세상에서 가장 쉬운 양자역학 수업

<양자역학>이 궁금해서 어린이용? 책을 일단 골라봄.

양자역학을 처음 접한다면 쓰윽 읽어볼 만하다 싶음.

다만 잡다한 일화를 빼면 내용은 매우 짧음.

 

중국 저자, <삼체 속의 물리학> 이라는 책으로 유명하다는데, 이 책은 아직 번역본은 안나온 듯.

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제1강_양자의 세계는 어떤 모습일까?

 

이런 귀여운 그림으로 이해를 돕는다

 

#불확정성의원리 : 미시적 세계에서는 물체의 위치와 운동량은 동시에 측정할 수 없다.

파장이 긴 빛을 이용하면 미세입자의 운동량을 정확히 측정할 수는 있지만 그 위치는 정확히 측정할 수 없다. 

반대로 파장이 짧은 빛을 이용하면 미세입자의 위치는 정확히 측정할 수 있지만 그 운동량을 정확히 측정할 수 없다.

제2강_물질은 어떻게 안정성을 유지할까?

볼프강 파울리의 배타원리

 

#쿼크 Quark

#기본입자

제3강_양자역학은 어디에 사용될까?

레이저

반도체 - 다이오드, 트랜지스터(트라이오드)

#양자전송 Quantum teleportation

: 양자 얽힘 Quantum entanglement 을 이용.

현재 인류가 한 번에 전송할 수 있는 광자의 수는 최대 12만 8천 개.

...인체의 100퍼센트가 물이라고 가정할 때, 사람의 몸에는 70^19 억 개의 원자가 있다.

제4강_양자 컴퓨터와 인류의 뇌

#슈뢰딩거의 고양이 

: 상자를 열기 전까지 고양이는 50퍼센트는 살아 있고, 50퍼센트는 죽어 있는 일종의 중첩 상태에 놓이게 된다.

양자 컴퓨터와 고전 컴퓨터의 가장 핵심적인 차이는 양자 컴퓨터의 기본 부품인 스위치가 열린 상태이면서 동시에 닫힌 상태라는 점이다. 0과 1이라는 두 개의 숫자를 동시에 표시할 수 있다. 이러한 양자 스위치를 양자 비트라고 한다.
...
두 개의 고전 스위치는 한 번에 한 개의 숫자만 표시할 수 있다. 하지만 두 개의 양자 스위치는 한 번에 00. 01, 10, 11이라는 4개의 숫자를 표시할 수 있다. 스위치 수량이 증가해도 고전 시스템이 한 번에 표시하는 숫자는 여전히 하나지만 양자 시스템에서 한 번에 표시하는 숫자는 지수의 방식으로 급속히 증가한다.

 

일단 양자 컴퓨터가 생겨나면 인간 의식의 업로드가 가능해진다. 그렇게 되면 인류는 영생할 수 있을까? 이것은 윤리, 도덕 등 인류 사회의 여러 면에 영향을 미치므로 인류의 유전자를 변화시키는 것보다 더 많은 고민이 필요한 문제다.

부록_실험으로 양자역학 이해하기
실험1 빛의 간섭
실험2 레이저로 풍선 터뜨리기1
실험3 레이저로 풍선 터뜨리기2
실험4 플랑크상수 측정

에필로그

 

 

책소개 >

페이스북 설립자 마크 저커버그는 중국 칭화대학에서 강연을 하면서 양자역학 공부가 자신의 사고방식에 큰 영향을 미쳤다고 이야기했다. 저커버그가 딸에게 양자역학에 관한 책을 읽어주는 사진은 잘 알려져 있다. 알리바바의 창업자 마윈 또한 양자역학에 대한 과외수업을 받기도 했다. 그렇다면 이들은 왜 모두 양자역학에 관심을 두었을까?
뉴턴이 만든 고전역학이 우리 일상생활의 거시적 세계에만 적용되는 데 반해, 양자역학은 원자, 분자, 소립자 등의 미시적 대상에 적용되는 역학이다. 이러한 양자역학이 가진 의미는 다양하다. 세계를 움직이는 규칙을 정확하게 인식할 수 있게 하며, 다양하게 응용할 수가 있다. 실제로 이미 양자역학은 우리 생활 곳곳에서 응용되고 활용되고 있다. 반도체 칩과 레이저가 바로 양자역학의 이론에서 만들어진 것이다. 미래는 양자역학에 달렸다는 말이 나올 정도로 양자역학에 관한 관심은 점점 높아가고 있다. 양자역학은 이제 전공자뿐 아니라 현대인의 교양과학으로 자리 잡아가고 있다.

『세상에서 가장 쉬운 양자역학 수업』은 마윈의 과학 스승이자 중국 최고의 천체물리학자 리먀오 교수가 청소년에게 이야기로 들려주는 양자역학 입문서다. 출간 당시 어려운 양자역학을 가장 쉽게 설명했다는 평가를 받으며 중국 아마존 과학 분야 베스트셀러 1위에 올랐다. 어려운 물리학 개념을 일상적인 대상에 빗대어 설명하고 물리학사에 등장하는 아인슈타인·막스 플랑크·베르너 하이젠베르크 등의 많은 과학자들을 친근하게 소개할 뿐만 아니라, 다채로운 그림을 담아 아이에서 어른에 이르는 다양한 연령층이 쉽게 이해할 수 있도록 했다.
총 4강으로 이루어진 이 책은 고전역학에서부터 양자역학으로 이어지는 물리학의 흐름을 짚어주고, 눈으로는 확인할 수 없는 양자 세계를 보여주며, 양자역학의 활용과 양자 컴퓨터로 이야기되는 양자역학의 미래를 전망하고 예측한다. 또한 각 장의 끝에 위치한 '알면 알수록 더 재미있는 과학 이야기'에서는 보다 흥미진진하고 심화된 내용의 양자역학 지식을 일목요연하게 정리해낸다. 추가로 부록에는 양자역학을 확인할 수 있는 네 가지의 실험을 담아 이해를 돕는다.