1925년은 경이로운 해였다. 24세 였던 독일 물리학자 베르너 하이젠베르그(1901~1976)는 7월에 꽃가루 알레르기 때문에 휴양차 북해 외딴섬 헬골란트(Helgoland)를 찾았다. 그는 이곳에서 고전물리학으로 설명되지 않는 양자론(양자역학)의 불확정성 원리에 대한 아이디어를 떠올렸다. 그리고 이를 ‘행렬역학’으로 체계화해 논문으로 발표했고, 7년 뒤 1932년 노벨물리학상을 수상했다.

오스트리아 태생 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961) 또한 같은 해 크리스마스 휴가 때 떠난 스위스 아로사에서 원자속 전자를 파동으로 설명하는 ‘슈뢰딩거 방정식’을 착안했고 이듬해 논문으로 발표했다. 그리고 1933년 하이젠베르그와 마찬가지로 노벨물리학상을 수상했다. 이러한 선도적인 물리학자들의 연구에 따라 원자 움직임을 이해할 수 있게 됐다.

당시 과학자들이 양자역학에 지대한 관심을 쏟고 있을 때 미술계에서는 초현실주의 회화가 탄생한다. 벨기에 출신 르네 마그리트(1898~1967)는 1925년께부터 상식을 뒤엎는 초현실주의 작품을 그리기 시작했으며, ‘이미지의 배반’과 ‘연인들’, ‘빛의 제국’ 연작과 같은 작품들을 남겼다. ‘미술관에서 과학을 보는 물리학자’ 김상욱 경희대 교수는 ‘뉴턴의 아틀리에’(2020년)에서 “1920년대 유럽이라는 시공간은 양자역학과 초현실주의를 동시에 탄생시켰다”면서 하나의 장면 속에 낮과 밤이 공존하는 작품 ‘빛의 제국’을 ‘양자 중첩’ 이론으로 해석한다.

양자역학(量子力學) 탄생 100주년을 맞았다. UN은 올해를 ‘세계 양자과학 기술의 해’로 지정했다. 미국과 중국을 중심으로 양자컴퓨터 개발 경쟁이 치열하다. 초전도를 이용한 양자컴퓨터는 저항이 ‘0’이 된다. ‘양자 중첩’에 따라 0과 1을 동시다발적으로 연산하는 양자기술을 활용하면 기존 컴퓨터 대비 30조 배 빠른 연산이 가능하다고 한다.

이러한 각국의 양자과학기술 개발 경쟁 속에서 우리 역시 분발해야 한다. 과감하게 첨단 양자과학 분야에 투자해 양자기술 인프라 구축과 인력 양성 등에 발 벗고 나서야 할 것이다.

/song@kwangju.co.kr