퀀텀 스페이스

서문
프롤로그: 자연의 비밀을 이해하고픈 거부할 수 없는 갈망

1부 토대
1. 물리법칙은 누구에게나 동등하다
2. 중력 같은 것은 없다
3. 왜 양자역학을 이해하는 사람이 아무도 없나
4. 질량은 예전의 그 질량이 아니다
5. 우주의 방정식들을 어떻게 얼버무릴 것인가

2부 형성
6. 거길 가고 싶으면, 여기서 출발하면 안 되죠
7. 악마의 할머니로부터 받은 선물
8. 넘겨짚은 추측으로 방정식을 정확하게 풀었습니다
9. 베로나에서 구할 수 있는 열쇠고리는 모두 사용했죠
10. 현재라는 시간은 정말로 없는가?

3부 정교한 작품
11. 중력자, 홀로그램 물리학, 그리고 왜 사물은 낙하하는가
12. 페르미온, 발현하는 입자들 그리고 물질의 본질
13. 관계론적 양자역학, 그리고 왜 ‘이곳’은 실질적으로 ‘저곳’이 될 수 있는가
14. 뱅 없는 우주_ ‘빅 바운스’, 초팽창 그리고 스핀거품 우주론
15. 블랙홀 엔트로피, 정보 모순 그리고 플랑크별
16. 가장자리로 가까이_ 시간의 실체와 열린 미래의 원리

에필로그: 함께 밧줄로 몸을 묶고 산을 오르는 것처럼
용어집
미주

21세기가 시작되고 수십 년 동안 어마어마한 경제, 정치, 환경 문제에 직면하리라는 것은 기정사실이나 다름없었고, 어떤 문제는 다른 문제보다 훨씬 더 고질적이고 다루기 까다로울 것으로 예상되었다. 그러나 공간과 시간의 본질을 파악하고 물리적 실체의 가장 기본적인 구조를 이해하는 우리의 능력에 한정해 이야기한다면, 우리 시대의 가장 거대한 과학적 문제는 중력의 양자이론이다. 이 이론은 ‘존재’라는 궁극의 위대한 질문을 다룬다. 이 문제를 해결하려면 심도 깊은 과학적 전문성이 필요하다. 게다가 번득이는 통찰력과 영감의 순간들, 그리고 물리학 역사 전체를 통틀어 어디에도 뒤지지 않을 만한 지적 창의성도 필요하다.
_ 서문

QED의 문제들을 해결하기 위해 무엇이 필요했는지를 이해하려면, 양자 세상에서 비롯된 두 가지 핵심적인 아이디어를 알아야 한다. 첫 번째는 양자장이론에서 장 또는 입자 사이로 힘이 전달되는 방식에 관한 것이다. 기본 입자는 크게 물질의 성질과 행동을 지배하는 입자(예: 전자)와 물질 입자들 사이에서 힘을 매개하거나 ‘나르는’ 입자(예: 광자)로 구분한다. 이러한 구분법은 독일의 물리학자 한스 베테(Hans Bethe)와 이탈리아의 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 1932년에 최초로 소개한 것이다.
_ 4.질량은 예정의 그 질량이 아니다

1980년대 초, 리 스몰린은 초끈이론에 흥미를 느끼게 되었고 좀 더 알아보고 싶은 마음이 들었다. 그러나 끈이론이 양자중력이론이라는 주장 이상의 뭔가를 보여주려면(만물의 이론은 둘째 치고), 이론이 가정하는 배경 시공간을 손봐야 한다는 걸 알게 되었다. 점 입자를 기반으로 한 서술에서 끈이론으로 넘어가면서 수학적인 문제 일부가 제거되었고, 초대칭이 도입되면서 얼토당토않게 많은 시공간 차원 일부와 골칫거리였던 타키온이 제거되었다(물론 수많은 매개변수와 초대칭 깨짐 문제를 도입한 대가이기는 하다). 그러나 초끈은 여전히 아홉 개의 공간 차원과 하나의 시간 차원 안에서 움직이고 있었다.
_ 8.넘겨짚은 추측으로 방정식을 정확하게 풀었습니다