냥자역학

슈뢰딩거의 고양이 사고실험

완전히 밀폐된, 불투명한 상자 안엔 고양이와 청산가스 병이 들어있다. 이 병은 50%의 확률로 깨지게 된다. 1시간 뒤, 상자를 열어보았을 때 고양이는 살았을까 죽었을까?

보어-아인슈타인 논쟁

고양이가 어떤 상태로 존재하는지에 대해 두 과학자는 상반되는 해석을 내놓았다.

코펜하겐 해석

닐스 보어

Niels Henrik David Bohr

1885 ~ 1962

" 상자를 열기 전에는 살아있는 상태와 죽어있는 상태가 중첩되어 있다가 관측하는 순간 하나의 상태로 확정된다. "

앙상블 해석

아인슈타인

Albert Einstein

1879 ~ 1955

" 살아있을 확률과 죽어 있을 확률이 각 50%라는 것은, 여러 고양이가 같은 상태에 있을 때 그 중의 반은 죽어 있고 반은 살아 있다는 것을 뜻한다. "

아인슈타인은 닐스 보어의 해석에 의문을 제기했으나 모두 논파되었고, 현재 코펜하겐 해석이 양자역학을 설명하는 가장 표준적인 기준으로 자리잡게 되었다. 보어는 생사가 중첩된 고양이를 어떻게 설명했을까?

양자역학이란

고분자, 원자와 같은 미시세계의 현상을 다루는, 아주 작은 입자들을 연구하는 물리학의 분야

양자 quantum

: 얼마나 많이(how much)라는 뜻의 라틴어 quantus에서 유래. 일정한 양을 가졌다는 표현이자, 기본 단위.

미시세계에서 물리량이 언덕처럼 연속적이지 않고 계단처럼 불연속적일 때 양자화되어 있다고 부른다.

입자

이중 슬릿 실험

양자역학에서, 전자는 입자이면서 동시에 파동이다.

하나의 전자는 두 개의 구멍(슬릿)을 동시에 통과할 수 있다.

즉 슈뢰딩거의 상자 속 고양이도 살아있으면서 동시에 죽어있는 상태가 가능하다.

파동

양자역학과 우리가 사는 세계

우리가 사용하는 스마트폰, 카메라, 헤드셋, 심지어는 숨을 쉬는 것도 양자역학 덕분이라는 사실

미시세계 원자보다 작은 세계. 육안으로 볼 수 없고, 예측할 수 없다. 양자역학이 지배

PN Junction Diode

PNP Transistor

Transistor Chip

IPhone

거시세계 원자보다 큰 세계. 육안으로 볼 수 있고, 예측할 수 있다. 고전역학이 지배

코펜하겐 해석으로 이중 슬릿 실험과 같은 미시세계는 설명할 수 있지만, 거시세계에서 일어나는 현상들은 설명할 수 없었다.

다중 우주론의 주장

관찰자와 관찰대상을 한 세트로 보는 ‘양자 얽힘'을 이용하면 우리가 살아가는 거시세계도 설명할 수 있다.

다세계 해석

휴 에버렛 3세

Hugh Everett III

1930 ~ 1982

" 한 우주에서 고양이가 살아 있고 다른 우주에서는 고양이가 죽어 있는데, 그 각각의 결과는 별도의 우주에서 실현된다. "