파인만과 휠러의 만남, 양자미로

들어가며 18

1 휠러의 시계 37
훌륭한 바보짓 42
역학 가르치기의 역학 45
아인슈타인의 우주적 전망 47
입자 핑퐁 50
흩어지는 소나기 53
빙글빙글 도는 장치 56
시간에 관한 실험 60
최면술사 63
수프 이야기 66
연쇄반응 69

2 우주에서 유일한 입자 73
전자의 양자 도약 76
상대성이론이 말한다 81
구멍들로 이루어진 바다 85
나만의 방식을 찾아서 88
저항에 직면하다 92
시간 속을 지그재그로 97
심문 99
애틋한 상호작용 104
빛을 따르라 108
헌주(獻酒)와 영감 113
작용(action)으로 가득 찬 모험 114
전자의 단독자적 생애 118
꿈과 악몽 120

3 모든 길이 천국으로 통하지는 않는다 125
생명의 리듬 127
시간은 미로 132
「갈림길의 정원」 134
균열과 분열 137
학위를 얻는 데 집중하다 140
검은 머리가 파뿌리가 되도록… 142
비밀과 확신 145
장난스러운 부부 150
콤프턴 산란 족(family) 152
망명한 그리고 추앙받은 154
미래가 과거를 만들어낼 때 158
악마를 풀어놓다 161
조를 구출하기 163
지구종말시계 165

4 숨은 유령들의 길 169
전후의 우울 171
신성한 단순성 174
베테의 아이들 181
실의에 빠진 마음과 흔들거리는 접시 183
디랙의 틈 185
인재들의 모임 187
막강한 램과 움직이는 선들 191

5 섬과 산맥-입자 풍경을 지도로 그려내다 195
꿈을 품은 자들의 섬 196
파티용 트릭 200
구불구불한 선, 직선 그리고 고리 202
이타카에서 펼쳐진 한 영국인의 오디세이 207
정상에서 달린 마라톤 209
파인만의 첫 낭패 213
거친 자동차 여행 215
옴니버스 접근법 219
통합된 진리들 222
양자 중력학 226
테이블에 앉은 배신자 228
의무의 부름 230
서쪽으로 가라, 젊은 물리학자들이여 231
탈선 235
잘못된 추측 237

6 가능성들의 출렁이는 바다에서 아메바처럼 부유하는 생명 239
역사의 날실과 씨실 242
적은 가능성들 243
일반상대성이론의 변방 246
초유동체와 별로 대단하지 않은 결혼 248
아인슈타인의 집에서 250
벌레들의 식사 252
찰리와 기하학 공장 254
에이스 넷 258
우주의 파동함수 263
골칫거리 지온 265
현실이 나누어질 때 268
파동 너머로 271
끈적거리는 구슬 273
다세계 해석 276

7 시간의 화살과 불가사의한 미스터 X 281
대칭에 관해 생각하기 283
왼손잡이 투구 286
호수의 여인 289
설명의 귀재 291
미스터 X의 비밀 293
태초에 있었던 양자 요동 295
휠러 없는 휠러 298
우주에서 가장 외로운 곳 301
K 중간자와 씨름하다 303
마뜩잖은 노벨상 수상자 305
누구는 쿼크라 하고 누구는 파톤이라 하고 309
알파와 오메가 313
괴델의 회전하는 우주 316
블랙홀에는 머리카락이 없다 318

8 마음, 기계 그리고 우주 321
증거 숨기기 324
그 사람은 언제나 허튼소리를 한다 327
존 와일러와 운명의 전환 329
우주의 암호 331
친절을 베풀지 마라 333
누가 먼저야? 뭐가 두 번째이지? 모르겠어. 양자는 원래 그래 336
어려울 때의 친구 339
봉고의 리듬, 대중의 함성 341
인공적인 마음 344
큐비트와 초끈 346
바라보는 나 그리고 자체 야기 회로 349
프린스턴으로 돌아오다 352
웜홀은 과거로 가는 문 354
파인만의 초신성 357
왜 존재하는가? 360

맺으며 364
에필로그 374
감사의 말씀 378
주석 382

파인만과 휠러의 경우는 스승과 제자 사이가 평등하고 참된 우정으로 꽃핀 아주 드문 예이다. 서로가 서로의 성장을 촉진시켜주면서 두 물리학자 간의 친근감은 세월이 갈수록 더해져만 갔다. 둘은 아무리 엉뚱한 아이디어라도 반기는 대담하면서도 개방적인 성향의 사상가였다. 희한한 개념들이 둘의 창의적인 마음으로부터 흘러나왔다. 시간을 거슬러 운동하는 입자에서부터 실재의 평행한 가닥들까지, 순수한 기하학으로 만들어진 우주에서부터 디지털 정보에 기반한 우주에 이르기까지 둘의 아이디어는 광범위했다. 장담하건대 이십 세기 후반과 이십일 세기 초반의 이론물리학의 통찰력 있는 연구 중 상당수는 둘의 대담한 논의로부터 나왔다. 입자물리학의 표준 모형의 기본적 내용 그리고 블랙홀과 웜홀의 속성과 같은 온갖 천체물리학 개념들이 그런 예다.

어떤 대칭성은 직접적으로 명백히 드러나지 않는다. 외적인 성격으로만 판단하면, 파인만과 휠러에 공통적인 관점을 알아내기가 처음에는 어렵다. 파인만은 느끼함을 싫어했고, 세련되지 않은 언어를 즉흥적으로 내뱉을 때가 많았으며 “진지한 과학자”에 대한 세간의 기대를 대놓고 거부했다. 반면에 휠러는 조용하고 침착했으며 언행이 공손했다. 분명 파인만이 둘 중에서 훨씬 더 논쟁적인 인물이었다. 하지만 휠러는 주류와는 다소 거리가 먼 주제를 과학에서 탐구했다. 순응성의 겉치장 이면에 반항아의 기질이 꿈틀대고 있었다. 둘 다 낡은 교과서의 설명을 과감하게 내던지고 새로운 것을 시작했다. 아마도 둘의 성향을 가장 잘 나타내는 두 단어는 “미친 발상”일 것이다.

할리우드 영화의 엔딩이나 자비로운 평행 우주에서라면 파인만은 뉴저지 주 어디에선가 샤츠를 만났을 것이다. 그러면 알린은 기적의 치료제 덕분에 기침이 멈추고 폐가 낫고 신랑신부는 계속 행복하게 살았을 것이다. 안타깝게도 그런 일은 일어나지 않았다. 샤츠가 그 물질을 발견할 무렵 알린과 파인만은 뉴멕시코 주에 있었다. 로스앨러모스의 비밀 핵무기 연구 시설에서 파인만이 일하고 있었기 때문이다. 역시 가장 뼈아픈 질문은 바로 이것이다. “만약 그랬다면 어땠을까?”