퀀텀과 과학

퀀텀바이오는 양자(Quantum) 현상에 대한 과학적 이해를 바탕으로 디지털 에너지의학을 연구합니다. 이 페이지에서는 디지털과 양자의 기본 개념, 그리고 우리 몸과 양자 현상이 어떻게 연결되는지를 살펴봅니다.

디지털과 우리 몸: 생명체의 디지털 작용

디지털(Digital)이란 본래 '손가락으로 숫자를 세다'라는 의미입니다. 디지털의 기본은 '0'과 '1'의 수를 통해 정보를 표현하는 것이며, 아날로그 신호를 디지털 전자 신호로 회로 변환하는 것이 가능합니다. 이때 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환하는 장치를 'ADC(Analog to Digital Converter)기'라고 부릅니다.

흥미로운 점은, 우리 몸에서도 시시각각 이러한 표본화 → 양자화 → 부호화의 역동적인 디지털 변환 과정이 매우 활발하게 일어난다는 사실입니다. 생명체의 구조와 기능 역시 디지털 작용과 매우 유사하기 때문입니다. 즉, 우리 몸도 디지털 정보를 가진다는 의미입니다.

전자의 집적회로라고 할 수 있는 뇌세포 뉴런에서부터, 생명의 펌프인 심장, 손끝과 발끝의 모세혈관에서 발생하는 미세 전압(mV), 세포막의 삼투압 작용, 그리고 무엇보다도 나트륨 이온(Na⁺)과 칼륨 이온(K⁺)이 세포막 하나하나에서 일으키는 막전위에 이르기까지, 모든 것이 정교한 전기적 작용으로 이루어집니다.

세포질과 미토콘드리아에서 하루에 자신의 몸무게만큼이나 에너지 화폐인 ATP를 만들어내는 일까지, 이 모든 과정은 우리 몸의 에너지인 전자기장 포텐셜(Electromagnetic Potential), 혹은 양자 포텐셜(Quantum Potential) 작용에 의해 일어납니다. 그렇기에 우리 몸의 전자적 균형이 무너지면 마비와 같은 현상으로 이어질 수 있습니다.

아직 완성되지 않은 양자의 퍼즐

양자에 대한 정의와 개념은 표현하는 사람에 따라 조금씩 다르게 설명됩니다. 그렇다면 그 모든 표현이 동시에 맞을 수도, 또 모두 틀릴 수도 있지 않을까요?

양자물리학자들이 공통적으로 인정하는 사실은, 지금까지 과학이 양자에 대해 이해한 범위가 마치 거대한 그림의 한 조각에 불과하다는 점입니다. 비록 120년이 넘는 세월 동안 수많은 과학자들이 전자, 양자, 소립자에 대한 방대한 지식을 쏟아내고, 그 조각들을 모아 양자역학이라는 하나의 퍼즐을 완성한 듯 보였지만, 양자 현상의 본질을 완벽하게 이해한 단계에는 이르지 못했기에 여전히 미완성의 퍼즐로 남아 있습니다.

그렇게 탄생한 학문이 현대의 양자역학(Quantum Mechanics)과 소립자 물리학(Particle Physics)입니다. 원자, 전자, 양자, 소립자, 주파수에 대한 개념적 이해만으로도 발전하는 과학에 대한 기본적인 이해에 다가설 수 있습니다.

양자(Quantum)를 가장 간략하게 정의하자면, 약 10⁻¹⁰m, 즉 100억 분의 1m 크기의 원자 안에서 약 10⁻²⁰m, 즉 1해 분의 1m 정도 크기의 전자들이나, 나아가 그보다 더 작은 소립자들(10⁻²¹~⁴⁰m)이 갖는 독특한 입자와 파동의 이중적 에너지 현상이라 할 수 있습니다.

통합적으로 정리하면, 양자는 원자 안에서 일어나는 6.6260755 × 10⁻³⁴ J·s의 독특한 에너지로서 중첩 현상(Quantum Superposition)을 가집니다. 그리고 그 양자가 사는 집이 곧 원자입니다. 양자의학, 즉 디지털 에너지의학을 이해하기 위해 이제 원자 안의 양자를 찾아 들어가 봅니다.

작은 입자들의 입자·파동(Wave)의 양자화

모든 빛의 물질은 원소주기율표 안으로 들어갑니다. 빛을 발사하는 항성이든 빛을 반사하는 행성이든, 행성과 위성, 혜성, 그리고 그 안의 모든 물질은 원자로 구성되어 있습니다.

원자는 기본적으로 양성자, 중성자, 전자로 구성됩니다. 원자 내에서는 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자를 중심으로 전자들이 회전하며, 그 구조는 물질 → 분자 → 원자 → 양성자·중성자·전자 → 소립자의 순서로 이어집니다.

양성자와 중성자는 원자핵을 이루고, 외곽의 전자들이 그 핵 주위를 돕니다. 얼핏 생각하면 양성자와 중성자의 강력(强力)이 전자를 회전시키는 것처럼 보일 수 있지만, 사실 전자는 그 자체로 양자화되어 있으며, 열의 자극을 받으면 퀀텀 값인 'h(플랑크 상수)'만큼, 즉 6.6260755 × 10⁻³⁴ J·s만큼의 불연속적인 변화를 합니다.

미립자의 이온화(Ionization)와 양자화(Quantization)

과학은 아직까지 이 같은 삽화의 방식대로 전자가 정확히 원자 궤도를 돌고 있는지를 확실히 알지 못합니다. 다만 전자의 위치와 파동을 확률로만 알 수 있다는 슈뢰딩거의 파동방정식과 하이젠베르크의 '불확정성 원리'를 받아들여 이해하고 있을 따름입니다.

입자물리학에 따르면, 양성자 1개의 지름은 약 10⁻¹⁵m, 즉 1000조 분의 1m이며, 양성자 안에는 다시 그보다 더 작은, 전하를 띠고 스핀하는 쿼크와 같은 페르미온 미립자들이 들어 있습니다. 과학자들은 이 미립자들 역시 전하와 스핀을 가진 존재 그 자체로 이온화(Ionization)와 양자화(Quantization)되어 있다고 봅니다.