고전이론의 한계 20 플랑크 상수 특수상대성이론에서는 빛의 속도(\(c=3\times10^{10} \text{cm/sec}\))가 아주 중요한 역할을 한다. 물질입자는 빛보다 빨리 움직일 수 없고, 에너지와 정보도 빛보다 빨리 전달될 수 없다. 또한 빛의 속도는 상대론을 적용해야만 하는지 아니면 비상대론을 적용해도 되는지 결정하는 기준이 된다. 물체의 속도가 광속 c에 비해 아주 작으면 비상대론을 적용해도 차이가 크지 않다. 이와 비슷하게 양자역학에도 양자역학을 적용해야 하는지 아니면 고전물리학을 사용해도 괜찮은지를 결정하는 기준이 있을까? 양자역학에서는 어떤 상수가 광속 c의 역할을 할까? 이런 역할을 하는 상수가 실제로 존재하는데, 이 상수는 플랑크 상수로 알려져 있다. 플랑크 상수는 h로 표기하고 ..

제1장 Introduction 원자와 기본입자 원시 자연철학자는, 결정의 규칙적인 모양을 보고 격자가 작은 입자, 즉 원자로 이루어져 있다는 생각을 떠올렸을 수도 있다. 오늘날에는 이런 사고방식은 아주 자연스러운 것이다. 하지만 저자가 아는 범위에서는, 그리스 원자론자들이 이런 방식으로 사고했다는 어떠한 역사적 기록도 존재하지 않는다. 과학으로서 결정학은 18세기 말에 시작되었다. 8 고대 그리스의 원자 이제 기본입자에 대해 얘기해 보자. 원자의 개념을 처음으로 생각해 낸 것은 고대 그리스인이다. 하지만 그리스인의 원자는 지금 우리가 생각하는 원자와는 다른 것이다. 그리스 철학자들이 원자라는 용어를 어떤 의미로 사용했는지 정확히 알 수는 없지만, 중요한 것은 그들이 물질을 무한히 작게 쪼갤 수 있는지에 ..

제1장 Introduction 양자물리학의 범위 1 양자물리 버클리 시리즈 4권에서는 원자, 원자핵, 기본입자에 대해 공부한다. 이 주제를 다루다 보면 버클리 시리즈 1~3권에서 보지 못한 자연의 새로운 속성을 마주하게 되는데, 이를 양자현상이라 한다. 이 책에서 다룰 주제는 양자물리다. 양자물리에 대한 수학적 이론을 양자역학이라고 한다. 하지만 양자물리가 미시 세계를 다룬다고 해서 거시 세계와 관련이 없다고 생각하면 안된다. 양자물리는 모든 영역에 적용된다. 양자물리는 자연의 가장 일반적인 법칙이다. 2 양자역학과 고전물리학 버클리 시리즈 1~3권에서는 거시 세계의 현상을 다뤘는데, 이를 고전물리학이라고 한다. 고전물리학은 물질의 궁극적인 단위가 무엇인지에 영향을 받지 않는다. 이와 반대로 이번 시리즈..