머리말 고전물리학을 넘어 직감적으로 양자를 이해하는 법
제1장 고전 물리의 세계관
위치란 무엇인가?
빠르기란 무엇인가?
더는 엡실론 · 델타 논법 때문에 울지 않는다
변화의 빠르기라는 사고방식
물체의 움직임에 적용되는 이치
세계는 상상 속으로
제2장 양자의 발견
빛은 입자? 파동?
파동으로서의 빛
물체에서 나오는 빛의 수수께끼
물체에서 나오는 전자의 수수께끼
플랑크의 일격
아인슈타인의 추격
입자로서의 전자
원자의 딜레마
전자, 너마저!
환상의 소멸
제3장 빛과 전자도 양자이기 때문에
색이 보인다는 것
빛이 화학반응을 일으킨다는 것
건전지의 전압이 1.5V라는 것
불꽃놀이가 밤하늘을 채색한다는 것
태양의 모습이 그렇다는 것
우리가 여기에 있다는 것
밤하늘에 별이 보인다는 것
제4장 양자의 세계로
하이젠베르크의 도약
현미경의 원리
전자를 관찰하기 위한 감마선 현미경
‘불확정성’이 의미하는 것 - 양자에 이르는 통과점
그것은 사실인가?
양자의 위치와 측정한 위치
양자의 자연관
행렬이란 무엇인가?
행렬의 곱셈
벡터 내적이 의미하는 것
행렬 성분과 내적
위치와 운동량을 표현하는 행렬 / 양자의 상태를 표현하는 벡터
물리량의 기댓값은 행렬 성분 - 현실과 행렬의 교차점
불확정성은 평균값에서 떨어진 정도
불확정성 관계와 행렬의 관계
행렬역학의 처방전
제5장 양자의 군상
행렬과 벡터, 어느 쪽이 본질?
하이젠베르크에서 슈뢰딩거로
파동함수와 슈뢰딩거 방정식
어떤 천재의 양자역학 - 경로적분법
뉴턴역학의 심연으로
함수를 변수로
함수와 지형
최소작용의원리
경로적분 방법
현실 세계는 간섭이 결정한다
양자역학은 ‘느슨한’ 고전역학
양자역학의 풍경
제6장 양자가 만들어내는 물질세계
기본 입자는 궁극적인 몰개성 - 양자를 구별할 수 없다
양자가 두 개 있으면?
페르미온과 보손
스핀 - 양자의 회전
상태는 ‘위치’만이 아니다
물체와 접촉한다는 것
이 세상
고전물리학을 넘어 직감적으로
양자역학을 체득하는 색다른 강의
양자역학을 직감할 수 있을까. 언뜻 이 질문은 말도 안 되는 일처럼 보인다. 양자역학은 고전물리학과 다르게 우리의 상식과 직감에 어긋나기 때문이다. 하지만 뉴턴역학으로 대표되는 고전물리학과 결별하고, 새로운 직감을 길러서 양자역학을 이해한다면 어떨까. 《직감하는 양자역학》은 놀랍게도 이 같은 일이 가능하다고 말한다.
직감적 이해가 없다면, 양자역학은 고도의 수학을 동원해야만 진정한 모습을 드러낸다. 많은 사람이 양자역학을 알기 위해 교양서를 들었다가 어느 선에서 적당하게 만족하는 이유도 사실 여기에 있다. 교양서에서는 온갖 비유를 들어 쉽게 설명하지만, 비유는 비유일 뿐이다. 곧 한계에 부딪히고, 단편적인 이해에 머물고 만다.
이를 뛰어넘기 위해 이 책은 새로운 ‘직감’을 기르자고 제안한다. 사칙연산을 단박에 풀어내듯이 직감을 이용해 양자 현상을 곧바로 이해하자는 것이다. 직감은 경험에서 나온다. 그러니 직감을 기르는 일은 양자 현상을 올바르게 경험하는 일에서부터 시작한다. 올바른 경험이 계속 쌓이면 직감이 된다. 이 책은 바로 이 ‘올바른 경험’을 쌓는 첫걸음이 된다. 양자의 눈으로 세상을 바라보고 이해하면서, 양자역학을 직감적으로 체득하고자 하는 것이 이 책의 최종 목표다.
기존 상식과 직감을 버리고
새로운 양자 직감을 익히는 지적 모험
양자를 올바르게 경험하려면 일단 고전물리학에 경도된 상식에서 벗어날 필요가 있다. 이 책은 그래서 평소 우리의 세계관이 얼마나 고전물리학에 뿌리내리고 있는지를 살펴본다. 양자 세계가 얼마나 고전물리학과 떨어져 있는지를 보여주려고, 고전물리학의 대표인 뉴턴역학의 토대를 먼저 알아보는 것이다.
뉴턴역학에서는 가상 입자인 질점의 위치와 운동량을 계산한다. 정해진 위치에서 운동량을 구하면 질점의 그다음 위치와 속도를 알 수 있다. 그리고 물체는 질점의 집합으로 간주한다. 이런 일련의 과정은 우리에게 너무나 당연하며 상식적인 세계를 구성하는
