 물리학은 20세기 초에 정립된 물리학으로 원자와 원자 속에 있는 전자, 전자보다 작은 입자들의 상호 작용을 연구하는 학문이다. 18세기 뉴턴의 운동 법칙을 바탕으로 만들어진 고전 물리학으로 설명할 수 없는 부분들을 설명하기 위해 탄생했다. 양자 물리학은 우리가 잘 볼 수 없고 경험할 수 없는 아주 작은 양자 세계에서 벌어지는 일들을 다루기 때문에, 우리의 상식이나 경험과 달라 기이하고 난해할 뿐만 아니라 때로는 마법 같은 느낌을 주기도 한다. 그래서 과학자들도 제대로 이해하고 설명하기 쉽지 않을 뿐만 아니라, 과학을 전공하지 않은 보통 사람들이 관심을 갖고 접근하기는 더더욱 쉽지 않다.

그런데 얼마 전 양자 물리학이 많은 사람들의 관심의 대상이 된 적이 있다. 유럽 입자 물리 연구소라는 곳에서 힉스 입자로 추정되는 물질을 발견했다는 기사가 전해진 것이다. 보통 사람들에게는 생소한 힉스 입자 발견에 과학계가 흥분하고, 언론에서 크게 보도하는 이유는 무엇일까?

힉스 입자가 그만큼 중요하기 때문이다. 힉스 입자는 빅뱅 직후에 모든 입자에 질량을 부여한 것으로 추정되는 입자로, 현재 우주의 모든 물질을 구성하는 데 큰 역할을 해 우주 탄생의 비밀을 밝히는 데 중요한 입자이다. 힉스 입자에 관한 보도가 있은 뒤, 포털 사이트에서는 힉스 입자가 검색어 순위에 올랐다. 낯선 용어였기 때문에 궁금함도 있었을 것이고, 또 많은 사람들이 관심과 호기심을 갖고 있다는 증거일 것이다.

힉스 입자의 발견으로 양자 물리학에 대한 관심이 높아졌는데 사실 양자 물리학은 이미 우리 일상생활 깊숙이 자리하고 있다. 우리가 흔히 쓰는 첨단 전자 제품이나 생명 공학 등의 첨단 과학이 양자 물리학을 바탕으로 하고 있기 때문이다. 컴퓨터에 들어가는 중요한 부품인 반도체를 만들 때에도 전자와 같은 작은 입자의 성질을 잘 알고 잘 다루는 기술이 필요하다. 그래서 작은 입자들을 연구하는 양자 물리학을 이해하는 게 점점 중요해지고 있다.

이렇듯 양자 물리학은 우주의 비밀을 밝히는 학문인 동시에 현대의 과학과 기술의 바탕이 되는 학문이다. 그래서 어렵다고 외면할 수 있는 것이 아니고, 자연 현상을 이해하려면 꼭 알아야 하는 분야이다. 특히 앞으로 다양한 학문을 접하고 배워나가야 할 청소년들에게는 특히 꼭 필요한 지식이라고 할 수 있다.

하지만 어렵고 난해하다는 양자 물리학 이론을 어떻게 쉽게 이해할 수 있을까? 보통 사람들이 이런 고민을 할 때 과학자들 역시 어떻게 쉽게 설명할 수 있을까를 고민한다. 이 책은 그런 고민에서 출발한 책이다. 이 책을 지은 소니아 페르난데스 비달은 유럽 입자 물리 연구소를 비롯해 다양한 과학 연구소에서 일하며, 일반인들에게 양자 물리학을 쉽게 설명하는 강연도 함께하고 있다. 대중들과 만나면서 좀 더 많은 사람들이 양자 물리학과 친해졌으면 좋겠다는 바람을 가지게 되어 이 책을 쓰게 되었다. 이 책은 소설 형식으로 양자 물리학을 쉽고 재미있게 풀어내어 스페인에서 출간되자마자 베스트셀러가 되었고, 미국 등 전 세계 10개국에 소개되며 화제가 되었다.

양자 물리학과 환상적인 이야기가 만나다
과학 지식과 철학적인 메시지까지 담은 수작!
평범한 소년 니코는 어느 날 아침 천장에서 이상한 문장을 보게 된다.

뭔가 새로운 일이 생기길 바란다면 행동부터 바꿔야 해.

이 말이 계속 머릿속에서 맴돌면서 니코는 매일 다니던 등굣길을 바꿔 새로운 길로 학교에 가보려 한다. 그런데 그 길에서 처음 보는 낯선 집을 보게 되고, 호기심에 이끌려 집 안으로 들어가게 된다. 니코가 들어간 곳은 바로 양자 세계. 그곳에서 니코는 빅뱅을 경험하고, 물질과 반물질의 축구 경기를 보고, 벽을 뚫고 나가는 터널링을 하고, 슈뢰딩거의 고양이도 만나는 신비한 경험을 하게 된다. 그러면서 양자 세계를 이루고 있는 개념들을 하나하나씩 이해해 간다.

도입부부터 수수께끼의 문장으로 시작한 이야기는 중간 중간 흥미로운 수수께끼를 던지면서 양자 물리학에 재미있게 접근할 수 있게 한다. 니코의 모험을 따라가다 보면 양자 물리학의 개념들을 자연스레 배워나갈 수 있다. 책 중간 중간에는 어려운 과학 용어들을 ‘양자 세계 용어 사전’이라는 꼭지로 풀어놓아 좀 더 쉽게 접근할 수 있게 도왔다.

이 책은 양자 물리학을 바탕으로 한 과학 소설이지만 이야기 자체로서도 충분한 매력을 지니고 있다. 니코가 여러 위기를 겪으며 자신이 왜 양자 세계에 왔는지를 알아가는 과정은 양자 물리학의 특이한 현상들과 잘 버무려져 흥미진진한 한 편의 모험 이야기로 탄생했다.

이 책의 또 다른 장점은 과학 지식을 전달하는 데만 급급하지 않고 철학적인 메시지도 함께 전하고 있다는 점이다. 니코는 양자 세계에서 여러 가지 경험을 하면서 자신이 살고 있는 우주가 생각 이상으로 신비로운 곳이라는 것과 우주 만물이 서로 연결되어 있다는 것을 알게 된다. 그렇기에 자신의 행동이 지구와 우주에 영향을 주게 된다는 것도 깨닫게 된다. 이 부분은 발전하는 과학에 대한 책임감, 그리고 지구에 영향을 미치며 살아가는 인간의 책임감을 이야기하는 대목이기도 하다. 그래서 이 책은 청소년들에게 양자 물리학을 소개하는 과학 소설이면서도 과학의 의미와 책임감을 상기시키는 철학 소설이기도 하다.