하이젠베르크의 『부분과 전체』 읽기(세창명저산책 103)

"입자와 파동의 이중성은 전자만의 성질이 아니라
모든 자연물에 내재되어 있는 성질입니다."

하이젠베르크의 자서전인 『부분과 전체』는 닐스 보어, 볼프강 파울리 등 양자역학을 만드는 데 일조한 과학자들의 논쟁과 대화를 통해 이야기를 풀어 나간다. 이들은 양자역학에 기여한 공로로 노벨물리학상을 받았다는 공통점이 있는데, 그렇기에 이들 대화는 곧 양자역학의 성립 과정을 엿볼 수 있는 역사적 기록인 셈이다. 하이젠베르크의 생각은 물론이고 보어를 중심으로 한 코펜하겐학파의 견해가 대화 형식으로 펼쳐지고 있어 과학자들이 어떤 문제에 골몰했고, 이들 관계가 어떠했는지를 생생하게 느낄 수 있다.

"측정 결과가 관측자의 운동 상태에 따라 달라진다든지
측정 행위에 따라 달라진다는 것은
완전히 객관적인 사실이 존재할 수 없다는 것을 나타내지요."

현대과학의 고전 중의 고전,
하이젠베르크의 『부분과 전체』를 만나다!

여타 과학책들이 형이상학적 논쟁보다는 과학의 실용성을 중요히 여겨, 철학적인 설명은 피하고 과학 내용만을 다루곤 하는 데 반해 『부분과 전체』는 첫 번째 대화에서부터 '이해한다는 것이 무엇인지'에 대해 운위할 만큼 철학적 측면을 심도 있게 다룬다. 많은 사람들이 이 책을 읽는 것은 다른 과학책에서 볼 수 없었던 철학 내용들을 발견할 수 있기 때문일 것이라고 저자는 말한다. 과학자들의 대화에서 발견할 수 있는 철학적인 논의는 『부분과 전체』가 왜 고전의 반열에 올랐는지에 대한 이유가 될 것이다. 이에 더해 마치 소설을 읽듯 배경, 장소, 인물에 대한 문학적 묘사는 글을 읽는 데 진진한 재미를 배가해 준다. 거기다 이 책은 2차 세계대전의 한가운데에 있으면서 원자폭탄 개발에 적으나마 영향을 주었던 하이젠베르크의 행동을 통해 과학자의 윤리와 책임 문제에 대해서도 생각해 보게 한다는 점에서도 가치가 있다.

인물 간의 긴 대화를 간명하게 축약하면서도 핵심 내용은 그대로 남긴 저자 곽영직 교수의 친절한 안내를 따라 우리는 『부분과 전체』에 편안히 다가들 수 있을 것이다.

머리말

1장 『부분과 전체』의 저자에 대하여
1) 하이젠베르크의 학생 시절
2) 양자역학(행렬역학) 연구
3) 제2차 세계대전과 원자핵에너지 프로젝트
4) 전후 독일 과학의 재건 사업

2장 『부분과 전체』를 읽기 위한 사전 준비
1) 『부분과 전체』를 쓴 목적
2) 『부분과 전체』의 특징
3) 양자역학
4) 칸트의 비판철학
5) 마흐의 감각적 실증주의
6) 논리실증주의

3장 『부분과 전체』의 재구성
1) 원자이론과의 첫 만남 1919-1920
2) 물리학을 공부하기로 결심하다 1920
3) 현대물리학에서 이해라는 개념 1920-1922
4) 역사에 대한 교훈 1922-1924
5) 양자역학에 관한 아인슈타인과의 대화 1925-1926
6) 신세계로 향하는 길 1926-1927
7) 자연과학과 종교에 대한 첫 번째 대화 1927
8) 원자물리학과 실용주의적 사고방식 1929
9) 생물학, 물리학, 화학의 관계에 대하여 1930-1932
10) 양자역학과 칸트철학 1930-1932
11) 언어에 대한 토론 1933
12) 혁명과 대학 생활 1933
13) 원자 기술의 가능성과 소립자에 대한 토론 1935-1937
14) 정치적 파국에서의 개인의 행동 1937-1941
15) 새로운 시작을 향해 1941-1945
16) 과학자의 책임 1945-1950
17) 실증주의, 형이상학 그리고 종교 1952
18) 정치와 과학의 대결 1956-1957
19) 통일장이론 1957-1958
20) 소립자와 플라톤철학 1961-1965

곽영직 서울대학교 자연과학대학 물리학과를 졸업하고, 미국 켄터키대학교에서 박사학위를 받은 후 수원대학교 물리학과 교수로 재직하면서 자연과학대학장, 대학원장 등을 역임했다. 『세상을 바꾼 열 가지 과학혁명』, 『인류 문명과 함께 보는 과학의 역사』, 『토머스 쿤의 《과학혁명의 구조》 읽기』, 『칼 세이건의 《코스모스》 읽기』 등 다수의 과학 해설서를 펴냈고, 『오리진』, 『빅뱅』 등 다수의 과학책을 번역하였으며, 『왜 땅으로 떨어질까?』를 비롯한 다수의 어린이용 과학책을 저술했다.