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색즉시공 공즉시색 色卽是空空卽是色
양자론으로 이해하는 빛의 실체
현대과학의 큰 쟁점 중 하나가 빛의 성질에 관한 것입니다 즉, 빛이 입자냐 파동이냐 하는 문제라고 할 수 있습니다. 쉽게 설명 드리면 입자란 빛이 아주 작은 알갱이로 이루어진 것이라는 주장과 빛이 마치 호수에 돌을 던지면 동심원을 그리며 퍼져나가는 파동의 성질을 가지고 있다는 주장의 대결입니다. 아인슈타인은 1922년 '양광자 이론'으로 노벨물리학상을 받습니다. 그전까지는 빛은 회절현상을 갖는 파장이라 생각했었는데, 아인슈타인이 빛에 파동의 성질과 입자의 성질이 동시에 있다는 것을 실험으로 증명해 보인 것입니다.
빛이 입자의 성질만 갖고 있다면 여러분이 손전등을 비추었을 때 그 비춰진 부분만 동그랗게 원으로 밝고, 밝은 쪽 경계 부분부터는 '완전한 어둠'이어야 합니다. 마치 레이저 포인트의 점처럼 말입니다. 반면에 빛의 파장의 성질만 가지고 있다면 어두운 방안에서 검은 종이(빛의 반사를 막기 위해)에 손전등을 비출 경우 검은 종이 뒤에도 빛이 하나도 도달되지 않아야 합니다. 그것은 마치 파도가 방파제를 넘지 못하는 빛이 '입자'로만 이루어진 것이어야 한다고 가정할 때의 결과입니다.
하지만 빛의 실제의 현상은 그렇지 않습니다.어두운 방안의 한 곳에 빛을 쪼이면 빛은 직접 쬐이는 부분 말고도 방안 희미하지만 방파제(검은종이)를 '휘돌아' 방의 모든 곳에 영향을 줍니다. 이 이치는 호수에 큰 돌을 던지면 그 호수 중간에 큰 바위가 몇 개 있어도, 그것이 내가 던진 돌의 파장이 호수의 모든 가장자리에 도착하는데 전혀 방해가 되지 못하는 현상과 같습니다. 즉, 빛은 파동의 성질과 아인슈타인이 말한 데로 입자의 성질을 동시에 가지고 있는 것입니다.
여기서 저도 이렇게 간단히 설명하는 빛의 물리적 성질을 아인슈타인 이전까지는 아무도 제대로 설명하지 못했습니다. 하지만 그때까지 어이없이 하나의 성질만을 고집한 과학들이 어리석다고 비난 할 수는 없는 일입니다. 왜냐하면 빛의 이 이중적 성질은 그 당시로는 '상상할 수' 없었기 때문입니다. 아마 중세의 과학자들이 지구가 우주의 중심이 아니라는 지동설地動說을 처음에는 제 정신으로는 받아드릴 수 없었던 것과도 비교할 수 있을 성싶습니다.
이렇듯 양자론量子論은 그 이전의 과학적 성과를 대부분 손 보아야 할 이론들로 전락시킬 수도 있는 즉, 물질관을 기조에서부터 흔들고 있는 그러나 의심할 수 없는 '증거'들로 점점 확고해지고 있는 미래의 과학 중 하나인 것입니다.
※ 성법스님 '마음 깨달음 그리고 반야심경' | 