한권의 물리학
-클리퍼드A 픽오버 -
@학년 @반 @@@
고등학교에 들어와서 특히 수행평가를 준비하다 보니 남들과는 창의적인 의견을 많이 내야하는 상황이 여러 차례 있었습니다. 아이디어를 내는 것이 곧 성적 뿐 아니라 대학 진학과정에 있어서 더욱 유리하기 때문에 저는 창의적인 혹은 효과적인 아이디어를 내는 것을 즐겼습니다. 물리 독후감을 써야 하는 이번 수행평가에서 저는 저의 진로가 제 4차 산업혁명과 연관이 있기에 4차 산업 혁명과 관련된 도서를 읽으려 하였으나 도서관에서 저의 눈길을 사로잡는 책이 있었습니다. ‘빅뱅부터 우주의 종말까지 우리가 발전시켜온 250가지의 물리 아이디어’ 라는 부제목이 쓰여 있는 책이었습니다. 게다가 책의 첫 장에는 이 책에 나오는 물리 발전 순서를 연대순으로 묶었다는 점도 이 책의 장점이라고 생각합니다.
이 책에는 물리학 이론들이 250여 가지가 나옵니다. 물론 그 중에는 파울리배타원리, 전자기 스펙트럼, 에너지 보존의 법칙 등 배웠던 것들도 나오지만 원자로, I 빔, 메타물질 등 신비로운 사실들이 더 많았습니다. 원자로는 당연히 최신의 기술로만 만들 수 있는 것이라는 저의 편견을 아프리카 가봉의 오클리 지역에 있는 천연원자로가 깨주었고, 건축물을 지을 때의 철강 모양이 I자 모양인 이유가 수직 방향의 하중을 잘 견뎌내어 휘어지지 않게 하기 위함을 알게 되었습니다. 메타물질은 빛의 전반사와 광통신 단원을 발표하였던 저에게 재미있게 읽을 수 있었던 부분 중 하나입니다. 해리포터나 스타트랙처럼 판타지,sf 영화에는 투명망토가 등장합니다. 지금까지 저희가 배워온 모든 물질은 굴절률이 양수인 물질만을 배워왔습니다. 하지만 이 메타 물질은 스넬의 굴절 법칙을 정반대로 거스른다고 합니다. 유리 섬유와 구리 고리, 철사 가 빛을 신기한 방식으로 모으도록 조립이 되어있어 굴절률이 음수가 된다고 합니다. 이를 응용하여 얇은 막으로 만들어 낸다면 투명망토가 만들어 질 수 있다는 사실을 알게 되었습니다.
제 4차 산업혁명은 빅 데이터의 시대라고도 합니다. 우리의 일상 곳곳에서 빅 데이터를 활용하는 시대인 것입니다. 하지만 빅 데이터 못지않게 많은 사람들의 관심을 끄는 것이 하나 더 있습니다. 바로 양자 컴퓨터입니다. 양자컴퓨터는 0과 1로 표현되고 구동되는 기존의 이진법 계산 방식이 아닌 큐비트(Qubit) 라는 단위를 사용합니다. 큐비트는 입자의 양자상태, 각 전자의 스핀 상태로 구성되어 컴퓨터가 복잡한 연산을 할 수 있도록 도와주게 됩니다. 1000큐비트 용량의 컴퓨터는 2의 1000승개의 연산을 눈 깜짝 할 새에 해버린다고 합니다. 현재의 과학기술로는 인간이 관측할 수 있는 우주 공간 안에 존재하는 원자가 10의 80승밖에 되지 않습니다. 이렇듯이 양자 컴퓨터를 구현해내어 일상생활에서도 쉽게 보급할 수 있는 미래가 도래한다면 인류문명은 한층 새로이 진화해 나갈 것이라 생각합니다. 저는 여기서 궁금증이 생겼습니다. 제가 확률과 탐구 통계 보고서에서 RSA암호에 대해서 다뤘습니다. RSA 암호는 곱셈은 빠르지만 소인수분해가 어렵다는 점을 이용하여 만든 암호입니다. 이 암호는 은행비밀번호, 공인인증서 등 매우 중요한 곳에서 많이 사용되고 있는데 만약 양자컴퓨터가 나온다면 이러한 계산을 통해서 구동되는 암호는 반드시 폐기 될 것 이라 생각합니다. 만약 미래를 생각한다면 암호에 대해서 더욱 공부를 하여 새로운 암호체계를 개발해 나가는 것도 좋을 것이라 생각됩니다.
정말 많은 생각과 사실, 신기한 아이디어를 많이 가지고 있는 책입니다. 같은 반에 있는 @@@학생에게도 추천하여 재미있게 읽고 있습니다. 깊은 내용으로 접근하지는 않습니다. 이를 단점이라 치부할 수는 있지만 저는 궁금한 점을 던져주기 때문에 직접 찾아보며 공부 할 수 있다는 점에서 장점이라 말하고 싶습니다. 내년이든 언제든 물리와 관련된 탐구 보고서를 쓸 때면 다시 한 번 꺼내어 보고 싶을 정도로 저에게 알맞은 책이었던 것 같습니다.