[직감하는 양자역학]
보고 있는 세상은 세상의 실체가 아니다
양자를 다루는 학문인 양자역학에는 "모르겠다"라는 말이 항상 따라다닌다
제1장 고전 물리의 세계관
자연현상을 예측하기 위한 프로세스 자체는 확실하게 만들어져 있다. "양자역학"이라 불리는 방법론을 따라 수학의 도움을 빌린다면, 마이크로 세상의 현상을 올바르게 예측할 수 있다. 양자역학을 이용해 플래시 메모리와 같은 반도체 기술부터 MRI와 같은 의료 기술에 이르기까지 여러 과학기술을 개발했고, 우리 생활을 풍요롭게 만들고 있다. 과학의 목적은 진리탐구와 같은 애매한 것이 아니라, 현실 세계를 합리적.정량적으로 설명하는 것이다.
직감이 작용하려면 토대가 되는 회로가 필요하며, 회로를 만들려면 올바른 방향으로 경험을 반드시 쌓아야 한다. 거꾸로 말하자면 무언가 새로운 것을 직감적으로 모르겠다고 느낀다면, 그것을 이해할 수 있는 회로가 자기 안에 구축되지 않았다는 뜻이다. 예전에 덧셈이나 공던지기가 그러했듯이
제2장 양자의 발견
중력과 관련한 지식이 풍경을 바꾼 것과 마찬가지로 우리가 보는 풍경 뒤에 사실은 양자가 있다고 알게 되면, 세계를 "보는 방식"이 달라진다. 지금 이 세계는 세계관이 변천하는 한가운데에 있다고 해도 과언이 아닐 것이다.
제3장 빛과 전자도 양자이기 때문에
세상의 근본에 양자가 있다고 알게 된 지금, 세상을 이해하고 싶으면 양자가 어떤 원리에 근거해서 움직이는 존재인지 시선을 돌리지 말고 바라봐야 한다.
제4장 양자의 세계로
행렬역학에 따르면 양자가 관련된 온갖 자연현상을 정확하게 예측할 수 있다는 사실이다. 수소 원자의 발광 스펙트럼은 물론이고, 초기 양자론이 올바르게 계산할 수 없었던 다른 원자.분자의 발광 스펙트럼도 올바르게 계산할 수 있다.
제5장 양자의 군상
양자의 운동이란 행렬의 운동이며, 파동함수의 운동이며, 가능한 모든 경로를 통과하는 입자의 운동이지만, 그 어느 것도 아니다, 양자역학은 오감과 직접적으로 대응하지 않으며, 직감적인 이해가 미치지 못한다.
제6장 양자가 만들어내는 물질세계
이 세상은 애초에 양자로 이뤄져 있으므로 입자나 파동이라는 개념 자체가 일상생활 속에서 길러진 근사적인 개념일 뿐인 것이다. 빛과 물질 모두 본래의 움직임은 양자물리학의 지배를 받고 있다.
제7장 양자는 시공을 초월하여
중첩과 얽힘 모두 양자 상태를 상수로 곱하거나 서로 더할 수 있는"벡터"로 표현하고, 이를 그대로 이해할 수 있다. 하지만 그 효과는 엄청나다. 왜냐하면 "양자의 영향은 거리와 시간을 초월한다"라는 놀라운 결론을 끌어내기 때문이다.
제8장 우주의 계산기 양자컴퓨터
양자비트의 변형은 상태 벡터에 적절한 (유니터리) 행렬을 적용하는 것이다. 그런 의미에서 양자 계산은 우주의 근원적인 물리법칙을 직접 사용한 계산이라고 해도 좋을 것이다.