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책 정보
· 분류 : 국내도서 > 과학 > 물리학 > 양자역학
· ISBN : 9791166894121
· 쪽수 : 336쪽
· 출판일 : 2026-05-15
책 소개
AI 이후 가장 거대한 전환이 온다
물리학의 거장이 안내하는 제2차 양자 혁명의 지형도
저명한 물리학자이자 과학 커뮤니케이터인 폴 데이비스는 신작 《퀸텀 2.0》에서 실재에 대한 우리의 상식을 배반하는 기묘한 양자 세계가 어떻게 인류의 미래를 바꿀 제2의 양자 기술혁명을 이끌고 있는지 들려준다.
반도체와 레이저, 스마트폰을 탄생시킨 ‘양자 1.0’이 양자 현상을 발견하고 수용하는 수준이었다면, 다가올 ‘양자 2.0’은 중첩과 얽힘 같은 기묘한 현상을 적극적으로 제어하고 활용한다. ‘양자 정보과학’이라 불리는 이 신생 분야는 현재 천문학적인 투자를 끌어모으며 광란의 양자 군비경쟁을 촉발하고 있으며, 모든 판도를 뒤흔들 양자 인공지능(QAI)의 등장을 예고하고 있다.
그러나 역설적이게도 양자 영역은 여전히 우리의 직관을 거부하는 수수께끼로 가득하다. 폴 데이비스는 이 보이지 않는 세계를 이해하기 위해 분투하는 연구자들의 현장을 생생히 전한다. 기괴한 양자 입자들은 나노기술에서 미세한 힘을 생성하고, 거대한 블랙홀을 증발시키며, 심지어 우주를 점점 더 빠르게 팽창시키기도 한다. 폴 데이비스는 양자물리학의 기초 개념부터 최신 실험 결과까지 독자들을 친절하게 안내하며, 양자물리학의 경이로운 세계를 엿보고 그 놀라운 함의를 생각해보도록 이끈다.
양자 정보과학이 이끌 새로운 세기
양자 2.0은 개별 원자와 전자, 광자를 제어함으로써 이전에는 상상하지 못했던 방식으로 정보를 처리하고 전송한다. 해독 불가능한 양자 암호와 마법 같은 양자 순간이동이 현실화되고 있으며, 슈퍼컴퓨터를 압도하는 양자컴퓨터가 가시화되고 있다. 양자컴퓨터는 유전자 분석, 신약 설계, 기후 모델링, 시장 분석, 스마트 물질 제조 등에서 혁명적인 능력을 발휘할 것이다. 한편으론 기존 보안 체계를 무력화하는 위험을 내포하고 있어, 전 세계는 이미 ‘양자 내성’ 암호 체계로의 전환을 서두르고 있다. 무엇보다 현재의 AI와 양자역학이 결합해 탄생할 양자 인공지능(QAI)이 던질 충격은 예측 불가능하다. 양자 1.0이 20세기 정보화 시대를 견인했듯이, 양자 2.0은 우리가 상상할 수 없는 방식으로 21세기의 모습을 결정할 것이다.
양자 센서 기술의 거대한 잠재력
대중에게는 생소하지만, 현재 양자 2.0에서 가장 앞서 나가고 있는 분야는 양자 센싱이다, 방위산업부터 의료까지 광범위하게 활용될 뿐 아니라, 암흑물질에서 중력파의 측정까지 기초 물리학과 관련하여 물질과 시공간의 본질을 더 깊이 탐구할 수 있도록 돕는다. 3000억 년에 1초의 오차를 보이는 양자 시계는 금융 시장 등에서 속도를 재정의하고, 양자 레이더는 기존 군사 시스템을 무용지물로 만든다. 특히 흥미로운 지점은 의학적 응용이다. 뇌의 미세한 자기 신호를 읽어 신경장애를 분석하는 광학 펌핑 자력계(OPM), 생각만으로 외부와 소통하는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 이미 활발히 연구되고 있다. 나아가 자연의 정교한 양자 시스템을 모방하여 새로운 기술을 설계하려는 양자생물학적 시도들은 생명과 기술의 경계를 허물고 있다.
양자역학의 어제와 오늘, 그리고 내일
폴 데이비스는 양자 2.0의 가능성을 제대로 이해하기 위해 양자역학의 역사를 살펴본다. 고전역학의 패러다임을 무너뜨린 6가지 이상 현상부터 플랑크, 아인슈타인, 슈뢰딩거, 하이젠베르크의 결정적 순간들을 알기 쉽게 개관한다.
마지막으로 폴 데이비스는 양자 세계가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 더 기묘하다는 것을 보여주는 최신 실험(폭탄 검사기, 지연된 선택, 양자 지우개 등)과 코펜하겐 해석에 대한 대안적 해석들을 소개한다. ‘의식이 붕괴를 일으키는가’와 같은 철학적 쟁점부터 ‘다세계 해석’과 ‘양자 베이즈주의’에 이르기까지, 보이지 않는 세계를 탐구하려는 인류의 가장 지적인 모험들을 담고 있다.
목차
서문
1부 패러다임 전환
chapter 1 양자 개념의 탄생
세상을 바꾼 방정식│설명되지 않는 6가지 이상 현상│최초의 양자 도약
chapter 2 자연의 로또 복권
무엇의 파동인가?│그런데 입자는 실제로 어디 있지?│창조주로서의 실험자│누군가 관찰할 때 양자 입자에 무슨 일이 생길까?│벽 통과하기│대체 가능한 실재들의 혼합
chapter 3 밑바닥에 존재하는 것
파동이냐 입자냐?│현상의 완전한 기술│고양이 역설│양자 기술 1.0
chapter 4 실재 전쟁
아인슈타인의 기괴한 사고실험│참고 1: 편광│얽혀 있는 실재│참고 2: 벨의 아침 식당│결정적 실험│벽돌의 두께는 얼마인가?│마방진과 유사 텔레파시│양자 2.0의 창세기│참고 3: 허풍쟁이의 양자물리학 가이드
2부 경이로운 신기술들
chapter 5 마법의 양자 정보
비트에서 큐비트로│아무것도 건드리지 마!│순간이동│양자 암호 기술│양자컴퓨터: 양자 정보과학의 성배│실질적인 도전│양자 암호 해독│양자 인터넷│양자 AI: 두 혁명적 기술의 합병│참고 4: 양자 음악
chapter 6 보이지 않는 것 탐지하기
우주에서 가장 정확한 시계?│양자 레이더│암흑물질 탐지하기│세상에서 가장 큰 양자 물질│숨은 보물찾기│양자가 나노를 만날 때│참고 5: 스핀│전자공학에서 스핀 공학으로│양자 신경과학과 다른 의학적 경이들│다음에는 어떤 것이?
chapter 7 양자생물학
생명이란 무엇인가?│광합성: 광자 수확하기│어둠 속에서 길을 찾아갈 수 있는 조류│생명체의 양자 인터넷│양자 두뇌│양자 생기론?
3부 우주에 대한 추측
chapter 8 빈 공간에 대한 신화
무를 둘러싼 과도한 소동│양자 진공을 탐지할 수 있을까?│어둠 속의 한 줄기 빛│우주공학의 꿈│진공 추진 우주선?│양자 진공의 활용│어쨌든 누구의 진공인가?
chapter 9 무에서 창조된 우주
우주까지도 양자역학이?│빅뱅의 잔광에 남은 양자 지문들│폭주하는 우주│블랙홀: 들어간 것은 나와야 하는가, 나오지 못하는가
4부 철학적 피날레: 의미 탐색하기
chapter 10 여전히 더 기묘한
짖지 않았던 개│시간 역행? 과거 광자의 유령│과거 지우기│양자 불확정성의 비밀 엿보기│체셔 고양이와 다른 유체이탈 경험들
chapter 11 이 모든 것 이해하기
양자 세계가 궁극의 실재인가?│양자역학이 실패할 수 있는 방식들│실패 가능성 없음: 양자역학을 있는 그대로 받아들여야 한다│참고 6 : 평행 우주│누가 다른 세계들을 엿볼 수 있을까?│우리의 양자 미래
감사의 말
옮긴이의 말
참고문헌
미주
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책속에서
탄생한 지 100년이 넘은 양자론이 지금도 중요한 이유는 현재 두 번째 거대한 양자 혁명이 진행 중이기 때문이다. 이 두 번째 양자 혁명은 첫 번째 양자 혁명에 맞먹을 정도의 광범위한 과학적, 산업적, 사회적 영향력을 지닐 것이 분명하다. 양자 2.0으로 불리는 이 양자 혁명은 공식적으로는 양자 정보과학으로 알려져 있다. … 양자 1.0이 20세기 대부분을 정의하는 정보 시대를 견인했듯이, QAI가 하나의 구성 요소일 뿐인 양자 2.0은 우리가 상상할 수 없는 방식으로 21세기의 모습을 결정할 것이다.
양자역학은 20세기 과학의 주류가 되었다. 모든 과학과 공학에 걸쳐 응용되는 놀랍도록 성공적인 물리학 분야였으나, 그 밑바탕이 되는 상세한 이론은 물리적 세계에 대한 이성적인 탐구의 근간 자체를 뒤흔드는 것처럼 보였다. 양자역학은 ‘패러다임 전환’의 전형이었다. 그 개념에 따르면, 진정한 혁명은 단지 몇 가지 기술적 세부사항을 바꾸는 것이 아니라 그 학문의 개념적 기반 전체를 재구성한다. 양자역학을 이해하기 어렵고 지금까지 논란이 많은 이유는 양자역학이 물리적 우주가 만들어지는 방식과 우주 안에서의 우리 지위에 대해 오랫동안 가지고 있던 생각들로부터 우리가 벗어나기를 요구하기 때문이다.
