우주를 만드는 16가지 방법

프롤로그

CHAPTER 1
밀가루로 알아보는 암흑 물질
CHAPTER 2
설탕으로 알아보는 핵융합
CHAPTER 3
소금과 베이킹소다로 알아보는 원자 구조
CHAPTER 4
쿠키 파티로 알아보는 쿼크
CHAPTER 5
우유와 쿠키로 알아보는 양자역학
CHAPTER 6
버터와 베이킹 대회로 알아보는 진화
CHAPTER 7
달걀로 알아보는 유전공학
CHAPTER 8
쿠키 장식으로 알아보는 배아 발달
CHAPTER 9
황설탕 3/4컵으로 알아보는 불확실성
CHAPTER 10
제빵과 아이스크림 샌드위치로 알아보는 열역학
CHAPTER 11
반죽으로 알아보는 엔트로피
CHAPTER 12
바닐라로 알아보는 카오스
CHAPTER 13
쿠키 모양 틀로 알아보는 복잡성
CHAPTER 14
건포도 오트밀 쿠키로 알아보는 프랙털
CHAPTER 15
노릇노릇한 색으로 알아보는 외계 행성
CHAPTER 16
초콜릿 칩으로 알아보는 빅뱅

에필로그
감사의 말
추천 도서

전자의 발견과 더불어 톰슨은 ‘자두 푸딩’이라고 불리는 원자 모델을 제안했습니다. 자두 푸딩은 자두, 건포도, 다른 과일들로 만드는 전통적인 영국식 디저트인데, 여러분이 잘 알고 있는 과일 파운드케이크와 비슷해요. 톰슨은 원자가 양전하를 띠는 물질의 공(케이크)과 그 안에서 둥둥 떠다니는 전자(건포도)로 이루어져 있다고 주장했어요. 저는 이것을 M&M 쿠키에 빗대어 생각하는 것을 더 좋아해요. M&M 초콜릿이 전자 역할을 하는 셈이지요. 톰슨에 따르면, 전기적으로 중성인 우리의 쿠키는 그 안에 있는 M&M 개수에 따라 어떤 원소인지가 결정됩니다. 수소는 1개, 탄소는 6개, 산소는 8개의 M&M을 가진다는 것이었지요.

양자역학은 근본적으로 그 어떤 것도 확실히 정해져 있지 않다고 말합니다. 달리 말하면, 모든 것이 무작위적이라는 것이지요. 하지만 에너지와 입자의 움직임이 완전히 무작위적이라면, 어떻게 이 모든 것들이 제대로 굴러갈 수 있는 것일까요? 저는 지금 의자에 앉아 있는데, 의자를 이루고 있는 원자들이 갑자기 모두 왼쪽으로 1미터 이동한다면, 저는 곧장 바닥으로 떨어지고 말 것입니다. 비록 의자에 앉으려다가 실수로 어설프게 넘어질 수는 있어도, 의자가 저절로 위치를 바꾸는 일은 없지요. 왜 일상생활에서는 양자역학의 무작위성을 경험하지 못하는 것일까요? 이 질문에 답하려면, 우리는 쿠키를 높이 던져보아야 합니다. 여기 맛있는 쿠키들이 있습니다.

우리가 가진 레시피에는 160℃에서 12분 동안 굽는 것으로 적혀 있으니, 대부분의 쿠키는 그것에 해당하는 칸 안에 들어갈 것입니다. 하지만 항상 기계처럼 정확할 수는 없으니, 그 주변의 다른 칸들에도 쿠키가 채워지겠지요. 마치 쿠키 구름처럼 보일 거예요. 진화에서는 이를 개체군(population)이라고 합니다. 그 안의 모든 개체는 서로 비슷하지만 똑같지는 않지요. 만약 우리가 이 쿠키들을 대회에 가지고 가면, 사람들이 어떤 쿠키를 가장 선호하는지 파악할 수 있을 것입니다. 그러면 다음번에는 사람들이 좋아하지 않는 쿠키는 만들지 않고, 사람들이 좋아하는 쿠키만 만들어 갈 수 있겠지요. 다음 표에서 보이는 것처럼, 중간 진하기 정도의 파란색을 가진 칸에 있는 쿠키가 가장 인기 있었습니다.