수식 없이 만나는 양자역학, 그리고 이론 뒤에 숨은 거장들의 인간적 이야기! 양자컴퓨터 시대가 다가오면서 양자역학에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 양자역학은 여전히 많은 이들에게 어렵고 신비로운 분야로 느껴진다. 이 책은 복잡한 수식 대신 일상적 비유로 양자역학의 핵심 개념을 쉽게 풀어낸다. 특히 양자역학을 탄생시킨 10명의 과학자의 삶과 개인적 고뇌를 깊이 있게 다룬다. 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크, 슈뢰딩거 등 거장들이 전쟁과 혼란의 시대 속에서 어떻게 혁신적 이론을 만들어냈는지, 그들의 인간적 면모와 과학적 업적이 어떻게 연결되는지 보여준다. 이론의 탄생 배경과 과학자들의 여정을 함께 이해하면 양자물리학이 훨씬 더 생생하게 다가올 것이다. ◈ 내용 소개 ◈ 1. 양자역학을 만든 거장들의 삶과 사상 - 위대한 발견 뒤에 숨겨진 인간적 고뇌와 역경 이 책을 통해 플랑크, 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크, 슈뢰딩거, 디랙, 파인만, 벨, 보즈, 봄 등 양자역학을 탄생시킨 10명의 과학자들을 만난다. 이들은 세계대전, 정치적 탄압, 이데올로기 분쟁이라는 격변의 시대를 살았다. 그럼에도 호기심과 인내로 자연의 비밀을 밝혀냈고, 자신의 발견이 가져올 윤리적 의미와도 씨름했다. 이 책은 방정식 뒤에 가려진 그들의 우정과 갈등, 실패와 결단, 그리고 과학을 넘어선 철학적 고민까지 생생하게 담아낸다. 2. 양자역학의 핵심 원리와 실험들 - 일상의 비유로 이해하는 불확정성 원리부터 양자얽힘까지 입자-파동 이중성, 불확정성 원리, 중첩 현상, 슈뢰딩거의 고양이, 양자얽힘 등 양자역학의 가장 중요한 개념들을 지루한 수식 없이 설명한다. 또한 이중 슬릿 실험, 광전효과 같은 혁신적 실험들이 어떻게 고전물리학의 상식을 뒤집었는지 살펴본다. 빛과 파동, 상대성이론부터 시작해 미시 세계의 신비로운 법칙들을 차근차근 풀어낸다. 이를 통해 게임 캐릭터의 프레임처럼 우리 눈에 보이는 단단한 세계가 사실은 에너지의 끊임없는 출렁임이라는 사실을 깨닫게 된다. 3. 우리 일상을 바꾼 양자물리학 - GPS부터 양자컴퓨터까지, 양자역학이 만든 미래 양자역학은 이론에 그치지 않고 우리 삶 곳곳에 스며들어 있다. GPS 내비게이션, 엑스선, 레이저, 스마트폰, 신용카드, MRI 등 일상에서 사용하는 기술들이 모두 양자물리학 연구의 결과다. 양자 시계 덕분에 위성 간 통신이 정밀해졌고, 양자 암호는 보안의 새 지평을 열었다. 앞으로 양자컴퓨터가 복잡한 계산을 처리하며 또 다른 혁신을 가져올 것이다. 이 책은 양자역학이 어떻게 현대 기술의 토대가 됐고, 미래를 어떻게 바꿔갈지 보여준다. ◈ 이 책의 대상 독자 ◈ 1. 양자역학 입문자 물리학을 전공하지 않았지만 양자역학에 관심 있는 일반 독자. 복잡한 수식과 전문 지식 없이도 충분히 이해할 수 있도록 구성됐다. 2. 미래 기술을 준비하는 사람들 양자컴퓨터와 양자 암호 등 미래 기술의 작동 원리를 이해하고 싶은 사람들. IT 업계 종사자나 기술 트렌드에 민감한 독자들에게 적합하다. 3. 과학사와 인물에 관심 있는 독자 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크 등 과학 거장들의 삶과 사상을 알고 싶은 사람들. 이론 뒤에 숨은 인간적 이야기를 중요하게 다룬다. 4. 호기심 많은 일반인과 학생 우주와 자연의 본질이 궁금한 사람들. 판테온 스페이스 아카데미가 강조했듯이 "가족들이 함께 즐겁게 읽을 만한" 교양서다. 5. 철학적 질문을 좋아하는 사고형 독자 현실의 본질, 관측과 인식의 관계, 인과율 같은 철학적 주제에 관심 있는 독자들에게 흥미로울 것이다.

PART1. 과학의 거장들 소개 막스 플랑크 양자역학을 향한 플랑크의 여정 급진적 아이디어의 도입 개인적 고난, 과학적 업적 공동 연구 플랑크의 혁명적 역할 플랑크 상수의 유산 마무리 알베르트 아인슈타인 특허청 직원에서 과학의 상징으로 발견으로의 항해 ‘기적의 해’ 아인슈타인 이론의 발전 마무리 닐스 보어 양자이론의 선구자 멘토이자 친구: 교육자로서 보어의 유산 전쟁, 윤리, 과학적 책임 연구실 너머의 삶: 음악, 스키, 가족 과학에서 인류의 유산 베르너 하이젠베르크 영감의 원천 불확정성 원리의 탄생 협력과 우정 코펜하겐 회의 전쟁 이후, 하이젠베르크의 삶 철학과 유산 마무리 에르빈 슈뢰딩거 슈뢰딩거의 걸작 끈질기게 버틴 사고 실험 자연과 등산에 대한 열정 물리학에서 생물학으로 동양철학과 의식 협력, 경쟁, 존중 마무리 폴 디랙 초년 시절의 성장 과정 디랙의 연구 철학 내향성과 침묵 반물질의 예측 협력, 경쟁, 우정 물리학 밖으로의 열정 마무리 리처드 파인만 파인만 도형: 복잡함을 간단하게 과학과 삶을 놀이처럼 접근하기 동료 과학자들과의 관계 상실에 직면하기 챌린저 참사 교육과 소통 마무리 존 벨 공학적 근본과 과학적 엄격함 고전적 가정 깨부수기 연구를 살펴보자 인간관계와 지적인 결합 급진적 변화 취미와 개인적 관심 마무리 사티엔드라 나드 보즈 보즈의 초창기 거절을 이겨 내기 보즈-아인슈타인 응축 파트너십 구축 및 존중 보즈의 관심사 지속되는 충격 마무리 데이비드 봄 기존 틀에 도전하기 지적인 대립과 숨은 변수의 모습 찾기 봄의 더 넓은 철학적 영향 내포적 질서 명시적 질서 대화의 철학자 고립과 추방과의 투쟁 과학과 사회에 대한 비전 봄의 관심 마무리 PART1 결론 PART 2 판테온 스페이스 아카데미와의 만남 들어가며 1장 양자물리학의 역사 양자 역사의 화살 무대 세우기 과학의 한계 부수기 “새로운” 양자이론 오늘날의 양자역학 2장 무엇이 양자물리학일까? 정의 양자물리학의 다섯 가지 기초 양자의 신비 풀어내기 3장 입자-파동 이중성의 신비로움 입자와 파동 빛의 신비 입자의 숨겨진 비밀 양자물리의 혁신 연못을 가로질러 돌을 던지기 4장 상대성이론 상대성이란 무엇인가? 양자역학의 질문들 일반 상대성이론의 문제 5장 슈뢰딩거의 고양이 역설 중첩 이중 슬릿 실험 슈뢰딩거의 고양이 역설 슈뢰딩거 고양이의 진실 양자학파들의 생각 6장 양자얽힘 풀어내기 양자물리학자들과 얽힘 섬��한 원격 작용 7장 끌어당김의 법칙 나는 관측한다. 그러므로 나는 존재한다 과학과 철학의 얽힘 끌어당김의 법칙 현실화의 기술 현실이 된 꿈과 목표 8장 양자물리학의 인과율 시간의 화살 양자 인과율 역인과율의 꿈 9장 섬��한 양자역학의 쓸모 양자역학의 응용 양자역학의 가능성 10장 양자컴퓨터의 희망 과거의 컴퓨터 미래의 컴퓨터 양자컴퓨터로 작업하기 11장 놀라운 양자 실험 양자적 가능성 탐구 현실을 깨기 양자 우월성 양자물리학 연구의 미래 PART2 결론 양자물리학 이해하기 양자의 힘 물리와 당신

◈ 한국어판 서문 ◈

독자 여러분께

과학에 대한 열정을 나누는 이 커뮤니티에 함께해 주셔서 진심으로 감사드립니다.

저는 오래전부터 한국의 교육열과 혁신에 대한 열정을 깊이 존경해 왔습니다. 이 책이 그러한 전통 속에서 여러분과 만날 수 있게 되어 기쁩니다. 양자물리학을 처음 접하시는 분들도 편안하게, 자신 있게 읽어 나가실 수 있도록 구성했습니다. 흥미로운 호기심은 물론, 깊이 있는 질문들도 자연스럽게 떠오를 것입니다.

『비전공자를 위한 양자물리학(Quantum Physics for Beginners)』은 출간 이후 전 세계 수천 명의 독자에게 사랑받아 왔습니다. 아마존 베스트셀러 선정, 800개 이상의 별점 5점 리뷰, 아마존 편집팀 추천은 우리의 믿음을 확인시켜 줬습니다. 사람들은 새로운 것을 배우고, 도전을 즐기며, 우주를 더 깊이 이해하고 싶어 한다는 믿음 말입니다.

이 책을 쓸 때 우리의 목표는 단 하나였습니다. 어렵고 낯설게만 느껴지던 양자물리학을 독자 한 분 한 분께 따뜻한 초대장처럼 전하는 것입니다. 양자물리학은 흔히 "너무 복잡하다", "너무 추상적이다", "천재들만 이해할 수 있다"고 여겨집니다. 판테온 스페이스 아카데미는 이런 편견을 깨고 싶었습니다. 이제 여러분 차례입니다. 이 놀라운 과학의 세계를 즐겁게 배우시고, 주변 분들과 나눠 보시기 바랍니다.

한국어판을 만들어 주신 에이콘출판사 편집팀께도 깊이 감사드립니다. 세심한 번역 작업으로 원서의 과학적 정확성과 톤, 열정을 그대로 살려주셨습니다. 덕분에 양자물리학의 경이로움이 한국 독자 여러분께 잘 전해질 것이라 믿습니다.

이 책에서 한 가지만 기억해 주신다면 좋겠습니다. 양자물리학은 단지 보이지 않는 작은 입자의 세계가 아닙니다. 생명, 시간, 공간을 포함한 자연과 우리가 어떻게 연결되는지를 탐구하는 아름다운 시선입니다.

이 책을 펼쳐 든 여러분을 진심으로 환영합니다. 이 책이 여러분의 호기심을 북돋우고, 용기를 더해 주는 동반자가 되기를 바랍니다.

이제 함께 이 여정을 시작해 봅시다.

-네이선 둡스키(Nathan Dubsky),

판테온 스페이스 아카데미(Pantheon Space Academy) 편집장

◈ 옮긴이의 말 ◈ 최근 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터 기술을 초월해 새로운 패러다임을 만들 것처럼 각광받고 있다. 이에 힘입어 그 작동 원리인 양자역학도 주목받고 있다. 하지만 양자역학은 우리가 일상에서 자연스럽게 관찰하고 깨달을 수 있는 고전역학과 달리, 눈에 보이지 않는 미시 세계와 그 안에 있는 입자들의 비상식적인 움직임을 설명하는 이론이다. 아무리 쉽게 설명해도 누구나 이해하기는 어렵다. 대중적 관심이 커졌지만, 이러한 난해함은 쉽게 줄어들지 않아 양자역학은 여전히 많은 사람에게 신비로운 주장처럼 느껴지곤 한다. 양자역학은 난해한 물리학 이론이라 물리학을 전공하지 않은 독자들이 쉽게 소화하기 어렵다. 그렇지만 양자역학을 발견한 과학자들의 사고방식과 연구 과정을 이해한다면 이 이론을 훨씬 부드럽게 받아들일 수 있을 것이다. 이 책의 강점은 난해한 이론을 일상적 비유로 쉽게 풀어낼 뿐 아니라 과학자들의 생애, 개인적 고뇌 그리고 어려운 조건 속에서도 연구를 계속한 열정까지 함께 담아냈다는 점이다. 양자역학이 발전한 19세기 말에서 20세기 초는 전 세계적으로 혼란의 시대였다. 산업화로 인한 생산력 증대와 함께 국제적 충돌과 전쟁이 격화됐고, 무수한 사람들이 고통받았다. 과학자들도 이 역사적 격변 속에서 예외가 아니었다. 하지만 양자역학은 이러한 거친 폭풍 속에서도 연구를 계속한 학자들에 의해 점진적으로 발전했다. 그들이 마주한 도전은 물리학 문제에 그치지 않았다. 양자역학의 발전은 혁신적이면서도 파괴적이었기에, 자신의 연구가 가져올 세계적 영향을 직시해야 했다. 익숙하지 않은 독자가 추상적인 물리학 이론을 가공되지 않은 수식과 그래프로 곧장 접하면 거부감을 느끼기 쉽다. 그러나 아무리 어려운 이론도 결국은 인간이 세상을 설명하기 위해 만든 이야기다. 적절한 맥락과 인간적 요소를 더하면 훨씬 이해하기 쉬워진다. 이 책에는 그림이 한 장도 없지만 적절한 비유와 설명을 통해 독자의 머릿속에 생생한 이미지를 그려낸다. 끝까지 읽고자 하는 독자의 집중력만 있다면 이 책을 충분히 따라갈 수 있다. 우리는 과학자들이 양자역학을 발견하고 응용해 만든 다양한 전자 장치를 사용하며 편리한 생활을 누리고 있다. 그러나 양자역학이 어떻게 발전했고 그 본질이 무엇인지 구체적으로, 심지어 직관적으로도 제대로 이해하지 못하는 경우가 많다. 독자 여러분이 이 책을 통해 그 본질에 한 발짝 다가설 수 있다면 이를 번역해 소개하는 역자로서 그리고 물리학과 양자역학을 사랑하는 한 명의 과학자로서 보람 있는 작업이었다고 생각한다.