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양자전기역학의 창시자인 천재 물리학자 파인먼의 생애와 논문을 탐구하다

〈노벨상 수상자들의 오리지널 논문으로 배우는 과학〉 시리즈 14번째. 이 책에서는 양자전기역학의 창시자 중 한 명인 리처드 파인먼의 양자전기역학 논문과 그의 생애를 집중 탐구한다. 서두에서는 1979년 노벨 물리학상을 수상한 셸던 글래쇼 박사와의 가상 인터뷰로 시작하여 책 내용의 흐름을 개괄적으로 파악하도록 했다.

파인먼의 논문에서는 반입자의 존재를 예언한 폴 디랙의 새로운 벡터 기호인 브라켓이 쓰였다. 이것을 이해하기 위해서는 선형대수학이라는 수학의 한 분야가 필요한데 1장에서 선형대수학의 역사를 소개했고, 2장에서 브라켓 기호를 자세히 설명했다. 3장에서는 파인먼의 생애와 함께 양자역학을 새로운 방법으로 설명한 경로 적분 아이디어와 그 계산을 다루었다. 4장에서는 양자전기역학에 앞서 등장한 양자장론과 그것을 만든 물리학자들을 소개했고, 양자전기역학의 또 다른 창시자이자 노벨 물리학상 수상자인 슈윙거와 도모나가 신이치로에 대해서도 살펴보았다. 마지막으로 파인먼의 양자전기역학 논문을 수식을 줄여서 다루었고, 대학원 수준의 양자전기역학을 쉽게 이해하게 만든 파인먼 다이어그램을 소개했다. 부록에는 책의 주 내용을 이루는 디랙과 파인먼의 논문 영문본과 노벨 물리학상 수상자 목록을 실어 더 깊은 이해를 도왔다.

과학을 처음 공부할 때 이런 책이 있었다면 얼마나 좋았을까
천재 과학자들의 오리지널 논문을 이해하게 되길 바라며
양자전기역학의 창시자 파인먼 _글래쇼 박사 깜짝 인터뷰

첫 번째 만남 | 선형대수학의 역사

선형연립방정식 _고대의 연구 기록
크라메르의 공식과 가우스 소거법 _연립방정식의 새로운 해법 발견
행렬의 등장 _직사각형 모양으로 수 배열하기
벡터의 탄생 _오래 누워 있는 습관 덕에
그라스만의 벡터 공간 _체를 이루는 조건

두 번째 만남 | 디랙의 양자역학

디랙 브라켓의 탄생 _벡터를 표현하는 또 다른 기호
코시 적분 _새로운 적분 공식
디랙 델타 함수 _디랙이 만든 함수의 성질
하이젠베르크-보른-요르단-슈뢰딩거의 양자역학 _양자역학의 탄생 과정
양자역학의 위치 상태와 운동량 상태 _전자의 위치와 운동량

세 번째 만남 | 파인먼의 경로 적분

파인먼의 생애 _수학 천재의 사랑과 도전
파인먼의 아이디어 _양자역학을 새롭게 이해하는 이론
하위헌스의 원리 _과거의 정보로부터 현재가 결정되다
경로 적분 _전자를 발견할 확률 구하기
경로 적분을 구하는 방법 _모든 가능한 경로에 대해
전파인자의 계산 _전자가 힘을 받지 않는 경우와 힘을 받는 경우

네 번째 만남 | 양자전기역학

양자장론을 만든 물리학자들 _포크, 요르단, 위그너
양자장론 _입자의 생성과 소멸에 대한 이론
양자전기역학의 창시자 _슈윙거와 도모나가 신이치로
양자전기역학 _파인먼 다이어그램을 이용하여

만남에 덧붙여
A New Notation For Quantum Mechanics _디랙 논문 영문본
Space-Time Approach to Non-Relativistic Quantum Mechanics _파인먼 1 논문 영문본
Space-Time Approach to Quantum Electrodynamics _파인먼 2 논문 영문본
위대한 논문과의 만남을 마무리하며
이 책을 위해 참고한 논문들
수식에 사용하는 그리스 문자
노벨 물리학상 수상자들을 소개합니다