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“양자역학은 기초학문이면서도 여기저기 다 쓰이는 실용적인 학문”

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2016년 05월 31일 18:00 프린트하기

수상 소감을 묻자 김 교수는 “수상 소식을 처음 들었을 때는 마냥 좋았는데, 조금 시간이 지나니 정말 자신이 받을만한 일을 한 것인지 의문이 들기도 했다. 영화제에서 수상한 배우가 왜 ‘더 잘하라는 말씀으로 알겠다’고 소감을 전하는 지 이제야 알게 됐다”며 웃었다. - 호암재단 제공
올해 호암상 수상자로 선정된 김명식 영국 런던 임피리얼 칼리지 교수. - 호암재단 제공 

“양자역학이 응용하기 어려운 기초과학이라고요? 위성위치확인시스템(GPS)부터 스마트폰에 들어가는 반도체까지 양자역학이 안 쓰이는 곳이 없습니다.”


제26회 호암상 수상자로 선정된 김명식(54) 영국 런던 임피리얼 칼리지 교수를 5월 30일 서울 중구 신라호텔에서 만났다. 김 교수는 영국이 양자역학을 응용하는 양자기술 분야에 2013년부터 5년간 2억7000만 파운드(약 4632억 원)를 투자한다며 그 실용성을 강조했다.

 

●일상생활부터 국방까지…팔방미인 양자역학


김 교수는 양자역학, 특히 양자광학(Quantum Photonics)의 세계적인 대가로 꼽힌다. 호암재단은 김 교수가 이해하기 어려운 양자역학적 성질을 실험을 통해 증명할 수 있도록 이론적 기반을 닦은 공로를 인정해 수상자로 선정했다.

 

일반인에게 멀게 느껴지는 양자역학에 대해 김 교수는 ‘정말 근사하면서도 실용적인’ 학문이라고 소개했다. 그는 “양자역학의 대표적 결과물인 레이저가 사라진다면 CD나 DVD를 읽을 수 없을 뿐 아니라 정밀한 전자회로 기판도 인쇄할 수 없어 스마트폰과 같은 전자기기가 탄생하지 않았을 것”이라며 목소리를 높였다.


김 교수는 양자기술이 산업뿐 아니라 국방 분야에서도 빼놓을 수 없는 기술이라고 덧붙였다. 유럽연합(EU)이 양자기술에 2018년부터 11억3000만 달러(1조 3458억 원)를 투자하기로 한 데도 이런 배경이 뒷받침됐다.


“오늘날 핵잠수함은 일본에서 칠레까지 잠항이 가능하지만 물속에선 GPS 신호를 받을 수 없기 때문에 위치 확인을 위해 수면으로 나와야 합니다. 양자역학의 산물인 원자시계를 소형화해 잠수함에 탑재할 수 있다면 수면에 올라오지 않고도 작전 수행이 가능해질 겁니다.”

 

●양자역학과 상대성이론은 이 시대의 ‘김태희와 한가인’


김 교수는 2008년부터 케임브리지대, 옥스퍼드대와 함께 영국 물리학의 산실 중 한 곳인 런던 임피리얼 칼리지에서 물리학과 교수로 재직 중이다. 그의 옆방에는 외할아버지가 에르빈 슈뢰딩거인 교수가 지내고 있다고 한다. ‘슈뢰딩거의 고양이’로 유명한 바로 그 슈뢰딩거다.

옆방 교수가 외할아버지를 따라 처음부터 물리학자를 꿈꾼 데 반해 김 교수는 기술자가 꿈이었다. 하지만 호기심에 대해 답을 줄 수 있는 ‘최고의 학문’을 공부하고 싶은 마음에 물리학자가 됐다. 그래서 그는 양자역학이 ‘정말정말 근사한’ 학문이라고 거듭 강조했다. 오늘날 인류가 궁금해 하는 자연현상을 설명하는 데 가장 완벽에 가까운 답을 줄 수 있는 학문이기 때문이다.


그에게 조금 짓궂은 질문을 던졌다. 20세기 인류의 산물 중 하나로 꼽히는 상대성이론과  양자역학 중 어느 것이 더 근사할까.


“취향의 차이가 아닐까요. 제가 여배우 이름을 잘 몰라서 그런데, 가장 예쁜….”
“(기자) 예를 들어 김태희와 한가인이요?”
“네 맞아요. 양자역학과 상대성이론은 둘다 매우 아름답고 근사한 학문입니다. 결국 선택은 취향의 차이지요.”

 


이우상 기자

idol@donga.com

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