“원자의 구성 입자 발견과 변천사를 통해 우리는 원자의 구조를 보어의 원자 모형에서 양자수와 오비탈을 이용한 현대 원자 모형으로 확장했다. 원자핵 주위를 일정한 궤도로 돌던 전자의 위치를 이제는 정확히 알 수 없고 오직 전자가 발견될 확률만 알 수 있다고 한다. 갑자기 왜 이렇게 된 걸까? 이 책은 과학자들의 흥미진진한 여정을 통해 양자수와 오비탈을 자연스럽게 이해하도록 도와준다. 과학사를 바꾼 과학자의 실험·연구를 중심으로 다양한 사례를 들어 양자의 세계에 빠져들게 한다. 후반부는 양자 얽힘과 입자 물리학을 소개한다. 이 책을 읽고 화학과 물리의 경계를 넘나들며 현대과학의 세계를 탐험해보기 바란다.”

강근호 경기 와우중학교 교사 등 화학 교과 자문 교사단이 ‘양자역학 이야기’를 추천하는 이유다.

영화 ‘오펜하이머’와 노래 ‘사건의 지평선’의 공통점은? 바로 양자역학을 소재로 한다는 점이다. 이 책은 이름은 익숙하지만 내용은 이해하기 어려운 양자역학을 안내한다.

영국의 유명한 과학 교사인 지은이는 복잡하기만 한 수학 공식 대신 손으로 그린 삽화와 재밌는 농담으로 양자역학의 개념을 이해하도록 돕는다. 빛을 이해하려는 인류의 노력에서 출발해 고대 그리스 철학자부터 르네 데카르트, 아이작 뉴턴, 토마스 영, 아인슈타인, 보어, 하이젠베르크의 이론과 실험을 차례로 짚은 뒤 슈뢰딩거에 이른다. 그가 방정식으로 파동함수를 계산하고 전자에 관한 완벽한 설명을 이루었을 때를 생생하게 그려낸다. 이어 그 유명한 ‘슈뢰딩거의 고양이’가 상자에 담겨 양자역학에 나타난 순간, 순간 이동과 일반상대성 이론 같은 다양한 양자역학 이론의 발견과 이를 증명하는 실험이 등장하며 끊임없이 나아가는 이야기를 읽다 보면 어느새 복잡해 보였던 양자역학의 흐름을 따라잡게 된다.

양자역학은 현대물리학에서 중요하게 다루나 그 근원에는 원자와 원소 등 우리 세계를 구성하는 아주 작은 입자가 있다. 즉, 화학적 지식에 뿌리를 둔다. 주기율표를 넘어 우주를 구성하는 원자의 세계를 이 책으로 탐험해보자.

내일신문 내일교육 정나래 기자 lena@naeil.com

※ 추천 도서

하늘과 바람과 별과 인간(김상욱·바다출판사), 화학으로의 초대(사키카와 노리유키·전파과학사), 좀비고양이와 함께 배우는 양자물리학(빅반·토토북), 침묵의 봄(레이첼 카슨·에코리브르), 총 균 쇠(재레드 다이아몬드·김영사)