불멸의 원자

머리말

1부 불멸의 원자

불멸의 원자
불확정성 원리의 불확실성?
보이지 않는 세계
전자 바라보기
양성자 속으로
원자핵 이해하기 I
원자핵 이해하기 II
반물질
무언가로 가득 찬 진공
다른 차원

2부 쉬운 듯 우아하게

쉬운 듯 우아하게
반신반인의 좌절
두 천재 이야기
사랑해
어떤 지식인
슬픈 에렌페스트
프라하의 아인슈타인
물리학, 정치, 그리고 리더
거장 베포 I
거장 베포 II
어떤 화성인
버클리의 연금술사

3부 입자 전쟁

하늘의 입자
입자 전쟁 I
입자 전쟁 II
어느 가속기의 초상
세상의 파괴자
시카고 파일-1
창백한 말을 탄 기수
추운 나라에서 돌아온 물질들
온도 이야기
빛보다 빠른 유령?
수수께끼의 힉스

4부 자연이 건네는 말

‘고도’를 기다리며
세렌디피티, 그리고 이론의 힘
이중주
신의 눈자연이 건네는 말

후주
도판 저작권
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버클리와 같은 관념론자들은 물질은 존재하지 않으며 세계는 우리의 관념으로 이루어진 것이라고 주장했다. 그런데 인간의 관념은 인간의 감각으로 통해서 형성되고, 인간의 감각은, 즉 인간이 세상을 본다는 것은 물리적인 과정이다. 현대 물리학은 보이지 않는 세계를 계속 해서 탐구하고 있고, 보이지 않는 세계를 보기 위해서 노력하면서 본다는 물리적인 과정을, 결국 본다는 개념 자체를 더욱더 확장해 가고 있다.

테일러, 프리드먼, 켄들은 양성자 속에서 쿼크의 존재를 확인한 공로로 1990년의 노벨 물리학상을 나누어 가졌다. 이들이 본 세계는 지금까지 우리가 본 작은 세계의 끝이다. 쿼크 속에 더 이상의 작은 세계가 있는지, 있다면 그것이 어떤 모습일지 아직 우리는 알지 못한다. 그것을 밝히는 것은 또 다른 여행의 시작일 것이다.

어떻게 물질이 반물질보다 아주 조금 많아졌는가 하는 것은 우리 우주에 관해 현대 물리학이 아직 해결하지 못하고 있는 중요한 문제 중 하나다. 과학은 흔히 ‘왜’라는 질문을 ‘어떻게’로 받아들인다. 그러니까 반물질을 연구하는 것은 곧 왜 우주가 지금의 모습이 되었는가를 연구하는 일인 셈이다.

현대의 물리학자들은 진공을 ‘아무것도 없는 것’으로 이해하지 않는다. 진공은 모든 것이 시작되는 곳이고, 우주의 모든 물리적 성질을 결정하는 곳이다. 우리는 물질을 연구하기 위해서 진공을 탐구하고, 진공을 이해함으로써 우리 우주를 이해할 수 있다.

현대의 물리학자들은 이제 우주가 반드시 3차원 공간에 존재한다고 생각하지 않는다. 3차원 공간을 자명한 사실로 여기지 않는다. 다른 차원의 세계는 더 이상 상상의 영역이 아니라 물리학자의 탐구의 대상이다. 물리학자가 보는 세상은 이제 그 지평을 넓혀 갈 뿐 아니라 말 그대로 차원을 달리해 가고 있다.