양자역학, 빛이 되어 문명을 깨우다: 다음 문턱 앞의 책 한 권

차가운 반도체 칩 위에 오래된 태양의 빛이 스며든다. 이 작은 판 위엔 인류의 숨결과 질문이 눌러붙어 있다. 오늘날 우리가 열어젖힌 ‘현대문명’이라는 이름의 커다란 방 안에는 고요하게 윙윙거리는 레이저 프린터, 한 줌 반도체가 바탕이 된 수많은 기기들―그리고 전기를 삼켜 햇살을 전기로 바꾸는 태양전지까지. 그 한복판에 ‘양자역학’이라는 미지의 씨앗이 자리한다.

‘반도체, 레이저, 태양전지…현대문명 기반된 양자역학 과학기술, 그다음 단계는[BOOK]’이라는 제목의 이 책에는 과학의 진보가 담기는 울림이 있다. 한 해, 한 세대, 혹은 그보다 더 미세한 시간의 틈이 쌓여 만들어진 기술의 세계. 1920년대, 막스 플랑크와 알베르트 아인슈타인의 손끝에서 피어난 ‘불확정성’의 사막을 걷던 과학자들은 오늘의 IT혁명이라는 오아시스를 예감하지 못했다. 그 초록빛 신호에서부터 우리는 벗어나지 못하고, 또한 숱한 예술과 문명까지도 양자라는 이름의 빛을 조금씩 입게 되었다.

책은 반도체 기술, 레이저, 태양광 발전 장치와 같이 현재 우리 목덜미를 결정짓는 대표적 기술들이 어떻게 양자역학에 뿌리를 두는지 긴 이야기를 걸쳐 서술한다. 그 시작은 언제나처럼 질문이다. “우리가 보는 것은 무엇으로 이루어져 있는가?” 달리는 자동차, 벽시계, 밤하늘을 가르는 위성 신호와 스마트폰 모두, 결국은 보이지 않는 전자의 춤에 기댄다. 양자역학은 이 춤의 규칙서다. 고전적인 질서와 예측성을 집요하게 부정하면서, 동시에 우리가 예술에서 종종 느끼는 불연속성, 꿈의 파편 같은 순간들을 가장 과학적으로 설명해낸다. 기술과 철학, 예술 사이의 묘한 경계선이, 이 책에서는 자주 흐릿해진다.

특히 본문에서는 양자이론이 펼쳐낸 새로운 기회의 지평―‘양자컴퓨터’, ‘양자통신’처럼 오늘을 뛰어넘는 세기말의 상상력을 자극하는 미래상도 제시된다. 큐비트라는 개념이 과학자들의 손끝에서 드디어 실체를 띠며, 정보화 시대의 벽을 허물 태세를 갖춘다. 파동과 입자의 한계로 갈라진 논쟁, 슈뢰딩거의 상자처럼 사랑과 두려움이 교차하는 그 현장들은, 이해하고 싶지만 끝끝내 완벽히 닿을 수 없는 ‘미지’에 대한 차가운 설렘을 안긴다.

표면적으로 보면 과학기술의 발전은 직선적인 시간순의 결과처럼 느껴진다. 하지만 복잡하게 직조된 사연을 마주하면, 한 개념이 완성되고 대중 생활에 녹아들기까지 쓰여진 이야기는 늘 예상 밖이다. 희망에 가득 차 혁신을 추구하던 과학자들의 초상화, 예측 실패와 한계, 좌절과 발견. 문명 속에 스며든 양자역학은, 마치 빛과 그림자가 바투 어우러진 추상화처럼 명확함과 모호함이 함께 한다.

책은 그 다음 단계를 묻는다. ‘이제 어디로 가야 하는가’. 미래는 커튼 뒤에 숨어 있고, 오늘의 독자는 그 커튼을 한번쯤 조심스럽게 젖혀 본다. 양자인터넷, 초전도 컴퓨터, 확장된 인공지능까지. 또 다른 빛과, 또 다른 사각의 어둠이 기다린다. 그렇다고 답을 내기보다는, 질문 그 자체의 아름다움과 긴장을 포착해내는 것이 이 책의 미덕이다. 정교하게 설계된 반도체 회로와, 창밖을 보는 시인의 상상력 사이―이상하게도 닮아있다. 기술이 인간을 압도하는 장면 대신, 우리가 어떻게 이전 세대의 혼돈에서 새로운 춤과 소리를 발견했는지 조근조근 이야기해준다.

언젠가 한 과학자가 말했다. “우주는 농담이다.” 그 농담 사이에서 새로운 기술을 찾아내고 싶은 이들에게, 양자역학은 늘 찬란한 서사로 다가온다. 오늘의 태양빛을 전기로 바꾼 선명한 순간들, 그 뒤편에 숨어 있는 수많은 ‘아직 오지 않은 질문’들이, 책 한 권 속에서 다정하게 손짓한다. 문명이 나아갈 길목에서, 이 울림은 오래토록 남을 것이다.

— 정다인 ([email protected])