실체에 이르는 길 2 - 우주의 법칙으로 인도하는 완벽한 안내서

21장 양자 입자 17
21.1교환법칙을 만족하지 않는 변수들 17/ 21.2 양자 해밀토니안 22/ 21.3 슈뢰딩거 방정식 25/ 21.4 양자이론의 실험적 배경 28/ 21.5 파동-입자의이중성을 어떻게 이해할 것인가?34 / 21.6 양자적 실체란 무엇인가?38 / 21.7 파동함수의 총체적 특성 44/ 21.8 마술 같은 ‘양자 점프’ 50/ 21.9 파동함수의 확률분포 52/ 21.10 위치상태 56 /21.11 운동량-공간표현 58

22장 양자대수학, 양자기하학,스핀 66
22.1양자적 과정: U와R 66 / 22.2 U의 선형성과R에 관한 문제들 70/ 22.3 유니터리 구조,힐베르트 공간, 디랙표기법 75 / 22.4 유니터리한시간변화: 슈뢰딩거와하이젠베르크 78 / 22.5 양자적‘관측가능량’ 83 / 22.6YES/NO 관측: 프로젝터88 / 22.7 빈 관측:나선성 92 / 22.8 스핀과스피너 99 / 22.9 2-상태계의 리만 구면 105 / 22.10큰 스핀: 마요라나묘사법 113 / 22.11 구면조화함수117 / 22.12 상대론적양자 각운동량 124 / 22.13고립된 양자적 객체 129

23장 서로 얽혀 있는 양자세계 142
23.1다입자계의 양자역학적 서술 142/ 23.2 거대한 다입자 상태공간 145/ 23.3 양자얽힘: 벨부등식 149 / 23.4 봄타입의 EPR 실험 153/ 23.5 확률이 ‘거의 배제된’ 하디의 EPR타입 실험 159 / 23.6양자얽힘에 숨어 있는 두 가지 미스터리 162/ 23.7 보존과 페르미온 166/ 23.8 보존과 페르미온의 양자상태 169/ 23.9 양자 원격이동 173/ 23.10 퀀글먼트 179

24장 디랙의 전자와 반입자 188
24.1양자역학과 상대성이론 사이의 팽팽한 긴장관계188 / 24.2 반입자의존재가 양자장으로 귀결되는 이유 190/ 24.3 양자역학적 에너지가 양의 값을 갖는 이유193 / 24.4 상대론적에너지공식의 난점 195 /24.5 ∂/∂t의 비불변성198 / 24.6 파동연산자□의 클리포드-디랙제곱근 201 / 24.7 디랙방정식 204 / 24.8 디랙의양전자 207

25장 입자물리학의 표준모형 215
25.1현대 입자물리학의 기원 215/ 25.2 전자의 지그재그 도식 217/ 25.3 약전자기 상호작용:반전 비대칭 223 /25.4 전하켤레(C),반전성(P), 시간되짚기(T)230 / 25.5 약전자기 대칭군 234/ 25.6 강한 상호작용을 주고받는 입자들 239/ 25.7 쿼크의 색 244 /25.8 표준모형을 넘어서 249

26장 양자장이론 256
26.1양자장이론의 현주소 256/ 26.2 생성연산자와 소멸연산자 259/ 26.3 무한차원 대수 263/ 26.4 양자장이론에서의 반입자 266/ 26.5 또 하나의 진공상태 269/ 26.6 상호작용:라그랑지안과 경로적분 271/ 26.7 발산하는 경로적분:파인만의 해결책 277/ 26.8 파인만 그래프:S-행렬 280 / 26.9 재규격화285 / 26.10 라그랑지안과파인만 그래프 291 / 26.11파인만 그래프와 진공의 선택 293

27장 빅뱅이 남긴 열역학적 유산 301
27.1시간대칭과 역학적 진행과정 301/ 27.2 극미세 요소들 304/ 27.3 엔트로피 307 /27.4 굳건한 엔트로피 개념 311/ 27.5 제2법칙의유도 - 또는 실패?316 / 27.6 우주는 그 자체로 '독립된계'인가?321 / 27.7 빅뱅의 역할 324/ 27.8 블랙홀 331 /27.9 사건지평선과 시공간 특이점 339/ 27.10 블랙홀의 엔트로피 341/ 27.11 우주론 345 /27.12 등각 다이어그램 354/ 27.13 매우 특별한 빅뱅 359

28장 초기우주에 대한 사변적 이론 372
28.1초기우주의 자발적 대칭붕괴 372/ 28.2 우주적 위상적 결함 377/ 28.3 초기우주의 대칭붕괴 382/ 28.4 인플레이션 우주론 387/ 28.5 인플레이션은 과연 타당한 동기에서 도입된이론인가? 396 / 28.6 인류원리402 / 28.7 빅뱅의 특별한성질: 인류 열쇠?409 / 28.8 바일 곡률 가설 413/ 28.9 하틀-호킹의‘무경계’ 이론 418 /28.10 우주변수: 관측현황?422

29장 측정역설 438
29.1양자이론에 내포된 통상적 실체론 438/ 29.2 새로운 실체론적 시각에서 바라본 양자역학443 / 29.3 밀도행렬452 / 29.4 스핀 1/2인입자의 밀도행렬: 블로흐구 455 / 29.5 EPR 상황에서의밀도행렬 461 / 29.6 주변환경의결어긋남 해석법의 FAPP철학468 / 29.7 코펜하겐해석에 입각한 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 역설 471/ 29.8 다..

저:로저 펜로즈
펜로즈 하면 흔히 그가 고안한 실제로는 불가능한 입체인 '펜로즈 삼각형'이나, 그의 아버지인 정신과의사(이자 수학자) 라이오넬 펜로즈와 함께 만든 비주기성 타일, 펜로즈 타일을 연상하기 쉽다[펜로즈 삼각형(펜로즈 계단)은 M.C. 에셔의 「폭포」, 「상승과 하강」같은 작품에 영감을 주었다. 펜로즈 타일은 크리넥스 사의 엠보싱 화장지에 종이 사용량을 줄이려 무단으로 쓰여 법정에까지 이르는 사건이 되기도 했다].

그러나 그의 본령은, 사실 수리물리학이다. 그는 우주 이해에 대한 공헌으로 1988년 스티븐 호킹과 함께 울프상(Wolf prize)을 공동 수상하였으며 그가 탄 상은 이 이외에도 영국 물리학협회의 디랙 메달, 알베르트 아인슈타인 협회의 아인슈타인 메달, 왕립천문학회의 에딩턴 메달 등 수십여 개에 달한다. 그는 과학에 대한 공로로 1994년 영국 기사 작위를 받았다. 그의 이름을 딴 펜로즈 다이어그램은 블랙홀에 접근하는 물질의 성질을 연구할 때 이용되고 있다.

1931년 영국 에식스 주 컬체스터에서 출생한 펜로즈는, 런던 유니버시티 칼리지를 졸업하고 세인트존스 칼리지에서 수학 박사 학위를 받았다. 현재 산수(傘壽)를 바라보는 나이에도 옥스퍼드 대학교 수학과의 라우스 볼 석좌교수(Emeritus Rouse Ball Professor)를 역임하고 있으며, 미국의 여러 대학에서도 강연 중이다.

저서로는 물리학, 수학, 생물학, 뇌 과학을 넘나들며 정신을 계산적으로 구현 가능한지 탐구한 『황제의 새 마음(The Emperor's New Mind)』(이화여자대학교 출판부)과 후속작 『마음의 그림자(Shadows of Mind)』가 특히 유명하다. 그 외의 저서로는 『시간과 공간의 성질(The Nature of Space and Time)』, 『우주, 양자, 마음(The Large, the small and the Human Mind)』(사이언스북스) 등이 있다. 빅뱅 이전에 또 다른 우주(이온aeon: 빅뱅 이후 시기)가 있었으며 이전 이온의 말기에 대폭발이 발생, 지금의 우주가 만들어졌다는 등각 순환우주론(Conformal Cyclic Cosmology, CCC)을 다룬 『시간의 순환(Cycles of Time)』을 2011년 5월 예정으로 집필 중이다. 2010년 11월 29일, 펜로즈가 이끄는 연구진은 우주배경복사 변화가 비정상적으로 낮은 은하단 주변에서 빅뱅 발생 이전에 일어난 사건의 흔적을 담은 고리 모양을 발견했음을 물리학 저널 사이트 아카이브(arXiv)에 발표했다.

역:박병철
1960년 서울에서 태어나 연세대학교와 동 대학원 물리학과를 졸업하고 한국과학기술원(KAIST)에서 이론물리학을 전공하여 박사 학위를 받았다. 현재 경희대학교 및 대진대학교 물리학과 초빙교수이며, 번역가로도 활동하고 있다. 옮긴 책으로는 『엘러건트 유니버스』, 『우주의 구조』, 『블랙홀을 향해 날아간 이카로스』, 『파인만의 물리학 강의 Ⅰ, Ⅱ』, 『일반인을 위한 파인만의 QED 강의』, 『리만 가설』, 『타이슨이 연주하는 우주 교향곡 Ⅰ, Ⅱ』, 『허수』, 『페르마의 마지막 정리』, 『평행우주』, 『불가능은 없다』 등이 있다. 그의 이름을 듣고 초끈이론을 널리 알리는 데 공헌한 브라이언 그린의 책 번역을 떠올리는 사람이 많겠지만, 실은 『초끈이론의 진실』(승산)이나 이번 『실체에 이르는 길』처럼 물리학의 현 상황을 독자들에게 올바르게 알리는 일에 주력하고 있다. 언제나 한결같은 과학에 대한 열정으로 번역에 5년, 편집에 2년이 걸린 이 작업을 끝까지 완수하였다.