스티븐 호킹은 틀렸다!세상에서 가장 유명한 물리학자와 싸운한 물리학자의 이야기

[사이언스클래식19]블랙홀 전쟁

양자 역학과 물리학의 미래를 둘러싼 위대한 과학 논쟁

원제 THE BLACK HOLE WAR (My Battle With Stephen Hawking To Make The World Safe For Quantum Mechanics)

레너드 서스킨드 | 옮김 이종필

출판사 사이언스북스 | 발행일 2011년 8월 31일 | ISBN 978-89-8371-249-3

패키지 양장 · 신국판 152x225mm · 580쪽 | 가격 25,000원

책소개

스티븐 호킹은 틀렸다! 세상에서 가장 유명한 물리학자와 싸운 한 물리학자의 이야기
2004년, 더블린 학회에서 스티븐 호킹은 “블랙홀과 정보 역설”이라는 제목의 강연을 했고, 이듬해 미국의 물리학 학술지인 ≪피지컬 리뷰≫에 「블랙홀에서의 정보 손실」이라는 논문을 발표했다. 이 논문은 1976년에 시작된 오랜 논쟁에 대한 호킹의 공식적인 ‘항복 문서’였다. 도대체 호킹은 누구에게, 그리고 어떤 논쟁에서 패배한 것일까?
1970년대 말 블랙홀에 대한 연구가 이제 막 본격적으로 시작되던 시기, 젊은 영국의 물리학자 스티븐 호킹은 ‘호킹 공식’이라는 아주 우아한 방정식으로 블랙홀의 증발을 증명해 현대 물리학의 역사를 다시 썼다. 빛조차 탈출하지 못하는 중력의 감옥 블랙홀. 이 중력의 감옥에 붙잡힌 물체는 사건의 지평선, 우리 세계와 블랙홀의 특이점이 지배하는 세계를 나누는 경계선을 통과하는 순간 두 번 다시 우리 세계로 돌아올 수 없다. 인류의 역사를 모두 담은 거대한 백과사전이 블랙홀에 빠지고 그 블랙홀이 호킹 공식을 따라 증발해 버린다면 인류의 역사라는 정보는 우주에서 영원히 사라져 버리는 것일까? 호킹은 그렇다고 주장했다. 블랙홀에 빠진 정보는 블랙홀의 증발과 함께 소멸해 버린다. 대부분의 물리학자들은 호킹의 주장이 가진 문제를 인식하지 못했다.
그러나 끈 이론의 창시자 중 한 사람으로 현대 이론 물리학계를 주도하고 있는 미국 물리학자인 레너드 서스킨드와 네덜란드 물리학자로 입자 물리학의 표준 모형을 정립하는 데 결정적인 공헌을 해 노벨 물리학상을 수상한 헤라르뒤스 토프트는 1983년 한 세미나에서 호킹의 주장을 처음 듣고 호킹의 주장이 가지고 있는 치명적인 문제를 깨달았다. 정보가 블랙홀에서 소멸한다는 호킹의 주장을 옳다고 인정하면 우리 우주의 가장 근본적인 법칙 중 하나인 에너지 보존 법칙과 정보 보존 법칙이 깨짐을 깨달은 것이다. 에너지 보존 법칙과 정보 보존 법칙이 깨지면 아인슈타인, 오펜하이머와 파인만 같은 위대한 물리학자들이 오랜 시간 동안 쌓아 온 현대 물리학 전체가 무너질 위기에 처하는 것이다.
양자 역학과 현대 물리학 전체가 위기에 빠졌다고 느낀 서스킨드와 토프트는 호킹의 주장을 반박하기 시작했다. 그리고 이것은 30년에 걸친 ‘블랙홀 전쟁’의 시작이었다.
이번에 (주)사이언스북스에서 출간된 레너드 서스킨드의 신작 블랙홀 전쟁(The Black Hole War)은 세계 최정상급 물리학자들 사이에서 ‘블랙홀 전쟁’이라는 이름으로 벌어진 위대한 과학 논쟁을, 논쟁의 당사자의 목소리로 직접 설명하는 책이다. 이 책에서 독자들은 현재 세계에서 가장 유명한 물리학자와 그에 몾지않은 지성을 가진 최정상급 물리학자들이 블랙홀과 우주의 본질에 대해 어떤 방식으로 연구를 하고, 논쟁을 하며, 물리학의 패러다임을 어떻게 혁명적으로 바꾸는지 만끽할 수 있다.

30년 전 칼 세이건, 리처드 파인만, 그리고 스티븐 호킹이 독서계에 혜성처럼 등장한이후 우주론 분야는 대중 과학서 분야에서 가장 섹시한 분야 중 하나였다. 서스킨드역시 이 책을 통해 뛰어난 지성들의 독특한 에피소드들과 복잡하고 어려운 주제에 대한 설명을 버무려 대중 과학서 독자들의 만족할 줄 모르는 식욕을 충족시켜 준다.
-뉴욕 타임스 북 리뷰
최고의 선생님이라면 모두 그러듯이 서스킨드의 이야기 역시 명쾌하고 재미있다. 뛰어난 비유와 언어 능력으로 가장 난해한 개념들을 손에 잡히듯이 알기 쉽게 전달한다.다중 차원 이론인 끈 이론을 멋지게 시각화하는 그의 비유들만으로도 이 책의 가치는 충분하다.
-로스엔젤레스 타임스
서스킨드는 아주 낮은 눈높이에서, 아주 쉽고 아주 흥미진진하게 세상에서 가장 격렬한 논쟁이 벌어지고 있는 현대 물리학의 최전선으로 독자들을 안내하고 있다.
-뉴 사이언티스트

목차

프롤로그 7
1부 몰려드는 전운
1장 첫 총성 252장 어둑별 353장 낡아빠진 기하학은 이제 그만! 654장 “아인슈타인이여, 신이 무엇을 하든 상관하지 말지어다.” 975장 플랑크가 더 좋은 척도를 고안하다 1416장 브로드웨이 웨스트 엔드 카페 1497장 에너지와 엔트로피 1618장 휠러의 제자들이여, 그대들은 얼마나 많은 정보를 블랙홀에 집어넣을 수 있을까? 1839장 검은 빛 201
2부 기습 공격
10장 호킹이 잃어버린 정보 조각 22711장 네덜란드 인의 저항 24512장 무슨 상관이랴 25313장 교착 상태 26714장 아스펜 전초전 283
3부 반격
15장 샌타바버라 전투 29316장 잠깐! 신경망을 되돌려라 33317장 케임브리지의 에이해브 34118장 세계는 홀로그램이다! 365
4부 전쟁의 끝
19장 대량 추론 무기, 끈 이론 38720장 앨리스가 본 마지막 프로펠러 44121장 블랙홀을 세다 45522장 남아메리카의 승리 49123장 돌아온 핵물리학 52324장 물리학이란 ‘원래’ 그런 것이다 537에필로그 549 / 감사의 말 556 / 용어 해설 557 / 옮긴이의 말 562 / 찾아보기 573

작가 소개

레너드 서스킨드

스탠퍼드 대학교 펠릭스 블로흐 이론 물리학 교수. 끈 이론의 선구자로 유명하다. 1940년 뉴욕에서 태어나 자랐고, 성인이 된 후에는 아버지를 따라 배관공으로 일하기도 했다. 뉴욕 시티 칼리지(CCNY) 공학부를 졸업했고 코넬 대학교에서 물리학 박사 학위를 받았다. 1973년부터 스탠퍼드 대학교 이론 물리학 교수로 재직하고 있다.

지난 40년간 그는 양자 광학, 기본 입자 물리학, 응집 물질 물리학, 우주론, 그리고 중력을 포함해서 이론 물리학의 모든 분야에 공헌했다. 1969년 난부 요이치로와 같은 시기에 강입자의 끈 이론에 도달했다. 블랙홀에 빨려 들어가는 양자의 정보는 사라진다고 주장하는 스티븐 호킹에 대항해 헤라르뒤스 토프트와 함께 정보는 사라지지 않는다고 주장했다. 후에 그는 쿼크 속박 이론(왜 쿼크가 강입자 내부에서 빠져나올 수 없는지), 중입자 생성(왜 우주는 반물질이 아니라 물질로 가득 차 있는지), 블랙홀 상보성 원리, 홀로그래피 원리 등 현대 물리학계를 뒤흔든 여러 개념들을 발견해 냈다.

미국 국립 과학원(NAS)과 미국 학술원(AAAS) 회원이며, 세계 최고의 이론 물리학 연구 기관 중 하나인 캐나다 페리미터 이론 물리학 연구소의 객원 교수이며 우리나라 고등과학원(KIAS)의 석좌 교수이기도 하다. 미국 물리학 협회가 주는 과학 저술상, 미국 물리학회가 입자 물리학 이론에 공헌을 한 사람에게 주는 J. J. 사쿠라이 상, 뉴욕 과학원이 주는 보리스 프레겔 상 등을 받았다.

저서로는 『블랙홀, 정보, 그리고 끈 이론 혁명 개론(An Introduction To Black Holes, Information And The String Theory Revolution)』, 『우주의 풍경(Cosmic Landscape)』,『블랙홀 전쟁(The Black Hole War)』  등이 있다.

독자 리뷰