자료검색

책소개

“자연 과학에서 가장 중요한 기본 법칙과 사실은 모두 발견되었다.” 1894년 미국의 물리학자 마이컬슨(1907년 노벨물리학상 수상자)은 이렇게 말했다고 한다. 하지만 이 말은 뒤이을 ‘현대 물리학의 혁명’이라는 20세기 초 물리학의 압도적인 발전으로 완전히 틀린 말이 되었다. 이 현대 물리학의 혁명이란 바로 상대성이론과 양자물리학의 태동이다. 양자역학의 시발점이 된 막스 플랑크의 플랑크 상수의 발견과 공간과 시간이 완전히 재편된 아인슈타인의 상대성이론을 시작으로, 하이젠베르크의 불확정성 원리와 슈뢰딩거의 방정식으로 정립된 양자역학의 발전은 뉴턴식 과학적 결정론으로 치부되는 고전물리학의 관념을 폐기시켰다. 이에 더해 폴 디랙이 상대론의 원리와 양자역학이 서로 연관되도록 재구성을 하였고, 뒤이어 리처드 파인만등의 과학자들의 연구로 상대론적 양자장론은 현재와 같은 완전한 경지에 이르렀다. 이러한 상대론과 양자론의 융합은 뒤이을 기본입자의 발견에 초석이 됨으로써 지난 120년간 물리학의 발전은 그야말로 쉼 없이 진행되어왔다.

『딥 다운 씽즈』는 우주를 구성하는 가장 기본이 되는 양자역학의 표준모형을 해설한 책이다. 물질의 기본 입자를 연구하는 물리학의 분야인 입자물리학에서 이 책은 원자 크기 이하의 그 좁은 영역에서 벌어지는 소립자들 사이에 광범위한 상호작용과 현상이 얼마나 질서정연하고 단순명료하며, 아름다운지 깨닫게 해 준다. 저자인 브루스 A. 슘은 기본 입자들 간의 상호작용이 자연의 4가지 힘(중력, 전자기력, 약력, 강력), 양자역학, 상대성이론 등과 어떻게 연계되어 있는지 통합하여 설명하고 있다. 더불어 입자물리학에 대해 이해하는데 필요한 수학의 군론, 리 이론(리 군, 리 대수), 대칭등의 개념을 어려운 수식이나 도표 등을 최소한 만으로 사용하여 설명하며, 독자들이 기본적인 수학적 지식만 있어도 읽고 이해하는데 어려움이 없도록 쉽게 풀어내었다.

지금까지의 양자역학과 입자물리학에 관한 책은 대부분 과학사(史)적인 내용을 다루며 그 본질에 관한 내용은 깊이 있게 다루지 않고 있다. 또한 이렇게 표준모형과 입자물리학을 중점적으로 다룬 단행본은 아직까지 국내에 출간되지 않았다. 『딥 다운 씽즈』는 수박 겉핥기식이 아닌, 입자물리학에 관한 가장 기본이 되는 본질을 자세히 다루며, 적절한 비유와 어렵지 않은 설명으로 입자물리학에 대한 저자의 폭넓은 시각을 잘 담아내고 있다. 이 책은 입자물리학에 입문하고자 하는 독자나 입자물리학과 수학의 관계를 제대로 알고자 하는 독자들에게 바이블이자 가장 기본적으로 읽어야 하는 이론서가 될 것이다.

목차

머리말

1장 들어가며
2장 진짜로 움직이고 흔들리고: 자연의 힘
3장 엄청난 재각성: 현대 물리학의 혁명
4장 상대론과 양자론의 융합: 상대론적 양자론
5장 자연적 패턴: 기초 구성 단위
6장 수학적 패턴: 리 군
7장 현상의 안쪽: 내부 대칭
8장 생각만으로 캐낸 물리: 게이지 이론
9장 정통 패러다임: 숨은 대칭, 표준모형, 힉스 보손
10장 미지의 곳으로: 앞으로 펼쳐질 여정

부록
주석
찾아보기