도서 소개

2025년은 현대 물리학의 혁명을 불러온 행렬역학 논문이 발표된 지 100년이 되는 해이다. 1925년, 베르너 하이젠베르크가 발표한 이 논문은 양자역학의 문을 열었고, 이후 100년 동안 양자역학은 눈부신 발전을 거듭하며 우리 일상 곳곳에 깊숙이 스며들었다. 스마트폰, 컴퓨터, MRI, 레이저, 반도체 등 우리가 매일 사용하는 첨단 기술의 밑바탕에는 모두 양자역학의 원리가 숨어 있다. 이제는 ‘양자’라는 단어를 들어보지 못한 사람을 찾기 어려울 만큼, 양자역학은 현대 문명의 핵심이 되었다. 이러한 시대적 흐름에 발맞추어, 양자역학을 제대로 이해하는 것은 더 이상 과학자들만의 전유물이 아니라 모두에게 필요한 교양이 되고 있다.2025년 유엔이 ‘세계 양자과학의 해’로 지정한 것을 기념하여, 물리학자 채드 오젤(Chad Orzel)의 『우리집 강아지에게 양자역학 가르치기』를 출간한다. 이 책은 복잡하고 난해하게만 느껴지는 양자물리학의 개념을 저자와 사랑스러운 반려견 에미(Emmy) 사이의 유쾌한 대화를 통해 쉽고 재미있게 풀어낸다. ‘슈뢰딩거의 고양이 역설’처럼 드라마와 영화에서 자주 언급되지만 실제로는 이해하기 어려운 양자역학의 핵심 원리들을, 에미의 엉뚱한 질문과 저자의 친절한 설명을 따라가다 보면 어느새 자연스럽게 받아들이게 된다.파동-입자 이중성, 불확정성 원리, 양자 얽힘, 터널 효과 등 양자역학의 주요 개념들을 일상적인 비유와 유머로 풀어내, 과학에 익숙하지 않은 독자도 부담 없이 읽을 수 있다. 이 책을 읽는 독자들은 단순히 양자역학의 개념을 배우는 데 그치지 않고, 에미와 저자의 대화를 통해 과학을 ‘이해’하는 즐거움, 질문하고 탐구하는 과정의 재미를 새롭게 경험하게 될 것이다. 세상에서 가장 쉬운 양자역학 수업, 『우리집 강아지에게 양자역학 가르치기』와 함께 양자 세계의 신비로운 문을 열어보자.

  출판사 리뷰

출간 즉시 아마존 베스트셀러!
김범준 교수 강력 추천!

“이 책은 양자역학을 알려는 사람들에게 축복이다!”
설명의 대가 채드 오젤의 세상에서 가장 쉬운 양자 수업

“복잡하기만 했던 양자역학이 드디어 내 것이 되었다!”
반려견과의 대화를 통해 보이지 않는 세계의 난해함이 한순간에 명쾌해지는 양자역학 입문서!
요즘은 뉴스, 드라마, 영화, 심지어 일상 대화 속에서도 ‘양자역학’이라는 단어가 심심치 않게 등장하지만, 막상 “그게 대체 뭐야?”라는 물음에는 선뜻 답하기 어렵다. 눈에 보이지 않는 미시 세계에서 벌어지는 일을 설명하는 일이다 보니 보통 복잡한 수식과 추상적인 이론이 대동되어 양자역학은 난해한 학문으로만 여겨져 왔다.
하지만 이 책은 독창적인 방식을 통해 그 벽을 허문다. 물리학자 채드 오젤은 자신의 반려견 에미와의 유왬한 대화로 입자-파동 이중성부터 불확정성 원리까지 핵심 개념을 풀어낸다. “강아지처럼 생각하는 법”을 제안하는 이 책은 상식에 갇힌 인간의 시선을 뒤집고, 호기심 가득한 강아지의 눈으로 세상을 바라보게 한다.
에미는 토끼를 잡으려다 나무에 부딪히는 상황에서 파동의 회절을 떠올리고, 뼈를 찾지 못할 때는 하이젠베르크의 불확정성 원리를 논한다. 일상의 풍경을 과학적 비유로 전환하는 이 대화들은 복잡함을 단순화하는 데 탁월하다. 독자는 강아지의 순수한 질문을 따라가며 자연스럽게 양자역학의 세계에 발을 들인다.

수식 없이 이해하는 ‘양자역학의 모든 것’
현대 물리학의 핵심을 파헤치는 10가지 키워드를 기상천외한 상상력으로 설명하다
이 책은 단순한 이론 설명을 넘어 실험과 철학적 고민까지 아우른다. 영의 이중슬릿 실험부터 슈뢰딩거의 고양이 사고실험, 양자 얽힘까지 10개 장에 걸쳐 양자물리학의 주요 주제를 체계적으로 다룬다. 비교적 최근에 주목받고 있는 양자얽힘, 그리고 양자 제논 효과 등을 최소한의 수식과 강아지 비유로 풀어내는 능력이 탁월하다.
이 과정을 따라가다 보면 단순한 지식 전달을 넘어 과학적 사고의 본질을 접하게 된다. 아무리 설명을 들어도 알쏭달쏭하기만 하던 “측정이 현실을 결정한다”라는 코펜하겐 해석을 에미의 간식 숨기기 게임으로 풀어내는 등, 복잡한 개념도 생활 속에서 재구성한다. 특히 ‘확률 파동’과 ‘파동 함수’ 같은 개념을 에미의 간식 탐구와 연결 지어 설명하는 독특한 방식은 보이지 않는 미시 세계를 직관적으로 비유하여 독자의 이해를 돕는다.
이렇듯 저자는 미시 세계를 우리 눈앞에 보여주는 방법으로 복잡한 수학적 증명 대신 직관적 비유를 선택했다. 예를 들어, 개가 울타리를 뚫고 지나가는 대신 순간 이동하는 양자 터널링 현상을 ‘땅을 파고들어 갈 필요가 없는 뼈 찾기’로 재해석한다. 이러한 상황 비유를 통한 접근은 자연스럽게 이론의 실생활 적용 가능성을 보여주며, 레이저부터 반도체까지 양자역학이 현대 기술의 기반이 됨을 입증한다.

최근 새롭게 조명되는 분야에서 더욱 빛을 발하는 스토리텔링 능력
SNS에 책 읽는 강아지 밈을 형성했던 양자역학 입문자들을 위한 클래식!
2009년 초판 출간 당시 아마존 베스트셀러에 오르며 ‘강아지에게 물리학 가르치기’ 밈을 탄생시킨 이 책은 여전히 천여 개가 넘는 아마존 서평과 함께 서점가에서 독보적 입지를 유지하고 있다. 저자의 전문성(물리학과 교수)과 유머러스한 스토리텔링이 만난 결과다. 특히 ‘슈뢰딩거의 강아지’ 패러디는 양자 중첩 상태를 설명하며 독자들에게 깊은 인상을 남기며 시대를 앞서간 통찰과 변하지 않는 대중적 매력으로, 양자역학 입문 단계의 독자들에게는 고전으로 자리매김하고 있다.
주목할 점은 이 책이 2009년에 쓰여졌음에도 불구하고 양자 얽힘, 양자 터널링, 제논 효과 등 최근 들어 더욱 큰 주목을 받고 있는 양자역학의 핵심 개념들을 빠짐없이 다루고 있다는 사실이다. 저자는 최신 연구 동향과 과학계의 논의를 반영하여, 양자역학의 기본 원리뿐 아니라 양자컴퓨팅, 양자암호 등 미래 기술의 토대가 되는 주요 이론까지 폭넓게 짚어준다. 이를 통해 독자들은 단순한 기초 개념을 넘어, 양자역학이 어떻게 현대 과학과 기술의 최전선에서 응용되고 발전하고 있는지까지 자연스럽게 이해할 수 있다.
양자역학이 만들어낸 기술혁신의 시대를 살아가는 우리 모두에게, 양자역학은 더 이상 ‘남의 이야기’가 아니다. 양자역학 탄생 100주년을 맞아 출간된 『우리집 강아지에게 양자역학 가르치기』는 과학을 어렵게만 느끼는 이들에게 양자역학의 문턱을 낮추고, 이미 매료된 이들에게는 새로운 설명 방식에서 오는 재미와 지적 즐거움의 파동을 전파한다. 학생, 학부모, 교사, 직장인 등 양자역학이 궁금한 모든 이들이 첨단 기술의 원리를 이해하고 미래를 준비하는 데 든든한 교양이 되어줄 것이다.

양자역학이 없었다면 현대의 생활은 불가능했을 것이다. 예를 들어서 전자의 양자역학적 본질을 이해하지 못했다면 오늘날 컴퓨터를 작동하게 해주는 반도체 칩은 만들 수도 없었을 것이다. 빛과 원자의 양자적 본질을 이해하지 못했더라면 광섬유 통신선을 통해서 신호를 보내는 레이저도 만들 수 없었을 것이다.
양자 이론이 과학에 미친 영향은 단순한 실용적 수준을 넘어선다. 양자 이론은 물리학자들에게 철학 문제에도 도전할 수 있도록 해주기도 했다. 양자물리학은 우주와 우주에 존재하는 모든 물질의 성질에 대해 우리가 알아낼 수 있는 한계를 밝혀내 주었다. 그 덕분에 우리는 존재의 본질에 대해서 가장 근원적인 수준에서 완전한 재검토를 할 수 있었다.
- 머리말: 강아지에게 물리학을 설명하는 이유 - 양자물리학 소개

우리는 일상생활에서 빛과 소리라는 두 종류의 대표적인 파동을 경험한다. 두 가지가 모두 파동 현상이지만, 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 그런 차이를 자세하게 이해하면 개가 나무의 양쪽을 동시에 통과할 수 없는 이유를 이해하는 데에 약간의 빛(동음이의어를 양해해주기 바람)이 된다.
소리의 파동은 공기 중에서 전파되는 압력파이다. 강아지가 짖으면, 강아지의 입을 통해서 강제로 밀려나온 공기가 모든 방향으로 진행하는 진동을 만들어낸다. 그런 진동이 다른 강아지에게 도달하면, 소리의 파동이 강아지의 고막을 진동하게 만들고, 그것이 뇌에서 소리로 인식하는 신호로 변환된다. 두 번째 강아지가 짖기 시작하면 더 많은 파동이 만들어져서 근처에 있는 사람들을 성가시게 만든다.
- 제1장. 어떤 길? 양쪽 모두: 입자-파동 이중성

양자역학의 철학적 문제는 대부분 이론의 “해석(interpretation)”에 대한 것이다. 그런 문제는 양자역학에서만 나타나는 것이다. 실제로 고전 물리학에서는 별도의 해석이 필요하지 않다. 물체의 위치, 속도, 가속도를 예측하는 고전 물리학에서는 그런 양이 무엇을 뜻하고, 어떻게 측정하는지가 정확하게 알려져 있다. 이론과 우리가 관찰하는 현실 사이에도 직접적이고 직관적인 관계가 밝혀져 있다.
그러나 양자역학은 그렇지 않다. 이론을 지배하고, 파동함수를 계산해주고, 행동을 예측해주는 수학적 방정식이 있지만, 파동함수가 무엇을 뜻하는지는 분명하지 않다. 우리가 계산하는 파동함수를 실험에서 측정하는 양과 연결하기 위해서는 추가적인 설명이라고 해야 하는 “해석”이 필요하다.
- 제3장. 슈뢰딩거의 강아지: 코펜하겐 해석

  작가 소개

지은이 : 채드 오젤
뉴욕 주 스키넥터디의 유니온칼리지 교수. 윌리엄스칼리지에서 물리학 학사학위를 받고, 메릴랜드대학교에서 화화물리학 박사학위를 받았으며, 미국 국립표준기술연구소에서 근무하며 노벨 물리학상 수상자인 빌 필립스의 연구실에서 레이저 냉각 원자의 충돌에 관한 연구를 진행했다. 2002년부터 물리에 대한 블로그를 운영 중이며, <포브스>와 Scienceblogs.com에 글을 기고하고 있다. 저서로는 평범한 일상 속에 숨겨진 양자역학의 원리를 설명한 『익숙한 일상의 낯선 양자 물리』가 있으며, 자신의 반려견과의 상상의 대화를 바탕으로 한 『우리 집 개에게 양자역학 가르치기How to Teach Quantum Physics to Your Dog』, 『우리 집 개에게 상대성 이론 가르치기How to Teach Relativity to Your Dog』는 출간 즉시 대중과 언론의 호평을 받으며 베스트셀러에 올랐다.

  목차

추천사_선입견 없이 세상과 마주하기
머리말_강아지에게 물리학을 설명하는 이유: 양자물리학 소개

제1장_어떤 길? 양쪽 모두: 입자-파동 이중성
우리 주위의 입자와 파동: 고전 물리학 | 일상에서의 파동: 빛과 소리 | 양자의 탄생: 입자로서의 빛 | 간섭하는 전자들: 파동으로서의 입자 | 모든 것이 파동으로 만들어진다: 분자들의 간섭

제2장_내 뼈는 어디에 있을까?: 하이젠베르크의 불확정성 원리
하이젠베르크의 미시 세계: 반半고전적 논증 | 양자 입자 만들기: 확률 파동 | 현실의 한계: 불확정성 원리 | 불확정성의 증거: 영점 에너지

제3장_슈뢰딩거의 강아지: 코펜하겐 해석
파동함수가 무엇일까? 양자역학의 해석 | 중첩과 편광: 보기 | 광자 측정을 되돌리기: 양자 지우개 | 보는 것이 전부이다: 코펜하겐 해석

제4장_다중 세계, 다중 과자: 다중 세계 해석
그리고 측정이 이루어진다: 코펜하겐의 문제 | 붕괴는 없다: 휴 에버렛의 다중 세계 해석 | 파동함수가 흩어진다: 결어긋남 | 환경의 영향: 결어긋남과 측정 | 실제 세상: 결어긋남 현상과 해석

제5장_아직도 거기에 있나요?: 양자 제논 효과
여기서 꼼짝도 할 수 없다: 제논의 역설 | 지켜보는 솥과 측정된 원자: 양자 제논 효과 | 쳐다보지 않고 측정하기: 양자 심문

제6장_더 이상 파고들어 갈 이유가 없다: 양자 터널 현상
일을 할 수 있는 능력: 에너지 | 되돌아오는 파동함수 따라가기: 양자 공 | 그곳에도 없다: 장애물 통과와 터널 현상 | 하나의 원자를 알아보기: 주사 터널 현미경

제7장_멀리서 놀라서 짖기: 양자 얽힘
잠자는 강아지들이 서로를 속이기: 얽힘과 상관 | 양자역학은 불완전한가?: EPR 논쟁 | “모른다”와 “알 수 없다”: 국소적 숨은 변수 | 논쟁의 해결: 벨 정리 | EPR의 선택: 국소적 숨은 변수의 예측 | 보어의 선택: 양자역학적 예측 | 실험실 시험과 빈틈: 아스페 실험

제8장_나에게 토끼를 쏘아 보내라: 양자 공간이동
원격 복사: 고전적인 ‘공간이동’ | 복제 불가: 양자 한계 | 마술 나침반: 양자 공간이동에 대한 고전적 비유 | 나에게 광자를 쏘아보내라: 양자 공간이동 | 도나우를 건너는 공간이동: 실험적 증명 | 무엇을 위한 것인가?: 공간이동의 응용

제9장_치즈 토끼: 가상 입자와 양자 전기동력학
수를 세는 데에는 시간이 걸린다: 에너지-시간 불확정성 | 인간이 멀어질 때…: 가상 입자 | 모든 그림에는 이야기가 담겨 있다: 파인만 도형과 QED | 역사상 가장 정밀하게 시험된 이론: QED의 실험적 확인

제10장_악령 같은 다람쥐도 있다: 양자물리학의 오용
공짜 “양자” 점심: 자유 에너지 | 건강을 지키는 길: “양자 치료” | 얽힘을 통한 유령 치료: “원격 치료” | 악령 다람쥐를 경계하라: 양자물리학은 마술이 아니다

감사의 글
역자 후기_양자역학 1OO년, 일상에 녹아든 미시 세계의 신비
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