고양이가 파동이냐?! 과학적 관점의 양자역학 이론

설명이 중요해서

인사할 시간도 없다는 양자역학 이야기...

 

수박 겉핥기 식인데도 어렵다는

양자역학 이야기 한번 들어보시죠

 

양자역학 이론 정리

#닐스 보어(Niels Henrik David Bohr, 1885-1962)
"양자역학을 보고도 제정신인 사람은
그걸 제대로 이해 못 한 것이다"

#로저 펜로즈(Roger Penrose, 1931-)
"이론과 실험이 일치하며
동시에 심오한 수학적 아름다움을 갖추었지만
이건 전혀 말이 안된다"

#리처드 파인만(Richard Phillips Feynman, 1918-1988)
"양자역학을 완벽하게 이해한 사람은 아무도 없다"

#고전역학
- 물리학에서 가장 오래된 분야
- 뉴턴의 운동법칙을 기본으로 하는 역학

"어떤 물체가 있을 때
그 물체의 위치와 속도를 알면
과거나 미래의 상태도 예측할 수 있다는 이론"

#양자역학에서는 시간의 흐름에 따라
다음 상황을 예측하는 것이 불가능함.
위치와 속도 둘 중 하나는
절대 알 수가 없다.
#막스 보른(Max Born, 1882-1970)
절친 아인슈타인의 '고체비열연구' 내용에서 영감을 얻어
양자역학 이해를 위해 '확률해석' 제안.
즉, 양자역학에서의 모든 결과는
확률에 의해 결정된다는 것이라고 주장.

#아인슈타인
-양자역학 반대파
막스 보른의 양자역학을
'확률해석'으로 제안한 것에 대한 답변으로
"신은 주사위놀음을 즐기지 않는다네"라고 회신.
이로 인해 둘은 절교함.

#양자역학 '이중슬릿'

#입자와 파동의 이중성, 간섭무늬

#아이작 뉴턴(Issac Newton, 1643-1727)
빛을 입자라고 주장함

#토마스 영(Thomas Young, 1773-1829)
'이중슬릿' 실험을 통해
입자라면 결코 생길 수 없는 간섭무늬를 확인하고
빛이 파동이라는 것을 밝혀냄.

나아가,
입자인지 파동인지 애매했던 빛 대신에
명백한 입자인 전자를 '이중슬릿'에 쐈는데
파동처럼 간섭무늬가 생기는
기이한 결과가 나타남.

#양자역학에서의 '관측'과 '상호작용'

#에르네스트 솔베이(Ernest Solvay, 1838-1922)
'솔베이 회의'라는 학회 설립했고
1927년 이 회의에서 양자역학 찬성파와 반대파가 격돌.
반대파 중심축은 '아인슈타인'
찬성의 중심축은 '보어'

대다수의 물리학자들은
이때 만들어진 양자역학 해석을 따르는데
이를 '코펜하겐 해석'이라고 함.

#에르윈 슈뢰딩거(Erwin Schrodinger, 1887-1961)
양자역학 반대파
보어의 '확률 해석'을 못마땅해 함
양자역학 키워드 '슈뢰딩거의 고양이'로 더 유명
'상자 속 고양이가 죽을까? 살까?'

#EPR 논문
아인슈타인이 양자역학 이론을 까려고 출판했는데
저자인 #Einstein, #Podolsky, #Rosen의

앞 글자를 따서 불리는 제목이고
실제 제목은 'Can Quantum-Mechanical Description of 
Physical Reality Be Considered Complete: 
물리적 실재의 양자역학적 기술은

완전하다고 볼 수 있는가?'임.

양자역학을 까는 핵심 포인트는
'관측하면 정보가 결정된다는 것은

도통 말도 안 되는 소리'라는 것

슈뢰딩거는 머리 속 사고로
양자역학을 대표하는 실험인
 '고양이 실험'을 통해 이를 반박함

전자가 아주 작은 양자역학의 세계에서
입자이자 파동인 이중성을 갖는다고 치더라도
현실에서는 말도 안 되는 소리라는 것.

전자가 이중성을 갖는다면
현실에서 고양이도 살아있거나
죽어있는 상태가 동시에 존재해야 하니까

이런 상태는 존재하지 않으니
양자역학은 틀린 것이다

그러면서 슈뢰딩거가 남긴 말

'고양이도 파동이냐?'

이에 보어가 받아침
'사실, 고양이도 파동이야'

#양자역학: 입자와 파동의 중첩(이중성을 가짐).
비현실적이지만 일상에도 있다.
바로 '물 분자의 공유 결합' 
모든 분자의 안정성은 양자역학의 중첩상태를 기반으로 함.

#양자얽힘

#안톤 차일링거(Anton Zeilinger, 1945-)
탄소원자 60개로 이루어진 축구공 모양 분자로
이중슬릿 너머 간섭무늬를 만드는데 성공함.

#양자컴퓨터
관측 자체가 결과를 바꾸기 때문에
원천적으로 해킹이 불가능한

양자 암호통신도 상용화되어 있음.
해커가 접속해서 관측하는 순간
모든 데이터가 붕괴되어 버림.

#다중우주론: 양자역학의 해석 중 하나인

'다세계 해석'을 기반으로 함.

 

엄마가 좋아, 아빠가 좋아?

 

양자역학