굿모닝작전
독일의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 고안한 사고(思考) 실험 ‘슈뢰딩거의 고양이’는 양자 상태를 상징하는 비유로 유명하다. 죽어있지도, 살아있지도 않은 아리송한 상태. 이 고양이는 히틀러의 폭압이 시작되는 1930년대 초 슈뢰딩거와 알베르트 아인슈타인이 전체주의 국가로 돌진하는 조국 독일에 대한 우려를 담아 주고받은 편지에서 처음 나온다.데이비드 카이저 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수가 쓴 <양자역학의 역사>는 양자역학과 관련된 100년 역사를 흥미롭게 다룬다. 제2차 세계대전에 마침표를 찍은 미국의 핵무기 개발 사업 맨해튼 프로젝트를 둘러싼 에피소드가 그렇다.
아인슈타인의 상대성이론이 파멸적 형태로 산업화된 게 인류 역사상 최강의 무기 핵폭탄이다. 아인슈타인은 생전에 양자역학에 부정적이었다. 광자라는 양자 개념을 처음 정립한 게 그인데도 말이다. 양자에 확률 개념을 처음 부여한 것은 양자역학의 아버지라고 불리는 닐스 보어다. 아인슈타인은 생전 보어와 치열한 학문적 논쟁을 벌였다. 아인슈타인 본인은 부정했지만 상대성이론은 사실 양자역학의 발전에 지대하게 공헌했다. 맨해튼 프로젝트를 총괄한 로버트 오펜하이머가 UC버클리에서 양자역학을 가르쳤던 배경을 짚으며 저자는 이를 암시한다.
양자 행렬역학을 처음 구현한 베르너 하이젠베르크, 이를 구체화하고 발전시킨 수학자 폴 디랙을 소개하며 이야기의 문을 연다. 시간과 공간의 개념이 무너지는 블랙홀을 예측한 펜로즈-호킹 특이점 정리, 블랙홀의 가장자리에서 양자역학 법칙에 따라 에너지가 방출되는 호킹 복사현상 등 우주까지 넘나들며 양자역학을 탐험한다.
양자역학의 출발점인 불확실성과 모호함, 고양이가 죽어있지도 살아있지도 않다는 말장난은 양자컴퓨터의 큐비트로 현실화됐다. 큐비트는 ‘0 아니면 1’이라는 현재 컴퓨터의 비트와 달리 ‘0일 수도 있고 1일 수도 있다’는 정보처리 단위다. 양자기술의 근원을 더 깊게 살펴보고 싶은 투자자를 위해서도 도움이 될 만한 책이다.
이해성 기자 ihs@hankyung.com
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