고등학생 독후감 양자역학 테마파크
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hwp어느 정도 양자 역학이라는 것이 무엇인가에 대해 미약하나마 배경지식을 지니고 있던 나는 이 책을 접할 때 한껏 기대를 하고 책장을 넘기게 되었다. 그리고 책장을 넘기는 매 순간마다 각 장의 화제들은 나의 관심을 이끌기에 충분 했으며, 양자역학이 우리의 세계에 이루 말 할 수 없는 영향을 끼치고 있다는 것을 알게 되었다. 우리가 살고 있는 세계에는 수많은 물체와 물질들이 존재하며 그것을 관찰하는 인류는 그것들에게 이름을 부여하였다. 그것들을‘사물’이라고 한다. 우리 주변에 존재하는 모든 사물은 주로 눈에 보이는 거시적인 물체를 뜻한다. 연장이나 종이, 연필, 책 등은 모두 각기 다른 것처럼 보여 서로 다른 역할을 하는 우리 생활의 가장 기본적인 생활 단위라고 생각된다. 하지만 그 물체들을 세분화 해보면 각각 서로 다른 성질을 지니고 있는 너무 작아 보이지 않는 미시적인 분자들로 이루어져 있다는 것을 알 수 있다. 이(분자)들이 물체의 성질을 나타내는 기본 단위이다. 설탕 분자나 암모니아 분자 가스 분자들이 그 예인데, 현대 생활에 와서는 이런 명칭이 그다지 낯설지 않다. 그런데, 하나하나의 분자들도 작은데 그 분자들을 이루는 더 작은 입자가 있으니 그것은 바로 원자이다. 원자는 옛날에 더 이상 쪼갤 수 없는 가장 작은 입자라고 불렸다. 때문에 과거에는 더 이상 쪼갤 수 없는 원자의 성질을 이해하기 위해서는‘원래 그러한 것인가 보다’라고 어림짐작 하는 방법 밖에 없었다. 그러나 근대물리학이 발달하면서 몇몇 물리학자들이 원자를 쪼개기 시작했다. 과거에는 쪼갤 수 없을 것이라던 원자를 원자핵과 전자로 먼저 쪼개기 시작한 것이다. 그것은 이온이 발생하면서 우연히 발견된 사실인데, 물 근처에 정전기를 띄게 한 빗을 갖다 댔더니, 물이 끌려오게 된 것이다. 여기서 관찰력이 뛰어난 물리학자들은 물이 전기적 성질을 지니고 있다는 것을 알게 되고, 그 전기적 성질을 (+)인 원자핵과 (-)인 전자로 나누게 된 것이다. 그중에서도 원자핵은 원자 자체의 질량을 100퍼센트 정도로 가지고 있으며 그 원자핵을 나누면 중성자와 양성자로 나눌 수 있다. 현대 물리학은 이보다 훨씬 더 나아갔지만, 우리가 다루는 양자역학은 주로 큰 질량을 가지고 운동하는 원자핵이 아니라 매우 가벼운 전자나 질량이 없는 광자를 가지고 실험하고 예측하고 관찰하는 것이기 때문이다.
그러나 양자역학의 문은 이제 열리기 시작했을 뿐이다. 흔히 양자역학을 설명할 때 가장 이해가 잘되는 좋은 예는 동전의 앞면과 뒷면을 맞추는 일이다. 그들의 확률은 언제나 1/2이며 앞면이 연속으로 15번이 나왔다고 해도 다음에 앞면이 나올 확률은 1/2이다. 그리고 이 확률이라는 숫자가 커지면 커질수록 그 값에 해당하는 자료 값이 많아지고, 비로소 이 결과를 양자역학에 끼워 넣을 때 전자가 분포할 확률이 정확해져 실제에 가장 근접하게 결과를 예측할 수 있게 되는 것이다. 하지만 양자역학의 세계는 위와 같이 단순한 현상으로만은 설명할 수 없어 우리의 일반적인 사고로는 접근할 수 없었다. 만약 전자 하나가 어느 한 슬릿으로 통과했는지 모르는 상태면, 그 전자는 어느 곳으로든 한 번에 통과한 것이 되며, 그 여러 곳의 슬릿을 한 번에 통과한 전자는 하나임에도 불구하고 상태가 중첩되어 여러 개의 입자가 존재할 때 발생하는 간섭이라는 현상을 일으킨다는 사실은 굉장히 나를 혼란스럽게 만들었다. 어떻게 하나의 전자가 여러 개의 전자와 똑같은 효과를 낼 수 있다는 것이지? 이런 현상은 현실세계에 살고 있는 나로서는 이해하기 어려웠다. 하지만, 이 책을 읽으면서 이렇게 생각할 수 있었다. 만약 누군가가 갑자기 뒤를 지나갔는데 그 사람의 얼굴을 보지 못한다면 그 사람이 누군지 알 수 없을 것이므로 뒤로 지나간 사람은 어떤 사람도 될 수 있는 것이다. 그러므로 전자가(전자는 빛의 속도로 움직인다.)어느 지점을 지나갔는지 알 수 없다면 모든 슬릿을 통과해 지나갔다고 생각했을 때 이해가 쉬웠다.
비록 모든 부분을 이해하고 적용 할 수 있을 정도로 읽지는 못했지만, 흥미를 가지고 접근한 양자역학의 이론은 나에게 굉장한 경험을 하게 해주었다. 우리 눈에 보이지 않는 세계를 연구한다는 사실은 얼마나 매력적이고 숨겨진 진실을 알고 싶어 안달이 나는지 앞으로도 계속 현대 물리를 접하고 연구해 보고 싶다.