감수의 글
머리말
HOME ROOM 1 수식 없이도 양자 역학을 이해할 수 있다!
HOME ROOM 2 양자 역학은 새 시대의 필수 교양!
HOME ROOM 3 ‘미시 세계’의 물리학
HOME ROOM 4 ‘미시 세계’에서는 물리 법칙이 달라진다
HOME ROOM 5 양자 역학을 공부하는 의미
HOME ROOM 6 양자 역학의 4가지 포인트
제1장 양자 역학에서 중요한 ‘파동’의 개념
LESSON 1 물리학의 ‘파동’은 어떤 것일까?
LESSON 2 파동의 성질① ‘회절’
LESSON 3 파동의 성질② ‘간섭’
제2장 ‘이중성’이란 무엇일까?
LESSON 4 ‘빛’은 입자일까, 파동일까?
LESSON 5 입자와 파동의 ‘이중성’
LESSON 6 ‘파동’을 통해서 전자의 존재 확률을 생각한다
제3장 ‘보면’ 결과가 달라진다?
LESSON 7 ‘관측’이 ‘결과’에 영향을 끼친다
제4장 ‘터널 효과’란 무엇일까?
LESSON 8 양자 역학의 ‘터널 효과’
LESSON 9 ‘터널 효과’와 태양의 관계
제5장 ‘불확정성’이란 무엇일까?
LESSON 10 슈테른-게를라흐 실험①
LESSON 11 슈테른-게를라흐 실험②
LESSON 12 양자 역학의 ‘불확정성’
제6장 ‘양자 얽힘’이란 무엇일까?
LESSON 13 멀리 떨어져 있어도 보이지 않는 실로 이어진 관계
제7장 양자 역학을 이용한 신기술
LESSON 14 양자 컴퓨터
LESSON 15 양자 전송
LESSON 16 일상생활에서 ‘양자적인 효과’를 실감하지 못하는 이유
1시간 만에 쉽게 이해하는
양자 역학의 세계!
《과학은 어렵지만 양자 역학은 알고 싶어》는 수학과 물리를 학원 선생님처럼 알기 쉽게 설명하며 인기를 얻은 일본의 인기 유튜버 요비노리 다쿠미의 4번째 책으로, 전작 《과학은 어렵지만 상대성 이론은 알고 싶어》에 이어 누구나 쉽게 양자 역학의 세계를 1시간 만에 이해할 수 있도록 초보자의 질문에 알기 쉽게 답하는 구성으로 정리한 책이다.
양자 역학은 미시적인 물질세계를 설명하는 현대 물리학의 기본이론으로 고전 물리학에 익숙한 사람들에게는 여전히 낯설고 어렵게 느껴진다. 하지만 최근 ‘양자 컴퓨터’나 ‘양자 전송’ 같은 말을 뉴스에서 자주 듣게 될 정도로 스마트폰이나 컴퓨터의 개발 등에 양자 역학의 지식이 당연하다는 듯이 활용되면서 주목받고 있다. 이 책에서는 그런 친근한 예를 소개하면서 수식을 전혀 사용하지 않고도 양자 역학의 본질을 맛볼 수 있도록 대화식으로 쉽고 재미있게 설명했다. 이 책을 읽고 나면 누구나 양자의 세계에 호기심이 생기며 더 깊이 있게 탐구해 보고 싶어질 것이다.
양자 역학은
‘미시 세계’의 물리학이다
양자 역학은 19세기에 이미 완성된 역학, 전자기학, 열역학 같은 고전 물리학으로는 설명하기 어려웠던 엄청나게 작은 ‘미시 세계’의 물리 현상들의 원인을 파고든 결과 눈에 보이지 않을 만큼 작은 미시 세계의 움직임에 영향을 받는다는 사실을 알게 되면서 탄생했다. 양자 역학은 상대성 이론처럼 우리에게 경험적으로 친숙한 고전 물리학의 규칙이 뒤집히며 도저히 믿기 힘든 결과를 낳는 경우가 많다. 그렇기 때문에 이 세계에서 일어나는 일들을 새로운 관점에서 바라보는 계기가 될 수 있다. 양자 역학의 주요한 4가지 포인트는 다음과 같다.
첫째, 물질은 입자와 파동의 성질을 함께 지니고 있다.
둘째, 관측하기 전까지는 실재를 생각하지 않는다.
셋째, 위치와 속도는 동시에 결정되지 않는다.
넷째, 에너지의 벽을 통과한다.
까다로울 것만 같은 양자의 세계에
한 걸음 더 다가
