양자역학이 가르치는 세계 인식의 전환(1)

셀 수 없던 것을 세기 시작하다 양자역학은 올해로 백 살을 맞았다. 물리학의 긴 역사를 생각하면 상당히 젊은 학문이다.

그런데 이 젊은 학문의 이름에는 묘한 역설이 담겨 있다. '양자(量子)'라는 말, 영어로는 '퀀텀(quantum)'이라고 부르는 이 단어는 '양의 단위', 즉 하나 둘 셋 하고 셀 수 있는 것을 뜻한다.

우리가 일상에서 사용하는 '퀀티티(quantity)'라는 말도 같은 어원에서 나왔다. 셀 수 있다는 것, 개수로 표현할 수 있다는 것, 그것이 이 학문의 본질이라면, 그 이전의 물리학은 무엇을 셀 수 없었던 것일까.

아니, 더 정확히 말하자면, 무엇을 세려고 시도조차 하지 않았던 것일까. 고전물리학이 그려낸 세계는 연속적이었다.

뉴턴의 운동법칙이 지배하는 우주에서 모든 것은 매끄럽게 흘러갔다. 물체의 속도는 어떤 값에서 다른 값으로 부드럽게 변화했고, 에너지는 끊김 없이 전달되었다.

빛의 세기를 조절할 때 우리는 그것이 연속적으로 변한다고 생각했다. 밝은 방의 조명...