양자역학은 이제 상식이 되어 가는 요즘이다. 어딜가나 양자역학 이야기가 쉽게 나오고, 심지어 연애 프로그램에서도 좋아하는 것으로 양자역학을 서로 꼽아 놀라는 장면이 나오기도 한다. 누구도 쉽게 이해할 수 없는 양자역학에 대하여 모두가 마치 아는 듯 군다. 나도 양자역학이 무엇인지 궁금한 마음에, 무엇이든 최대한 쉽게 설명해주시는 김상욱 교수의 책을 읽어보게 되었다.
전기공이었던 아인슈타인이 물리학의 대가에 오른 후 이렇게 많은 후배들과 교류했는지는 잘 몰랐다. 물리학 분야에서는 누구 하나 나서서 대단한 이론을 만들어낸다기 보다 누가 이거 아닐까? 하면, 다른 사람이 아니야, 이걸꺼야, 그리고 또 다른 사람이 아닌데 이거야. 이런식으로 꼬리에 꼬리를 물듯 이론을 완성해 나가는 독특한 특징을 가진다는 점이 재미있었다.
이름도 많고, 이론도 많아 모든 사람이 기억에 남진 않았지만 한가지 확실한 건 그렇게 꼬리에 꼬리를 문 여러 질문들의 최종 답은 "모른다" 였다는 점이었다.
세상의 모든 것은 아주 작은 양자 단위로 이루어져 있다. 내 손도, 내 책도, 키보드도, 내가 앉아 있는 의자도 모두 양자 덩어리들이다. 그런데 왜 뭉치지 않고 서로 분리가 가능한 걸까. 그것은 양자들끼리 응집되어 있으며 양자 주위를 돌고 있는 전자들이 일종의 밀어냄을 할 수 있기 때문이라고 한다.
그런데 정말 신기한 것은 이중슬롯을 설치해 놓고 양자들을 쏘아댈 경우, 양자는 두 개의 선으로 발사되는게 아니라 파동과 같이 여러개의 선을 만들어 내는 특징을 가진다는 것이다. 그런데, 이중슬롯 장치 바로 앞에 카메라를 설치하고 양자가 어디로 가는지를 기록하면 귀신같이 두 개의 줄만 만들어 진다. 마치 양자들이 누군가 관찰하니까 우리 한쪽으로만 가자 이렇게 의견을 나누는 듯한 모습이다.
이러한 양자의 특징에 대하여 많은 이론들이 나왔고, 모든 결론이 거의 황당하다. 어떤 사람은 양립할 수 없음에도 불구하고 양자가 물질이면서 동시에 파동의 성격을 가진다고 주장하기도 했고, 어떤 사람은 다중 우주를 제안하기도 했다. 그럴 경우 우리는 매 순간 선택마다 여러개의 우주로 분리된다는 이상한 결론에 이른다.
더욱 놀라운 점을 그럼에도 불구하고 여전히 양자의 이러한 신비로운 특징이 왜 발생하는지 밝혀낸 사람이 없다는 것이다. 나름의 과학기술 발전을 이끌어온 인류가, 결국 양자역학의 기본적인 특성조차 명확히 알아내지 못했다는 점이 나는 더 놀라웠다.
우리가 그토록 양자역학에 열광하는 이유는 어쩌면 양자역학의 결론이 '모른다' 이기 때문이라고 생각한다. 그 옛날 칸트가 고뇌했던 생각하는 나만이 존재한다고 말할 수 있는 것처럼, 어쩌면 우리는 내가 본다, 내가 관찰한다는 것 이외에는 아무것도 모른다는 결론이 익숙하게 다가오는 건지도 모르겠다. 이 논리대로라면 지금 내 눈에 보이지 않는 '달'은 존재하지 않는 것이다.
우리가 그토록 전혀 이해할 수 없는 양자역학에 열광하는 이유는 앞으로의 미래에 대해 한치 앞도 안다고 말할 수 없는 인생의 진리가 양자역학의 결론과 같기 때문일지도 모르겠다.
