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10/02/11 23:44
제가 이해한것이 맞다면... Many World interpretation은 우리가 고양이를 관측하는 순간 고양이가 살아있는 세계와 고양이가 죽어있는 세계로 나뉜다는 일종의 <평행우주론>인거 맞지요? 소설 <쿼런틴Quarantine>에서 머리아팠던 기억이 새록새록 납니다. 혹 이 관점에 대해서 궁금하시다면 이 책을 한번 다들 읽어보세요.
10/02/11 23:47
고양이 얘기는 진지하게 받아 들이면 질 거 같고 그냥 말장난으로 해석하면 이해하기 쉬운 것 같은데, 애초에 확인하든 안 하든 이미 결과는 나와있는 건데 말이지요...
10/02/11 23:51
개떵이다님//그게 미시적 세계를 거시적 관점에서 바라보기 때문에 생기는 오류입니다.
양자역학적인 관점에서는 이미 결과가 나와있는것이 아니지요. 확인을 안했다면 고양이는 50%는 살았고 50%는 죽은겁니다.
10/02/11 23:54
슈뢰딩거의 고양이는 조금씩 조금씩 바뀌어가며 이야기가 되곤 하죠... 청산가리로 나오기도 하고
저도 아직 물리 공부를 많이 한게 아니라 -_-; 글은 이해가 되지만 더 말을 덧붙이기는 어렵네요....
10/02/11 23:57
양자역학 관련해서 재밌는 내용들이 많죠. 예전에 어디선가 재밌는 이야기를 들었는데 양자역학적으로 어찌어찌하게 되면 인과마저도
거꾸로 뒤집힌다고 하더군요. 그러니까 결과가 먼저고 원인이 뒤따르는 말도 안되는게 된다는 것입니다. 무슨 동영상이었는데 그걸 PGR 에서 봤나;;; 아무튼 복잡한 계산 영역으로 가지 않은 선에서라면 저같은 뼈속까지 문과생인 사람도 재밌어뵈는 학문이라 생각합니다.
10/02/12 00:01
개떵이다님// '확인하든 안하든 이미 결과가 나와있지' 가 않다는 것이 양자론의 핵심 주제 중 하나로 알고 있습니다. 결과가 있는 데 모르는 것인가, 보기 전에는 정말로 결과가 나와있지 않은 것인가? 라는 질문은 일견 말장난같지만, 저도 이해할 수 없는 많은 실험적 증명법에 따르면 보기 전에는 고양이는 정말로 50% 죽어있고 50% 살아있다는 것이 미시세계에서는 맞다는 쪽으로 다수의 학자들이 받아들인다더군요. 언젠가 반대칭님께서 이 부분을 재미있게 설명해주신 적이 있어서, 그때는 '아하 그렇군!' 했는데 이미 어떤 내용이었는지 다시 까먹었습니다.
10/02/12 00:02
전공자는 아니지만 저역시 대학생때 관심있게 생각했던 양자역학이네요.
오히려 상대성이론에서 나타나는 신기한 현상보다, 더 흥미있고 더 신기했었던...기억이 납니다. (뭐, 공식같은건 거의 없는 쉽게 풀이해 놓은 책들을 읽었습니다만^^) 어떤 것을 관찰한다는 것을, 비유하자면 인간 관계로 쳐서 누군가를 간섭함으로서 반응(?)이 달라진다는 의미라고 생각하는데 관찰이란 대상을 만지거나 보거나...(직접 물리력을 행사하는 경우라고 생각되는) 그런 의미일텐데, 그 대상을 머릿속으로 생각을 하는 경우는 어떨까요? 생각한다는 것이 그 대상에 대한 영향을 끼칠 수 있을까요? 생각하는 것은 위에서 말한 관찰의 범위는 아니겠지요 ㅡ,.ㅡ 문득 든 생각입니다^^
10/02/12 00:02
아직 그녀의 마음을 정확히 알 수 없는 상황에서,
그녀의 마음을 측정하는 과정자체가 도리어 날 더 불편해하게 만들수도 있다는 뜻이군요.
10/02/12 00:08
그러니깐 이 양자역학적 해석을 거시적인 환경에 적용하려고 하면 말장난 밖에 안됩니다.
그냥 그들만의 세계에 놔두고 해석을 해야됩니다.
10/02/12 00:10
간단한 것중 하나는 이거죠.
우리가 물질을 보려면 그 물질에서 반사된 빛을 보아야하는데 일반적인 거시세계에서는 그게 가능하지만 미시세계의 경우 우리가 전자에서 반사된 빛을 보려고, 즉 전자가 어디 있나 보려고(전자의 위치를 측정하려고) 전자에 빛을 쏩니다. 전자는 그 빛과 부딪혀서, 그 빛의 운동량에 의해 튕겨나가게 되고, 이는 전자의 운동량에 영향을 주죠(즉 전자가 빛에 의해 움직이죠) 그러면, 전자가 덜 튕기게 하는 약한 빛, 즉 파장이 긴 빛을 쏘면 됩니다. 이런 빛이라면 전자의 운동량에 주는 영향은 줄어듭니다. 하지만 파장이 긴 빛일수록 전자의 위치 측정은 불확실해지죠. 즉, 위치를 정확하게 측정하려고 파장이 짧은 빛(강한 빛)을 쓰면 전자의 위치는 정확해지나 운동량은 부정확해지고 반대로 파장이 긴 빛을 쓰면 운동량은 정확해지지만 위치가 부정확해지죠.... 쉬운 양자역학의 예 중 하나입니다.; (쉽나요?; 사실 저도 전공 공부를 별로 못 한 꼬꼼화라 -_-;; 그리고 많이 알아도 너무 어렵게 쓰면 좀..;;)
10/02/12 00:10
Daydreamer님// 쿼런틴을 PGR에서 볼 줄이야..! 양자역학적 상상력을 극한까지 확장시킨 소설이 아닌가 싶습니다. 저도 머리가 아팠던 기억이.. 그래도 재밌게 잘 읽었었죠. 그냥 지나가려다 반가워서 글을 남겨봅니다~
10/02/12 00:11
블랙독님// 그런데 물리학자들은 complete theory를 원하니까 문제가 되는 거죠. 거시세계도 설명할 수 있어야지, 완전한 이론이니까요.
그래서 초끈이론과 다양한 이론들을 연구중이고요.(물론 실험적으로 증명이 안 되어서 실험 물리학자들에게 비판을 받지만요.)
10/02/12 00:25
양자의 세계에는 정답이 없죠. 그저 확률만 있을 뿐.
양자 알고리즘 공부해 보신 분들은 아시겠지만, 양자컴퓨터는 전자컴퓨터와는 달리 계산 결과가 정인지 부인지 알수 없죠. 다만 정일 확률이 높은 알고리즘을 만든 이후에 수억번 반복시켜서 정에 수렴하게 하는 통계적인 방법으로 답을 구할수 있을 뿐이고, 이 답 또한 정일 확률이 99.999999%일수는 있지만 100%일수 없죠. 아무리 뛰어난 인간도 실수라는 걸 하는 것은 인간의 뇌가 양자컴퓨터의 일종이기 때문이라고 들었습니다. 컴퓨터 공학의 입장에서만 접근해 보아서 아는 게 이정도 밖에 없지만, 양자의 세계는 전자의 세계처럼 딱딱 맞아떨어지는 이론을 도출하기 힘들거 같더군요.
10/02/12 00:43
양자역학에서 던지는 화두는 철학자 누가 말했는데 '보이지 않는것은 존재한다고 확신할 순 없다' 이죠
미시세계에서는 우리가 관찰하기 전에는 파동의 확률로 존재합니다 하지만 관찰 하는 순간 그것은 하나의 위치를 갖게 되죠 이것이 포인트죠 우리가 관찰 하기 전에는 확률로 존재합니다 즉 보이지 않는 것은 존재한다고 확신할 수 없습니다 위의 예를 든 슈뢰딩거의 고양이를 보자면 이 고양이는 우리가 관찰하기 전까진 죽었는지 살았는지 알 수 없습니다 50퍼센트의 확률로서 존재합니다 알수가 없습니다 우리가 관찰을 해야지만 그 고양이는 죽었는지 살았는지 알 수가 있습니다 지금 새벽 방안의 불을 끄고 아무것도 안 보이는 방안에 앉아 있어 보세요 여러분을 지탱하는 바닥 말고 주위에 무엇이 있는지 확신 하실 수 있으십니까? 네 제 방엔 저기 문도 있고 책장도 있고 의자도 있는데요? 그것을 어떻게 확인 하실 수 있으십니까? 그것을 관찰 하기(보고.듣고.느끼고) 전까지는 확인할 수 없습니다 어떻게 확인하실 건가요? 그것은 그냥 거기에 존재한다구요? 아니요 확인하지 않는 이상 그것은 존재한다고 확신할 수 없습니다 그냥 거기에 존재한다고 믿는것은 유령이 있다고 믿는것과 다를바 없습니다
10/02/12 00:53
황쉘통통님// 그런 해석은 과학적 진술을 잘못 '적용'한 것이 아닐까 싶습니다. 역사가 오래된 관념론과 다를 것이 없게 되어버리죠. 양자 역학이 존재에 대해 이야기하긴 합니다만, '존재 일반'과는 무관합니다. 애초에 그런 이야기엔 관심도 없습니다. 다만 전문 분야 내에서의 이론적 정합성을 좇고 있을 따름이죠. 이것이 새로이 알려주고 있는 것은 관찰의 결과는 관찰 행위 자체(혹은 관찰자)와 무관하지 않다는 점일 것입니다. 그것이 '무엇이 존재한다', '무엇을 안다'라는 개념을 바꾸지는 않습니다.
10/02/12 00:53
Daydreamer님// 영화 백 투더 퓨처2나 데자뷰에도 나오지만, 평행우주이론에 의하면 시간여행의 패러독스(인과율)도 해결되고 타임머신이 가능한 것 아닌지요?
10/02/12 01:07
Ms. Anscombe님// 양자역학을 해석하는 데 있어서 존재자체를 의문시 하는 쪽도 있습니다... 저도 더욱 자세한 내용은 모르겠습니다만
물질을 쪼개고 쪼개고 쪼개다 보면 결국은 물질이 존재해야 할 것입니다 그런데 양자의 세계에서는 이것은 확률로서 존재합니다 과연 존재하는 것입니까?
10/02/12 01:27
황쉘통통님// 우선 대화를 나누는(혹은 나눈다고 생각되고 있는) 제가 사람인지, 제가 적은(혹은 적었다고 생각되는) 저 글자들을 기존에 알고 있는 의미대로 사용하고 있는 것인지, 아니면 그저 자판을 아무렇게나 누를 따름인지부터 확인해보셔야 할 것입니다. 만약에 "존재자체를 의문시"한다면, 그가 약간 4차원 사고를 하는 경우가 아니라면 어디까지나 '이론 내에서의' 사고일 것입니다. 안타깝게도 그는 '미숙이 어딨어?'라는 질문에 '마트에 있어'라고 쉽게 답할 것입니다. 이론 내에서 사고한다는 게 무엇이 모자란다거나 부족하다거나 하는 것을 의미하지는 않습니다. 오히려 적용 범위를 분명히 하는 것이야말로 이론이 지켜야 할 수칙이죠.
10/02/12 01:56
1. 정확히 어디있는진 모르겠는데, 없진 않다.
2. 전자 " 알려고 하지 마라, 넌날 이용할수 있을진모르겠지만 알수는 없을거야" 왠지 사람의 마음을 테스트 하는것같네요;;
10/02/12 02:03
Ms. Anscombe님// 미시세계와 거시세계를 구분해서 말하라는걸 돌려말씀하신 것 같은데 저에겐 너무 어려운 문장이군요
이상하지 않습니까? 확률로서의 입자들로 이루어져 있는 이 세계인데 말이죠 쩝 아무튼 그럼 이만하겠습니다
10/02/12 02:44
양자론에 대한 고수님께서 강림하실 때가 된 듯 한데, 시간이 시간인지라 안나타나시는군요.
양자론에서 '존재가 확률이다' 라는 부분은, 물질의 입자/파동의 이중성때문에 발생하는 것으로 알고 있습니다. 모든 물질은 파동의 성질을 띄고 파동함수는 x 포인트에서는 0, y 포인트에서는 1 이라는 식으로 존재하는 것이 아니라 연속성을 띄게 되죠. 따라서 OrBef2 라는 물체이자 파동인 존재는, 한 지점에 존재하는 것이 아니라 일정한 존재 파동함수를 따라 분포하는데, 그 함수는 지금 현재 미국 캠브리지시의 특정지점에서 거의 1 에 가까운 값을 가지지만 다른 한편으로는 우주 끝까지 가도 0 은 아닌 것이죠. 다만 이 파동함수와 디지털 1/0 함수의 차이거 너무 미미하기 때문에 마치 미디털인 것처럼 인지될 뿐인 것입니다. 이게 거시세계에서는 말장난으로 끝나버리지만, 미시세계에서 전자의 거동만 봐도 전자는 특정 위치에 존재하는 것이 아니라 파동함수의 분포곡선을 따라 확률적으로 존재한다는 것이 입증되었다고 들었습니다. 그나저나, 제가 말한 것이 다 뽀록나도 좋으니까 이쯤에서 제발 고수님께서 나타나주시기를.
10/02/12 02:46
Ms. Anscombe님// 양자 역학을 전공하는 물리학자가 설령 미숙이 어딨어? 라는 질문에 마트에 있어라고 대답한다고 해서, 그가 '미숙은 마트에 존재할 확률이 99.9999999999999999999999994238% 정도야' 라는 신념을 버렸다고 생각하진 않습니다. 언덕 위의 마린 한마리와 언덕 아래의 드라군 5천만마리가 싸울 때, 우리는 드라군이 이기지라고 대답하겠지만, 엄밀히 말하면 마린이 이길 확률도 0% 은 절대로 아니니까요.
10/02/12 04:48
몇 달전쯤 양자역학에 관련된 꿈을 꾸고는 한동안 정신이 멍해 졌던 기억이 있습니다. 꿈속에서 실제로 경험을 통해 고양이를 보니 좀더 실감 나며 이해가 되나 했는데...
역시 이해할수 없는 사차원의 벽 너머에 있더군요.
10/02/12 07:21
방금 위키피디아에서 관련된 글들을 읽고왔습니다.
아인슈타인의 정확한 말은 I, at any rate, am convinced that He does not throw dice. 더군요. 어찌됐든 나는 신이 주사위를 던지지 않을 거라는 것을 믿는다... 정도 일까요. 여전히 미시세계와 거시세계의 이론은 통합되지 않고 있는 걸로 알고있습니다. 이 문제가 통합이 되면 아마 상자속의 고양이도 생사가 결정나겠죠. 위키피디아에서 읽은 바 좀더 정확한 질문은 독은 1/2 확률로 살포되는데 그렇다면 양자역학 법칙에 따르면 고양이는 죽어있는가? 살아있는가? 아니면 죽지도 살아있지도 않은 상태인가? 입니다. 자세히 살펴보면 독이 살포되는 방식은 원자가 decay되느냐 마느냐 하는 문제로써 이는 양자역학의 법칙에 따릅니다. 여기까지는 확실히 양자역학의 법칙으로 설명이 가능합니다, 확률로서. 그런데 그 이후 고양이가 죽느냐 사느냐하는 문제가 아직까지도 미묘합니다. 양자역학대로라면 죽지도 살지도 않은 확률로 나오니까요. 고양이가 죽으면 죽은거고 살았으면 살았지 이게 무슨 해괴한 일이랍니까. 이게 참 난감하고 또 흥미로운 질문이 아니라고 할수 없습니다. 반면 제가 최근 가장 흥미롭게 읽은 글중에 하나는 식물의 광합성에 대한 이야기였습니다. 식물은 태양광을 이용해 이산화탄소를 당으로 광합성시키는데요 이때 생긴 당이 나뭇잎을 거쳐 최대한 빠르게 갈 경로 계산을 양자컴퓨터처럼 한다는 것이였습니다. 갈 수 있는 경로를 양자역학으로 (거의) 동시에 테스트해보고 최적의 경로를 찾아 낸다는 식의 글이였는데요. 이게 정말이라면 정말이지 대단한것같습니다. 양자역학을 이용한 암호코드를 부수는 일도 비슷한 식으로 속도를 엄청나게 높이는게 가능할테니까요. 실온에서 사용가능한 양자컴퓨터라니 한 50년만 기다리면 나올까요?
10/02/12 07:49
FlyZerg님// 그 광합성 당분 경로에 대한 이야기를 어디서 읽으셨는지 출처를 알려주실 수 있겠습니까? 매우 흥미로운 이야기이기도 하고 좀 갸우뚱하게 되기도 합니다. 왜냐하면, 식물 내부의 당의 이동경로는 간단한 층류 유동 + 확산현상에 의해 발어지는데, 이런 식의 비난류 유동은 모든 이동 경로가 초기조건에 따라서 그냥 결정되다시피 하기 때문에 굳이 양자 컴퓨팅같은 것이 필요할 것 같지가 않거든요. 나중에라도 이 댓글 보시면 꼭 좀 출처를 알려주세요. 굉장히 궁금하네요.
10/02/12 07:56
OrBef2님// 네 잡지에서 읽은건데 이쪽 전공자가 아니라 조심스럽기만하네요. 정확하게는 당이 아니라 빛에너지같은 것이였군요. 링크 남겨드릴게요!
http://www.newscientist.com/article/mg20527464.000-natures-hot-green-quantum-computers-revealed.html
10/02/12 08:43
OrBef2님// 그런 관점도 있으나 제가 글에서 언급한 realistic한 관점도 있습니다. 이미 정해져 있으나 관측하기 위해서 쏘아낸 빛 또는 전자의 운동량으로 인해서 정확한 관측이 불가능하다는 관점이죠. 이로 인해서 Hidden variable,숨겨진 변수 개념을 도입하지만 bell's theorem에 의해서 부정당하고 global hidden variable개념을 도입해야만 하죠. 하지만 local hidden variable도 받아들이기 힘든 개념인데 전 우주적인 숨겨진 변수의 존재를 가정하는 것은 논쟁이 될 수 밖에 없으니까요..
10/02/12 10:14
OrBef2님// realistic한 관점에서는 존재가 확률이라는 것을 부정합니다. 아인슈타인이 말했듯이, 신은 주사위 놀음을 하지 않으니까요. 즉 물체의 위치와 운동량은 이미 정해져 있는데 우리가 알 수 없다는 애기가 되는 것이죠.
10/02/12 10:24
Ms. Anscombe님// 제가 알기로도 미숙이가 100% 마트에 있다고 장담하지 않는게 양자역학이론가들이라고 알고 있어요.
엘레건트 유니버스였나 우주의 구조였나에서 읽은내용인데, 양자역학에서는 모든것을 확률로 구분하죠. 따라서 사람이 몸을 벽에 부딪혀서 뚫을 확률도 존재합니다. 양자역학에서는 그 확률 (즉 사람의 모든 세포가 분자단위로 떨어져서 벽을 통과하고 다시 사람으로합쳐지는)을 지금의 우주의 수명만큼의 시간을 벽을 부딪친다면 한번정도는 있을것이다. 라는 식으로 규정하더군요.
10/02/12 10:25
FlyZerg님// 식물에게도 뇌가 존재한다는 얘기군요. 재밌네요.
식물은 모르겠지만, 고등동물들은 누구나 체내에 양자컴퓨터를 하나씩 가지고 있죠. 바로 뇌입니다. 그래서, 러시아 쪽에서는 양자컴퓨터 개발에 뉴런을 사용하기도 한다고 들었습니다. 창조보다는 모방이 쉬우니까요. 지금도 초보적인 수준의 양자컴퓨터는 개발되어 있는 걸로 알고 있습니다만, 근미래에 등장할 본격적인 양자컴퓨터의 컴퓨팅 파워를 계산한 글을 본적이 있는데, 황당무계할 정도입니다. CLAY III로 1억년 계산할 정도의 계산을 1초에 완료할 수 있다든 지 하는.....(물론, 하드웨어만으로 그렇다는 것이고, 실제로는 양자컴퓨터는 알고리즘의 구현에 어려움이 많기 때문에 이 정도는 안될 겁니다.)
10/02/12 10:41
슈뢰딩거의 고양이는 물리학자들 조차 많이 오해하고 있는 매우 어려운 주제입니다.
블랙독님// 해골병사님//의 견해처럼 흔히 미시세계의 양자역학을 거시세계로 확장하지 말라는 교훈으로 슈뢰딩거의 고양이를 이해하는 것은 슈뢰딩거의 원래 의도와 정반대입니다. 양자역학의 전통적 해석(Copenhagen interpretation)은 관찰당하는 미시세계와 관찰하는 거시세계의 명확한 경계를 긋습니다. 즉 미시세계는 양자역학을 따르고 거시세계는 뉴턴역학을 따릅니다. 슈뢰딩거가 고양이 사고실험을 통해 보여주려고 했던것은 얽힌 상태(entangled state)가 되면 필연적으로 거시세계까지 양자역학의 개념(특히 중첩상태)을 적용할 수 밖에 없다는 것을 보여주는 극단적인 예를 든것입니다. 이것을 측정문제(measurement problem)이라고 하는데 궁극적으로 양자역학 시스템의 파동함수(혹은 중첩상태)는 관찰할 수 없기 때문에 발생합니다. 오직 관찰되는 것은 파동함수가 깨어진 상태(전문용어로 고유상태)만 관찰되는데 불행하게도 양자역학 자체로는 파동함수를 깨는 메커니즘이 존재하지 않습니다. 그러기에 코펜하겐 해석에서는 중첩상태로 존재하는 미시세계와 파동함수를 깨는(관찰하는) 거시세계를 엄밀히 구분합니다. 하지만 중첩상태는 얽힘을 통해 퍼져나갈 수 있는데 그럴경우 슈뢰딩거의 고양이처럼 거시세계까지 이러한 중첩상태가 확장(죽은 동시에 살아있는 고양이)된다는 심각한 문제가 발생합니다. quantum computing이 발전하면서 측정문제에 많은 발전이 있었는데(대표적으로 결어긋남decoherence) 여전히 완벽한 해결방법은 아직 찾지 못한 상태로 물리학자들들 괴롭히고 있습니다.
10/02/12 10:45
1. 양자역학은 종교다. 단지 그냥 믿을뿐이다. 놀랍게도 우리 신도들의 믿음을 내친적은 단한번도 없다.
(모대학 물리학과 모교수님의 수업중에 발언) 2. 현존하는 물리이론중에서 실험결과와 이론으로 계산한 값이 믿기 어려운 정도의 정확도를 가지고 일치하는 물리이론은 양자역학뿐이다. 또한 우리가 가진 상식과 가장 어긋나 보이는 이론이기도 하다. 3. 고대의 사람들에게 갑자기 현대의 자동차가 뚝떨어졌다고 하자. 그들은 어찌저찌 조작법을 알게되어서 운전하고 다닐수 있겠지만 어떤 원리로 이렇게 동작하는지 이해하려면 정말 오랜 시간이 흘러야할것이다. 현대의 물리학자가 처한상황이 그 고대인들과 같다. 조작하는법을알고 그 결과를 보고 진정 놀라워한다. 하지만 그 내면을 이해하기에는 현재의 인류가 가진 지식과 지성으로는 턱없이 부족하다. 4. 슈레딩거의 고양이 패러독스에서 가지는 개인적인 해석 한가지. 고양이를 죽이기 위해서는(독이든 폭탄이든...) 붕괴가 일어났는지 계측하는 검측기가 필요하다. 측정을 인간이 할필요는 없는것이 아닌가? 검측기가 측정을 하는 순간 확률이 아니라 고양이의 상태가 결정되는 것 아닌가? 5. 불확정성의 원리에대해 많은 사람들이 착각하는게, 관측기술이 발달하면 불확정성이 점점 작아지는게 아닐까 하는 생각입니다. 양자역학에서 말하는것은 제아무리 관측기술이 발전한다하더라도 절대로 넘을수 없는 불확실성의 한계선이 있다는겁니다. 마치 끝없이 가속하면 속도가 늘어날것같지만, 광속이라는 한계가 있는것처럼.... 6. 양자역학이 거시세계의 경험과 상충되는것은 아닌것 같습니다. 양자역학으로 보면 우리가 벽을 그냥 뚫고 지나갈 확률도 있는데, 그 확률이 천문학적으로 작을 뿐이죠. 이를테면 지구에 있는 모든 원자의 갯수중에 단 한개만 택할확률정도라고 치면 인류역사를 통틀어서 경험하지 못한 이유도 설명된다고 생각합니다. 7. 정작 양자역학이 문제되는것은 거시세계와의 불일치보다는 중력과의 통합때문이라고 알고있습니다. ( 사실 양자역학이라기 보다는 표준모형입니다만... 양자역학으로 시작되어 표준모형으로 완성된 현재의 물리이론에서 약점은 중력과 질량에 관련된 부분에 있다고 알고있습니다. ) LHC 가 가동되면서 사람들이 가장 관심있어하는 주제가 두가지 인데 한가지는 힉스입자, 다른 하나는 초대칭반입자(super symmetric partner)의 발견입니다. 이중 힉스입자는 질량과 깊은 관련이 있습니다. 개인적으로 실험결과가 분석되면서 어쩌면 중력과의 통합에 실마리가 나타날지도 모른다고 기대합니다.
10/02/12 10:50
황쉘통통님의 해석이 바로 전통적인 코펜하겐 해석입니다. 측정하지 않는 대상에 대해 이야기 하는 것은 무의미하다는 것이 주된 요지인데 문제는 측정은 누가 하는가 즉 측정되는 미시세계와 측정하는 거시세계의 구분은 어디인가 하는 것입니다.Ms. Anscombe님이 언급한 관념론은 제외하더라도 관찰자의 정의를 어떻게 내려하는지가 문제가 됩니다. 오직 지성을 가진 존재만이 관찰자가 될 수 있나요? 고양이는 스스로를 직접 관찰할 수 없나요? 아메바는? 원자 자신은? 이러한 의문이 꼬리에 꼬리를 물게 됩니다.
또한 관찰자라고 할 수 있는 존재 자체가 없었던 초기 우주는 지금과 다른, 거시세계까지 양자역학이 확장될것인가 하는 의문도 생겨나지요
10/02/12 11:08
거울소리님// 중력과의 통합이 이루어지게 될때에 새로운 공식이나 다시한번 세상을 바꿀정도의 변화가 일어날까요?
인터넷이나 레이져기술같은.. 어떻게 활용되어지고 어떠한 변혁이 일어날지 여쭈어봐도 될련지요 ^^; 정말 궁금하군요
10/02/12 11:20
거울소리님// 4. 슈레딩거의 고양이 패러독스에서 가지는 개인적인 해석 한가지.
고양이를 죽이기 위해서는(독이든 폭탄이든...) 붕괴가 일어났는지 계측하는 검측기가 필요하다. 측정을 인간이 할필요는 없는것이 아닌가? 검측기가 측정을 하는 순간 확률이 아니라 고양이의 상태가 결정되는 것 아닌가? 이렇게 해석하더라도 본질은 변하지 않습니다. 예를들어 검출기가 방사능을 검출하면 1의 위치에 검출기 바늘이 있고, 검출하지 않을때는 0을 가리킨다고 할때 이 검출기의 바늘은 방사능 물질과 얽혀 0과 1을 동시에 가리키고 있는 상태가 됩니다. 슈뢰딩거의 검출기 라고 이름만 바뀔뿐 달라지는 것은 없습니다.
10/02/12 11:34
반대칭고양이님//
1. 창조론에 대한글 정말정말 재미있게 보고있습니다., 철저한 준비와 그 엄정한 사유의 전개에 압도되었습니다. 빨리 다음글을 보고 싶어요. 2. 양자역학의 해석문제는 정말 저를 괴롭히는 문제중에 하나입니다. 다음과 같은 사고실험에 대한 견해를 물어보고 싶습니다. 슈레딩거의 고양이상자를 만들되 시간에따른 검출기의 눈금을 기록하는 기록지가 같이들어갑니다. 어느정도 시간이 지나고 상자를 열어서 기록지를 봅니다. 어떻게 기록이 되어있을까요?
10/02/12 12:29
정말 지난 몇달간 저를 괴롭히던 문제 입니다....!!!
물론 양자역학이 복잡한 수학으로 표현 된다는건 알고 있습니다 그런데 양자역학 관련책을 읽으면 어김 없이 등장하는 저 "슈뢰등거의 고양이"는 도저히 "이해가 되지 않는 부분이 없습니다" 왜 양자역학을 이해하기 어렵다고 하는지 - 저는 그게 이해가 안됩니다 어려운 수식이라 어렵다고 하는 건지..... 아니면 제가 오해하고 있는 부분이 있는지.... 그냥 컴퓨터에서 랜덤수을 출력해서 홀수면 고양이 사망, 짝수면 고양이 구명.... 이런 시스템과 방사능 붕괴 실험과 다를게 뭔가요? 상자안의 고양이가 중첩상태인게 당연하지 그것에 특별한 기묘함이 느껴지지가 않습니다 다들 양자역학이 이해하기 어렵고 기이하다고 까지 하는데 머리 나쁜 저는 그 심오한 "진의"를 모르는것 같아 너무 속상합니다 추가.... 속도를 정확히 재려먼 움직이는 물체의 순간 위치는 당연히 모르겠죠 위치를 정확히 하려면 일단 정지 시켜야 하므로 속도를 측정할수가 없지요.... 이런게 양자역학 아닌가요 아무래도 신기한게 없는데!! 설명 좀 해주세요... 양자역학이 왜 인간의 상식으로 기이하게 느껴지는지!!
10/02/12 12:36
아우디 사라비아님// 어라 무언가 잘못알고 계신게 분명한데 반박할수가 없어요 ㅠㅠ.
양자역학관련 책을 읽은지가 오래되서 분명히 제가 제대로 이해했을때는 '우와 진짜 말도안돼! 이게 우리 현실세계에서 '당연하게'일어난다고!?' 하는 느낌을 받았거든요.
10/02/12 12:52
OrBef2님// 동료동료열매님// 모두 맞는 말씀입니다. 그런데 그러한 확률적 진술들은 그 언어 체계 내에서 의미를 갖습니다. 그가 '미숙이 마트에 있다'고 말하는 것이 '미숙은 마트에 존재할 확률이 99.9999999999999999999999994238% 정도야'라는 신념을 버렸음을 의미하지는 않습니다. 둘은 서로 다른 언어체계를 갖고 있죠. 마찬가지로 후자의 확률적 진술만이 옳다면서 전자를 교정하려 드는 것도 잘못된 것입니다. 만약에 그렇게 생각한다면, 우리는 모든 진술을 함에 있어서 그러한 적용 방법을 따라야 할 것입니다. 인간은 탄소 덩어리이지만, 이것이 인간을 탄소 덩어리로 대해야 함을 의미하지는 않습니다. 인간이 탄소 덩어리라는 건 화학 언어 체계(잘 모르지만, 하여간 대충) 내에서 의미를 갖습니다. 마찬가지로 인간은 존엄한 존재인데 어떻게 탄소 덩어리냐고 반박하는 것도 무의미합니다. 둘 모두 각 체계 내에서 의미있는 진술일 뿐, 특정 체계에 기대어 교정할 대상이 아닙니다. 양자역학이 물리학 언어 체계에서 흥미로운 문제임은 분명하죠.
10/02/12 13:03
아리아님// 여기서 나오는 신은 기독교적인 인격신이 아니라, 범신론(?)적인 신입니다.
자연현상이 확률를 통해서 기술되는 것이 아니라 측정하기전에 물체의 위치가 정해져 있지만 여러가지 관측적 한계로 인해서 확률적인 값만을 구할 수 밖에 없지만 complete theory, 즉 완성된 이론을 통해서 물체의 위치를 확실하게 알 수 있다는 것이 아인슈타인의 주장인 거죠. 다른 관점으로는 양자역학의 확률적인 현상이 미시세계의 본질적인 현상이라고 주장하는 거고요 아우디 사라비아님// 우리가 사물의 위치와 속도를 정확하게 파악할 수 없는 것이 본질적인 현상인 지가 의문이 되는 거죠. 위의 고양이 역설처럼 아우디 사라비아님이 고양이를 관찰해서 고양이가 죽었다면 아우디 사라비아님이 고양이를 죽인 것이 되니까요.
10/02/12 13:14
아우디 사라비아님// 아리아님// 두분께 모두 브라이언 그린박사의 우주의 구조라는 책을 추천드리고싶어요. 말씀하신 궁금점들을 정말 쉬운언어로 잘 표현한 책이라고 생각합니다.
Ms. Anscombe님// 고견 잘 들었습니다.
10/02/12 13:20
kien님....
양자역학의 여러 의미중 관찰자와 관찰대상이 얽혀있다 라고 하는 부분이 있다는건 알고 있습니다 그러나 슈뢰딩거의 고양이에 관찰자의 역할이 무엇입니까? 고양이를 죽거나 살아있는 상태로 "고정"시킨다고 하는게 관찰이 어떻게 고양이에게 영향을 미치는 것입니까? 그리고 관찰이 그 대상과 완전히 독립적이지 않다는 양자역학적 발상이 그리 신선하지 않은것 같아서.... 분명히 제가 뭘 오해하고 있는건데..... 양자론을 다룬 모든 과학 개론서들이 그 신비함을 들먹이는데 머리나쁜 전 이해는 커녕 제 식으로 생각해서 그 신비를 느끼지도 못한다고 생각하니 한심하도 답답합니다
10/02/12 13:28
아우디 사라비아님//
http://navercast.naver.com/science/physics/1559 를 보시면 왜 신비하다고 하는지 아실 겁니다.
10/02/12 13:37
아우디 사라비아님// 고정시키는 것이 아니라, 아우디 사라비아님이 고양이를 죽이는 데 기여했다라는 관점도 있다는 겁니다. 반 죽어 있는 고양이를 아우디 사라비아님이 죽인 상태로 만든 거니까요. 관측 행위 자체가 그 전의 상황 제체를 창조해내는 성질을 갖고 있기 때문이죠.
10/02/12 13:43
입자물리 전공자로써 저런 글 보면 지나칠수 없겠군요.
일단 양자역학에 대한 이해가 전혀 없이 쓰신 글에 불과합니다. 우선 슈레딩거의 고양이는 매우 단순한 이야기입니다. 자신이 관측 불가능한 것을 안다라고 생각하지 말라는 매우 기본적인 메시지일 뿐이며, 그 베이스가 철학적 사고에서 비롯되었을 뿐만 아니라 양자역학에 대한 사고가 철학에서 시작되었기 때문에 그 시작으로써 유명한 말일 뿐 별로 큰 의미를 지니지 않고 있습니다. 그리고 EPR 패러독스는 단순합니다. 어떤 한 물체의 상태가 결정되어 있다면 그 상태에서 파생되는 현상들은 결정되어 있다는 단순히 아인슈타인이 신은 주사위 놀이를 하지 않는다를 그럴싸하게 풀어서 쓴 내용이며, 메존에 대해서 언급하셨는데 메존에 대한 조금의 이해만 있더라도 이러한 패러독스가 얼마나 잘못된 것인지 알 수 있을 것입니다. (거기에 pi 메존이라 언급하셨는데 pi0 메존만이 e- e+로 높은 확률로 붕괴할 뿐 그 외에도 많은 가능성이 존재합니다. pi 메존은 EPR 패러독스가 잘못되었다는 대표적인 예인데 어떻게 EPR 패러독스의 예로 드시는지 이해가 전혀 안되는군요) 세번째로 관찰에 대한 시각 자체도 매우 잘못되어 있으시군요. 관측이 현상에 영향을 준다라는 것은 하이젠베르그가 워낙 양자역학을 설명할 용어가 없었기 때문이고, 당시 물리학계는 아인슈타인등의 수많은 보수적 학자들을 설명해야 할 상황이었기에 저렇게 설명한 것입니다. 그 현상의 답으로 3가지 가능성을 제시하셨는데 처음의 관측이 현상에 영향을 준다와, 다중세계론은 수학적으로 심각한 violation을 초래합니다. 단순히 불가지론적 관점일 뿐이며, 인간은 관측 못하는 현상이 존재하고 그 결과로 인해서 메존붕괴등의 현상이 일어납니다. (또한 원자력을 설명해주는 이론인 QCD도 마찮가지입니다.) 그리고 양자역학이 불안전한 이론이라는 것에 대해서도 상당히 잘못되셨습니다. 양자역학은 수학 이후로 자연과학에서 직관을 배제하고 순수히 논리로만 설명을 하기 시작한 이론입니다. 하이젠베르그가 아인슈타인을 처음이 지지하며 자신의 이론을 보여주었던 이유도 상대론이 직관적이기보단 수학적이었기 때문이며, 아인슈타인의 양자역학 배척은 동료 과학자들 사이에서도 상당히 비판의 대상이 되어왔습니다. 또한 실험적 영역에 비해서 수학적 연구는 훨씬 빠르게 진행되기 때문에 실험적 검증 (이제야 겨우 Higgs 이론 검증하려고 고생하고 있는게 현 인류입니다.)이 힘들어서 불완전한 이론이라고 불릴 뿐입니다. 마지막으로 아인슈타인의 신은 주사위놀이를 하지 않는다는 명백하게 틀린 말이고, 그에 대한 논쟁은 되지 않고 있습니다. 양자역학이 수학에 근간하며, 매우 논리적인 이해가 뒷받침 되어야 하는 만큼 성급하게 글을 쓰시지 않으셨으면 좋겠습니다. PS. 덧붙이자면 EPR 패러독스는 양자역학을 접한적이 거의 없거나 수학적 이해를 빼고 이해하려 하였을 경우 빠지는 패러독스중 하나입니다. 상대론의 시간 패러독스랑 비슷하죠.
10/02/12 13:48
아우디사라비아님//
먼저 두번째것만 이야기해보겠습니다. 아우디사라비아님의 생각은 (속도를 측정하려면 짧은시간 이동한 거리를 측정해야하니까 위치를 알수없고, 위치를 측정하려면 멈추어 있어야 하니 속도를 측정할수 없다.) 불확정성 원리가 이런거 아니냐? 뭐가 어려운건지 잘 모르겠다 라는 질문인것 같습니다. 위 생각은 반정도는 맞습니다. 나머지 반은 사실 제가 앞선 리플에도 언급했습니다. 속도를 측정하기 위해서 짧은 시간동안 이동한 거리를 측정해야합니다. 따라서 정확한 위치를 알수없다란 말은 맞습니다만, 통상 정확한 값이라는것의 의미는 사실 '원하는만큼 정확하게 할수 있느냐?' 라는 문제입니다. 속도를 측정하는 순간을 충분히 짧게하면 얼마든지 위치를 알수있습니다. 또한 속도를 아니까 운동량도 알게되죠. 그럼 관측기술이 점점 높여서 얼마든지 정밀하게 위치와 운동량을 측정할수 있을거라는 생각은 자연스럽게 뒤따라 옵니다. 불확정성의 원리는 뜻하는 바는 그게 "원리적"으로 불가능하다는겁니다. 내가 아무리 측정하는 시간을 아무리 짧게하려고 해도 할수없게하는 "본질적인 자연의 속성"이 있다는 겁니다. 그럼 도대체 왜 안되냐?.. 지금으로서는 상상도 못하는 기술이 있을수 있느거아니냐?.. 과학자들이 앞으로 어떤게 나올줄 알고 너무 거만한거 아니냐? 란 생각이 듭니다. . . 여기서 한걸음만 더 깊게 들어가면 양자역학의 미궁속으로 발을 들여놓으실겁니다. . . 아마 지금 우리가 알고있는 모든 물리적인 힘이나 입자와 전혀 다른 행동을 하는 무엇인가가 발견된다면, 그로인해 양자역학의 많은 어려움을 해소할지도 모르겠습니다만.. 현재로서는 그 어떠한 증거도 없습니다.
10/02/12 13:53
댓글들이 전부 산으로 가는데요, 관측을 함으로 인해서 현상이 변하였다는 것은 그냥 19~20세기의 보수적 직관론 과학자들 설득하려는 설명에 불과합니다. 아니 대놓고 말해서 LHC의 detector 들은 전부 직접 관측이 아닌 사건이 발생후 생성된 입자들이 통과하면서 그 에너지와 전하량등을 통하여 입자를 측정합니다. 빛을 쏘아 보내지도 않았는데 어떻게 관측에 간섭을 하나요? 너무 잘못된 관점들을 다 가지고 계신듯 합니다.
10/02/12 13:56
에릭칸토나님// 불완전하다는 의미는 자연현상을 잘 설명 못한다는 의미가 아닙니다. 양자역학이 완전한 이론이면 지금 초끈이론 등이 연구가 될 이유가 없죠. 즉, 설명을 못하는 부분도 있고 아직까지도 파동이 붕괴되는 현상에 대한 관점이 다양한데 완전한 이론이라고 할 수는 없죠.
그리고 슈뢰딩거 고양이의 경우, 양자역학을 비판하기 위해서 만든 역설중에 하나이죠. 실제 거시세계에서도 미시세계와 같은 파동함수의 결합으로 표현을 할 수 가 있는가에 대한 논의의 일부아닙니까.
10/02/12 14:01
kien님// 불안전하다는 것은 과학 하는 사람이라면 당연히 이론이라는게 불안정하다는것 정도는 이해하고 있어야 하고, 그럼에도 불안정하다고 공격하는것은 두가지 경우입니다. 과학이라는 행위 자체를 이해 못하는 것이거나 자신의 마음에 들지 않기 때문에 공격 하는 것 뿐입니다. 주제를 넘어서지 마시기 바랍니다.
그리고 슈레딩거의 고양이는 말 했듯이 양자역학을 비판하기 위해서가 아닙니다. 간단하게 양자역학의 기본 개념이 되는 불가지론에 대한 사고일 뿐입니다. 당시에는 과학에 불가지론이란 개념이 없었습니다. 이는 과학사를 공부하면 간단하게 나오는 내용입니다. 그리고 거시세계에서 파동함수 도입 가능합니다. 그런데 실험실 오차가 0.001 이라고 하면 파동함수로 나타나는 효과는 0.00000000000001보다 작은데, 이 현상 관측 가능하신가요? 논의조차 필요 없이 간단하게 계산하면 나오는 것들을 논의라고 말하시는 저의가 궁금합니다.
10/02/12 14:05
에릭칸토나님 // 전공자라니까 이것저것 물어볼수 있을것 같아 매우 반갑습니다.
저는 EPR 패러독스에 대해 특히 어렵게 생각합니다. (저는 물리전공은 아니고, TQFT[Topological Quantum Field Theory]에 조금 관련된걸 공부합니다) 스핀0인 입자가 붕괴하여 쌍생성된 입자가 있다고 하면 스핀이 나뉘게 되고, 어느한쪽을 측정하면 다른쪽도 결정됩니다. 생성된 두개의 입자는 서로 떨어져 있으므로 서로 영향을 끼칠수 없고, 한쪽에서는 운동량을 초정밀 측정하고, 다른 한쪽에서는 위치를 초정밀 측정을 하면, 위치와 운동량을 동시에 초정밀 측정을 할수 있는게 아니냐란 질문을 할수 있습니다. 이게 된다면 불확정성 원리에 위배가 되는셈이죠. 음... 여기까지 쓰다가 뭔가 새로운 생각이 났습니다.. 좀 사색을 해봐야할듯합니다... 리플을 쓰다말아서 죄송합니다.
10/02/12 14:10
거울소리님// 간단합니다. 운동량을 정밀하게 측정 어떻게 할것인지 그게 중요합니다. 가장 간단한게 미시세계에서 측정 가능한 한계를 하이젠베르그가 수학적으로 내놓았고 쌍생성된 입자에서 운동량이 0에 가까운 상태에서 측정해야 하는데 그럼 속도가 매우 빨라지지요. 즉 질량이 거의 존재하지 않는 입자들에 대한 것이고, 이들은 뉴트리노에 해당합니다. 그리고 뉴트리노는 다른 물질에 대한 간섭보단 Flavor oscillation을 통하여 스스로 맛깔섞임을 하고 있을 뿐이지요.
사실 저런 패러독스 대부분이 계산해보고 실험해보면 매우 당연하게 나오게 됩니다. 양자역학을 계산을 배제한 채로 이해하려 하기 때문에 19~20세기의 물리학자들이 봉착한 문제에 그대로 봉착하는 것이지요.
10/02/12 14:15
에릭칸토나님//
Schrödinger's cat is a thought experiment, often described as a paradox, devised by Austrian physicist Erwin Schrödinger in 1935. It illustrates what he saw as the problem of the Copenhagen interpretation of quantum mechanics applied to everyday objects. The thought experiment presents a cat that might be alive or dead, depending on an earlier random event. In the course of developing this experiment, he coined the term Verschränkung — literally, entanglement.[1] by 위키피디아 It illustrates what he saw as the problem of the Copenhagen interpretation of quantum mechanics applied to everyday objects->양자역하학의 코페하겐적 해석의 문제점에 대해서 지적한 사고실험이라고 나오네요. 저도 이와같이 알고 있었고요. 미시세계에서의 성질이 거시세계에서도 보존되는 가에 대한 의문아닙니까. 그리고 저의 글 중에서 어디에 양자이론에 대한 공격이 포함되어 있나요? 저는 양자역학이 실험현상을 가장 잘 설명했다라고 말을 했는데 말이죠. 또한 아직까지도 파동함수가 collapse되는 현상에 대한 의문은 아직까지도 남아있는데 너무 확신을 하시는 거 아닌가요?
10/02/12 14:16
그 계산이란건 수학적언어겠지요?
역시 계산을 제외하고 무리하게 직관적인관념으로 일상적인 언어로 설명을 하다보니 오해가 생기는 것이군요 물론 전 수학적언어란건 하나도 모릅니다 :)
10/02/12 14:22
kien님....
그러니까.... 직장에 있는 아우디가 집에 있는 사라비아에게 "냉장고에 있는 케익을 먹던지 말던지 해라"라고 했다면 아우디가 집에 가서 케익을 확인하기 전 까지 아우디 입장에서 케익은 중첩된 상태로 있는 겁니까? 위의 비유가 슈뢰딩거의 그것과 같다면 양자역학적 심오한 통찰은 어디에 있는건지 모르겠습니다
10/02/12 14:23
kien님// 언제쩍 과학 이야기를 하시나요. 슈레딩거의 사고실험은 하이젠베르가 제시한 수학적 조건을 확장할 때 뿐이며, 결론은 제가 말한 내용입니다. 실험 의도와 결론은 일치할 이유가 없죠? 미시세계 성질이 보존은 되는데요, 그거 관측 안되요. delta E * delta t >= ih/2pi 범위에서 성립해야하는데 말이죠. 고양이급 질량이면 t는 관측 오차보다 훨씬 더 낮은 수준에서 놀거든요. (단순히 질량 에너지만 계산해도 말이죠.) 물리학의 접근법에 대해서 많이 모르시는거 같은데, 기본적으로 새로운 이론 나오면 지금까지 알려진 이론에 근사해봅니다. 상대론이 맞을까에 대한 근사부터 해서 양자역학도 다 근사 해봅니다. 지구가 내뿜는 강한 핵력 약한 핵력이 인간에게 영향 안줄꺼 같나요? 중력을 측정하는 오차보다도 더 미세한 영향이니 무시하는 겁니다. standard model 만 보셨어도 이정도는 이해하셔야죠. 미시세계가 거시세계랑 맞을까 안맞을까 고민을 왜하는지 이해조차 안되는군요.
그리고 kien님의 설명 전부가 틀렸다는 것입니다. 양자역학이 실험적으로 맞아들어가는건 맞는데요, 과정이 전부 틀렸다는 것을 지적했습니다만? 왜 자신의 틀린 과정에 대한 설명이 아니라 물리적으로는 매우 의미가 없는 슈뢰딩거의 고양이에 집착하시는지요. 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학 초반부에 잠깐 알아두라고 나오는 역사적 이야기에 불과한데 말이지요. 20세기 초 에 하이젠베르그조차 제대로 설명을 못해서 강연에서 잘못설명한게 있습니까? 라고 물어보던 시대의 수준의 과학 지식으로 너무 많은걸 확신하시네요. 적어도 Diracology 까지는 이해하실수 있어야 양자역학에 대한 이해에 입문했다고 볼 수 있습니다. 시초는 하이젠베르기일지언정 양자역학의 기초를 수학적으로 쌓아서 발전시킨건 디락입니다.
10/02/12 14:30
거울소리님....
그러니까... 입자는 너무 작기 때문에 위치나 속도에 확률적 계산만 가능하다는 걸로 양자역학을 이해하고 있습니다 그러나 "알수 없다"라는것과 "확률을 계산가능하다"는것은 엄청난 차이가 있고....신기한건 아무것도 없는것 같아서...
10/02/12 14:32
에릭칸토나님// 양자역학에서 코펜하겐해석만을 유일무이한 진리로 알고 계시는듯 합니다.
1.슈뢰딩거 고양이는 코펜하겐 해석을 고집할경우 거시세계로까지 superposition이 나타난다는 것을 보여주는 사고실험이며 이것은 unitary evolution으로는 wavefunction collapes가 일어나지 못하기에 생기는 근본적인 양자역학의 문제입니다. 2.EPR패러독스를 어떻게 이해하고 계신지 모르겠는데 EPR패러독스로 인해 양자역학은 nonlocal하다는 매우 심오한 결과를 알수있었지요.물론 양자역학이 옳지만 아인슈타인이 이 문제를 제기하기 전까지는 누구도 생각조차 하지 못했던 발상입니다. 3.관측은 현상에 영향을 미칩니다. 양자상태는 eigenstate의 중첩상태로 표현되는데 관찰하면 중첩상태는 사라지고 eigenstate됩니다. 양자역학의 가장 기본 개념인데 이것을 부정한다니 이해가 되지 않네요 그리고 다중세계해석은 수학적으로 코펜하겐 해석과 동일합니다. 4.양자역학이 불완전한 이론이라는 표현보다는 해결해야할 문제가 많다고 해야겠지요. measurement problem은 아직도 해결되지 않았습니다. decoherence라는 개념으로 preferrd basis라는 개념은 해결했지만(왜 대분분의 관측결과는 위치측정의 고유상태로 나타나는가 하는 문지)근본적으로 해결하려며 어떤식으로든 unitary evolution이 깨어지는 비선형항이 슈뢰딩거 방정식에 필요하다는 것이 중론입니다.
10/02/12 14:32
에렉칸토나님//
참,그리고 저는 계산하면 당연히 나온다고 끝나는것은 아니라고 굳게 믿습니다. 어쩌면 과학을 통해 자연을 계산을 통해 predict 하는것보다 직관에 영감을 주어 understand 하는게 더 중요하다고 생각합니다. 수학이론도 나오고 시간이 지나면 점점 이해하기 쉽게 다듬어집니다. 처음에는 간신히 증명을 해낸 정도여서 너무나 복잡합니다. 무엇이 중요한지, 무엇이 본질적인 요소인지가 수학자들이 연구를 거듭하면서 점점 드러나고 처음에는 그 난해했던 이론전개가 점점 단순해지고 우아해지죠. 또 그러면서 과학이론은 전문학자들이 아니라 일반인들에게도 훨씬 가까이 가게됩니다.
10/02/12 14:36
에릭칸토나님// 아 그리고 EPR parodox에 관한 논문들을 찾아 봤는데요.
http://pra.aps.org/pdf/PRA/v40/i2/p913_1 이 논문의 conclusion을 보면 이 실험을 통해서 parodoxical correlation이 significant하다고 나오네요.(1989년) 논문들을 찾아보니 EPR paradox에 관한 논문들은 2008년도 이후에도 나오고 있네요. 그리고 슈뢰딩거 고양이에 집착하시는 것은 에릭칸토나님 아닌가요?
10/02/12 14:39
에릭칸토나님// 아 그리고 저의 표현자체가 문제가 있을 수도 있다는 것은 인정합니다. 논쟁의 여지가 있는 부분도 있지만 양자역학은 현재 학계의 정설이고 실험적인 데이터들과 모두 일치한다는 사실을 강조하고 싶었는데 이 부분에 대해서는 약간의 오해가 있으신 거 같네요.
그리고 저도 물리학과 다니고 있어서 현재의 초끈이론의 실험적 검증 불가능성으로 인해서 limit로 보내 현재의 실험데이터와 비교해본다는 사실도 알고 있습니다. 상대성 이론또한 빛의 속도를 무한대로 놓을 경우 뉴턴역학적인 결과와 일치한다는 사실도 알고요.
10/02/12 14:43
반대칭고양이님//
1. 양자역학에서 코펜하겐 해석 이상으로 설명되는 해석은 없습니다. 그리고 거시세계에서도 일어날 수 있습니다. 계산 해보세요. 그냥 간단합니다. 계산해보세요. 어떤 수치가 나오시는지 기대하겠습니다. 2. EPR 패러독스를 누구도 생각 못하던게 아니라 직관적 관측에서 논리적 관측으로 넘어가는 과도기의 패러독스일 뿐입니다. 아인슈타인이 단순히 직관적 관측을 너무 선호했을 뿐이고요. 틀린 발상은 전혀 고려 대상이 안됩니다. 3. 관측은 현상에 영향을 꼭 미치지는 않습니다.. 그 eigenstate의 중첩상태가 wave packet 이고요 관측에 의해서 어떻게 eigenstate가 되는지 수식으로 정리 부탁드립니다. 양자역학의 기본 개념을 잘못 알고 계시는군요. 관측을 못한다와 영향을 미친다는 별개입니다. LHC에서 사용하는 관측기들은 전부 현상에 영향을 미치지 않고 관측하도록 설계되어 있습니다. 그리고 다중세계 해석은 코펜하겐 학파까지는 설명이 되지만 그 이후 나타난 CP CPT violation에 의해서 무시됩니다 20세기 SF 주제감이지요. 그리고 그 개념은 기본적으로 통계물리에서 다루던 개념들이니 만큼 엔트로피적 개념을 상기하시기 바랍니다. Strong force만 배워봐도 다중세계이론이 얼마나 sf적인지 알 수 있답니다. 4. 뭐 그리 치면 고전역학도 매우 불완전하죠. 아직 항공역학도 제대로 완성된게 아닌데요. 과학을 신봉하는 자들은 과학이 완전 무결하다고 하는데, LHC 과학자들의 말을 인용해 드리죠. "We never can say yes, but we can say no." 분명 모든 과학적 이론은 불완전하다고 언급하고 있습니다. 과학에서 불완전하다는 용어는 지금까지 알려진 이론들이 이론에서 제시하는 조건 내에서 명확하지 않을 경우에나 말하는 것입니다.
10/02/12 14:46
거울소리님// 아우디 사라비아님// 기록지에는 물론 50:50의 확률로 기록되어 있을 것입니다. 슈뢰딩거의 고양이의 가장 큰 오해중의 하나는 "그게 무슨 문제지?" 하는 것입니다. 당연히 여러번 관찰하면 죽은 고양이와 살아있는 고양이가 절반씩 관찰될 것입니다. 핵심은 확률이라는 녀석이 2가지 라는 것입니다. 하나는 고전적 확률 즉 동전을 1000개 던졌을때 앞면이 나올 확률같은 것입니다. 이때 동전의 앞뒤는 이미 정해져 있고 우리는 그것을 확인하는 과정이지요. 양자역학적 확률은 다릅니다. 동전의 앞뒤가 정해져 있지 않고 우리가 확인할때 앞뒤가 정해집니다. 미시세계에서는 이 개념을 아무런 주저없이 사용할수 있지만 동전이나 고양이가 되면 얘기가 달라지지요.
슈뢰딩거가 지적하고자 했던것은 양자역학적 확률이라는 것이 얽힘을 통해 거시세계까지 확장된다는 것을 보여준 것입니다. 즉 양자역학을 엄밀히 적용한다면 고양이는 정말로 살아있는 동시에 죽은 상태이며 고양이가 살아있는지 죽은지는 측정할때 결정된다고 하는 매우 괴상한 논리에 이르게 됩니다. 이것을 슈뢰딩거가 비판한것이지요
10/02/12 14:48
에릭칸토나님// 개인적으로 이런 부분, 현상의 해석적인 부분에 대한 논의는 별로 안 좋아하지만 실제로 논쟁이 일어나고 있는 부분에 대해서 너무 확신을 갖고 말씀하시는 거 아닌가요. 실제로 파동함수가 collapse되는 현상에 대해서는 아직까지도 논쟁이 일어나고 있는 상황아닙니까.
10/02/12 14:49
반대칭고양이님....
자꾸 엉뚱한것 물어봐서 죄송합니다.... 지난 몇달(몇년)간 고심하던 문제라 EPR패러독스를 책에서 본적이 있습니다 아마 입자 붕괴시 스핀에 관한 패러독스라고 알고 있는데요 한쪽의 스핀이 다른 쪽의 스핀방향에 영향을 미친다...? 뭐 그런 이야기 같았는데 그게 왜 패러독스 인지 이해가? 사실 제가 뭘 모르는지도 모르지 질문이 막막할수 도 있는데 부탁드립니다
10/02/12 14:50
거울소리님// 네 하지만 현대 물리학자들은 그렇게 생각하지 않습니다. 그냥 믿음일 뿐이니 버리시기를 권고드립니다.
kien님// 저 역시 학부 - 석사 물리학과이고 입자물리중 LHC의 입자물리 전공을 선택해서 공부하고 있습니다. 기본적인 내용까지 짚을 필요성이 없음에도 짚어야 하는 것은 물타기로 인식 될 수 밖에 없습니다. 또한 위의 논문은 가입이 안되어서 볼수가 없군요. 목차라도 쪽지로 부탁드립니다.
10/02/12 14:55
아우디 사라비아님 //
너무 작기때문에 무슨수단을 써도 정확히 관측할수 없다는게 자연스럽게 받아들여진다면, 그걸로 된겁니다 ^^. 비전공자라면 더 궁금하지 않을테고 전공자라면 그냥 필요한걸 계산하면 됩니다. 혹시 공리로써 불확정성의 원리를 그냥 받아들이는거 말고 왜 그런지 그 이유에대한 모종의 마음속의 "승인과정"이 있다면 소개부탁드립니다. 저는 일견 납득은 가면서도 그게 관측기술의 문제이지 자연의 본래적 속성이라는 점은 자연스럽게 받아들여지지 않고 있습니다.
10/02/12 14:56
반대칭고양이님....
정말 죄송한데.... "우리가 확인할때 앞뒤가 정해진다"이말이 무슨 뜻입니까? 그러니까 동전도 우리가 확인해야 앞,뒤가 정해지지 않습니까?
10/02/12 14:59
kien님// 위키 가서 보는데 수식이 뭔가 엉망인거 같군요. 좀 정확한 레퍼런스 부탁합니다. 그리고 고전역학이라고 논쟁없는 것은 아닙니다. 논쟁이 일어난다와 불완전하다는 별개이지요.
10/02/12 15:02
아우디 사라비아님// 그부분은 철학적 논쟁으로 들어갑니다. 인본주의적 관점과 닿아있는데, 자연계가 어떠하건 어떠한 현상이 벌어지건 인간이 알수 있느냐 없느냐로 나누고 시작하는 고대 그리스의 카오스와 코스모스론으로 이해하시면 쉽게 와 닿으실 겁니다.
10/02/12 15:06
아우디 사라비아 님 // 질문하신 내용은 원격전달에 관한겁니다. 물리적인 힘같은 효과가 전달되려면 전달 수단이 있어야 한다는 원리입니다. 물리에서는 에너지보존법칙이나, 인과율처럼 기본적인 법칙이죠.
쉽게 설명하자면, 이를테면 A지점과 B지점이 있는데 A지점에서 B지점에 영향을 끼치는데 A와 B사이에 있는것에게 아무런 영향을 안끼치고 전달이 가능하냐? 그건 불가능하다라는 뜻입니다. 도미노처럼 차례로 영향이 전파가 되어야지 중간에 아무런 영향없이 뚝떨어진곳에 영향을 미칠수 없다는 원리입니다. 이런걸 locality 라고 합니다. EPR패러독스는 locality에 위배됩니다. 한쪽의 스핀을 관측하므로 다른한쪽에 영향이 빛의 속도를 넘어서서 순간적으로 영향을 끼치기 때문이죠. 그리고 실제로 실험적으로 미시세계에서는 locality에 위배된다는게 사실이라는 충격적인 결과가 있고요. 이를 이용해서 암호학등에서 안전한 비밀키교환등에 적용하는 연구가 있고, 실제로도 수 Km 거리에서도 성공하고 있다고 알고 있습니다.
10/02/12 15:13
에릭칸토나님//
1. Introduction non-degenerate parametric oscillator에 의한 관심이 커지고 있고 이러한 장비를 통해서 pump photon->signal and idler photon이 만들어집니다. 이 페이퍼를 통해서 EPR paradox 자체를 구현하고 bell의 inequalitics 테스트와는 구별되게 진행합니다. 이 페이퍼의 목적은 non-degnerate amplifier를 통해서 EPR parodox를 구현하는 것에 목적을 둡니다. 2.The EPR parodox and quadrature phase amplitudes 이 페이퍼에서는 각각 다른 light field의 quadrature phase components of two correlated and spatially separated light light field에 대해서 관측합니다. 이제 ra,rb와 진동수 wa,wb를 놓고 single mode field Ea,Eb를 놓습니다. 수식만 써보겠습니다. operator Ea=constant*(operator of X1*cos(wa*t)+operator of X2*sin(wa*t)) operator of Eb는 위의 Ea의 X1,X2를 Y1,Y2로 놓았습니다. operator X1,과 X2를 a,b에 관한 operator로 표현하고 [X1.X2]=2i가 되고 이를 통해서 X1,X2의 불확정성을 사용합니다. 그 다음은 non degenerate parametric amplifier를 통해서 correlated state를 생성하고 헤밀토니안을 H=-constant*(operator of a를 conjugate*b를 conugate +operator of a*operator of b로 놓고 논지를 전개합니다. 이제 associatet quatum mechanical correlation coefficient C를 정의합니다. 그다음은 Demonstration of the EPR paradox 그 다음은 relation to squeezing and possible experimental procedure 그 다음은 Beam splitters with squeezed input 마지막으로 conclusion입니다. 중간까지는 하겠는데 11 page 되는 논문을 pgr 댓글로 요약하려니 힘드네요;;
10/02/12 15:17
동료동료열매님... 알고 있습니다
제가 알고 있기는 동시에 통과한다는 것이 아니라 관측하기 전까진 어느쪽인지 알수 없다고 간주하고 관측하는 행위가 어느 한쪽으로 통과한것으로 고유한 상태로 고정하는 이해하고 있습니다 .... 사실은 이해하고 있지 못합니다 제가 우리집의 앞문 뒷문 어느쪽으로 왔는지 우리 집사람은 저에게 물어 보기 전에는 알수 없지요 저에게 물어서 확인한후 집사람 입장에서 제가 어디로 통과했는지 고정할수 있지 않겠습니까?.... 저는 부끄럽게 이것과 똑 같이 생각됩니다
10/02/12 15:18
그리고 저는 제가 언급한 parodox가 유명하고 논쟁도 여러 차례있었던 parodox여서 인용을 하고 이에 대해 애기했던 것이지, 기본적인 관점은 shut up and calculate에 가깝습니다.
10/02/12 15:19
kien님// 데이터를 보지 않는다면 이해가 안될꺼 같네요. 아인슈타인적 관점을 고수하는 물리학자들도 존재하고 그들이 그러한 실험을 할 수도 있습니다. 하지만 아인슈타인과 하이젠베르그가 치열하게 논쟁하였듯이 상당히 관점적인 문제도 포함하기 때문에 저 내용만으로 제가 판단 할 자료가 되지는 않을것 같으며, 실험이 실패했거나 다른 해석이 가능하리라 생각만 하겠습니다. 요약 노력해 주셔서 감사드립니다. 나중에 기회가 되면 제가 찾아서 보도록 하겠습니다.
10/02/12 15:22
kien님// 일단 위키에 나온 수식중 첫줄부터 이해가 안되게 전개가 되며, 나머지 부분도 따져봐야겠지만 직관적일지언정 수학적으로 과연 그렇게 될 것인가 하는 부분이 몇군데 있었습니다. 첫줄은 오류이거나 특수해인 경우에만 동의가 되는 내용이었습니다.
양자역학이야 shut up and calculate 죠. 그걸 말로만 설명하려면 진짜 대가 아니면 거의 불가능에 가까워 보입니다.
10/02/12 15:22
거울소리님.... 그 스핀의 방향에 대한 패러독스라는게 한스핀이 오른쪽이었는데 다른 스핀을 측정하는 순간 왼쪽으로 변한다는
이야기 입니까? 어차피 서로 반대 스핀이라면 한쪽의 방향을 측정하면 다른 쪽의 방향을 알수 있게 되는건 당연하것 아닙니까? 여기에 어떤 역설 이 있습니까?
10/02/12 15:25
에릭칸토나님//
1.코펜하겐 해석은 엄격히 관찰자와 관측대상을 분리합니다. 관측대상은 양자역학을 따르고 측정기구는 뉴턴역학을 따른다는 핵석이지요. 어떤 양자상태 Σc_n │S_n> 의 중첩상태로 존재한다고 생각합시다. 측정행위는 양자상태와 측정기구와의 상호작용이므로 측정기구를 이루는 원자들의 초기상태를 │A_r> 이라고 합시다. 측정전에는 (Σc_n │S_n>)│A_r> 이러한 상태이지만 측정 과정에서 Σc_n │S_n>│A_n> 이러한 entangle을 형성하게 됩니다. 그리고 측정이 완료되면 이러한 중첩상태가 사라지고 오직 │A_n>만 남게되고 우리는 양자상태가 │S_n>이었다는 결론을 얻게 됩니다. 이러한 접근은 폰 노이만이 맨 처음 도입했으며 여기서 주된 문제는 Σc_n │S_n>│A_n>에서 A_n>만 남게 되는 과정입니다. 또한 양자역학에서 양자상태는 임의의 eigenvector로 항상 complete set을 이룰수 있습니다. 그중에 왜 하필 특정한 측정기구의 eigenvector(거의 대부분 position eigenstate)로 entangle되는지 하는것도 논란이 될 수 있지요. 2. 아인슈타인이 문제를 제기하기 전까지 누구도 양자역학이 nonlocal하다는 것을 감히 생각지 못했습니다. 그 후로도 Bell의 부등식이 나오기까지 이것을 확인할 수 있으리라 생각한 사람도 없었습니다. Bell의 부등식의 엄밀한 테스트는 1980년 아스페에 의해서 이루어졌고 지금도 여전히 수행되고 있습니다. 단순한 에피소드로 넘어가기엔 너무나 중대한 사항입니다. 3. 난감하네요. 가장 간단히 infinite potential well의 바닥상태에 있는 입자를 생각해봅시다. 이 입자 상태는 에너지 eigenstate 지요. 이 녀석의 위치를 측정해봅시다. 해밀토니안과 position operator는 incompatible하므로 simultaneous eigenstate를 형성할 수 없고 이 입자는 position eigenstate의 중첩으로 표현됩니다. 그리고 위치측정을 하면 당연히 오직 하나의 위치에서만 측정되지요. 즉 position eigenstate의 중첩상태에서 특정한 position eigenstate로 상태가 변하며 이녀석은 당연히 처음의 에너지 eigenstate가 아닙니다. 양자역학의 기본이므로 모르실리가 없을텐데 이런 주장을 하시니 정말 난감하네요. 4. 고전역학에는 해석의 문제가 없지요. 원론적으로는 모두 계산 가능하지만 실질적으로 계산이 불가능 한 것입니다. 양자역학은 정반대입니다. 계산은 매우 정확히 할 수 있습니다. 하지만 그 러한 계산을 하게 해 주는 근본원리를 따져보면 매우 괴상하여 감히 받아들일 수 없는 것들이 많습니다. 또한 미시세계에서 거시세계로 매끄럽게 넘어가는 과정이 아직 제대로 밝혀져 있지 않습니다.
10/02/12 15:27
아우디 사라비아님// 하이젠베르그 불확정성 원리에 의해서 우리가 관측한 정보가 과연 원래 존재하던 스핀인지 알 수 없는 것입니다. 즉 한쪽의 스핀이 변형되었다고 한다라면, 다른 한쪽의 스핀이 변형하기 위해서 전자기력을 전달하는 빛이 있듯 어떠한 빛의 속도로 날라가는 boson이 존재해야 하는데 spin 의 경우에는 그러한 영향이 없이 상대쪽의 관측이 결정되는 것이지요. 우리가 관측하기 전의 정보가 무엇인지는 알수 없는 것이니까요.
10/02/12 15:44
반대칭고양이님//
1. 실제 관측되었나요? 또한 제가 코펜하겐적 해석이 가장 옳다고 주장하는것은 물리적 성질 이상으로 인간의 인지에 대한 이해 때문이기도 합니다. 2. 아인슈타인역시 그 nonlocal 에 대한 이해를 가지고 한 질문이 아니었기에 일종의 이벤트에 불과합니다. Bell의 부등식부터가 중요한 사항이지 아인슈타인의 딴지는 단순한 에피소드로 봐도 무방합니다. 3. LHC에서 측정 장비는 입자의 충돌 이후에 각종 입자가 자신의 성질에 맞는 반응을 함으로써 알게 됩니다. 하지만 그러한 관측을 하기 위해서 에너지 측정 장비를 이용하여 관측할때에 반응에 관여하지 않고 관측을 하는 것이지요. 관측이 반드시 현상에 영향을 미치지 않습니다. 미치는 경우가 대부분이지만요. 정확히는 관측을 위한 상황에 무엇이 일어나는지 모른다라고 하는게 더 일반적이라는 것입니다. 4. 그렇게 말하면 할 수 있다고 생각되나 할수 없는 고전역학이 할수 있는지 여부를 말하는 양자역학보다 훨씬 불완전하다고 봐야 하지요. 할수는 없는데 하면 되겠지 하는것보다. 할수 있느냐 없느냐를 말하는 것이 더 완전하다고 봐야죠. 그리고 미시세계와 거시세계를 이어주는게 부족하다고 그것이 미시세계의 불완전함 때문인건 아니지요.
10/02/12 16:07
아우디사라비아님 // EPR에대한 아까 제가 제안한 예시는 어떻게 생각하나요? 좀 이해하기 쉬운 용어로 바꿔적겠습니다.
붕괴후 한쪽의 운동량을 원하는 만큼 정확히 측정함으로써 반대편 운동량도 원하는 만큼 정확히 알게됩니다. 이는 운동량 보존법칙때문이죠. 우리가 측정한 쪽에는 측정을 함으로써 이미 상태가 바뀌었고 더이상 측정전의 위치를 정확히 측정할수 없습니다. 하지만 아직 반대편 입자는 측정전이므로 초기상태를 보존하고 있는데 반대편 입자를 측정함으로써 운동량은 이미 측정전부터 원하는 만큼 정확히 알고 있습니다. 더불어 여기서 우리는 위치또한 마음껏 원하는 정확도로 측정할수 있습니다. 뭔가 이상하지 않습니까? 불확정성 원리에 의하면 두가지요소를 원하는 만큼 정확히 측정하는것은 불가능합니다. 어느한쪽의 정확도를 올리면 다른 한쪽의 정확도는 떨어지게 되어있죠.
10/02/12 16:18
에릭칸토나님 // 2. 저는 아인슈타인이 EPR패러독스를 제안하지 않았다면 벨의 부등식이 세상에 나오지 않았을거라 생각합니다. 그래봤자 별거아닌 이벤트에 불과하다고 생각하실수 있겠습니다만..
3. 솔직히 말씀하시는 내용을 잘 이해하지 못하겠습니다. 또 미시세계에서 관측이 현상에 영향을 끼치지 않는예가 무엇이 있는지 궁금합니다. 양자역학 관점에서 상태(state)라는게 Hilbert space의 벡터로 이해하는것인데 관측하면 state가 바뀌지 않나요?...
10/02/12 16:28
거울소리님//
2. 아인슈타인이 스타 과학자라서 그렇지 사실 수학적 전개를 해본다면 아인슈타인이 아니었더라도 상대론을 찾아낼만큼 필요한 이론들이 구축되어 있었으며, 오히려 상대론 외에는 수학적 전개를 부정한 아인슈타인에 대해서 전 그리 높게 평가하고 있지 않습니다. 심지어 상대론도 굳이 아인슈타인이라서 한게 아니라 아인슈타인이 우연찮게 특허청에서 일하면서 시간도 남고 혼자 공부하다보니 찾았다고 보는 편입니다. 3. LHC의 detector를 찾아보시기 바랍니다. 그리고 제가 말하는 관측이 현상에 영향을 미치지 않는 다는것은 관측 이전의 현상을 모를 뿐이기에 대조군이 존재하지 않아서 변하였는지조차 알수 없다라고 말하고 싶은 것입니다. 수학적으로 엄밀하게 적용한 현상이라기보단 실험적 내용이며 수학적인 내용이 아니니 만큼 수학적으로만 말하시겠다면 관측을 통한 변화가 일어난다에 동의할 수 있습니다. 하지만 실험적으로 전의 단계를 알수 없을 경우에 과연 관측이 현상에 영향을 미치는 것을 알 수 있을까요? 실험적 관측에 대한 이야기입니다.
10/02/12 16:31
거울소리님....
팽이로 바꾸어서..... 한 팽이를 센서로 측정합니다>오른쪽으로 도는 팽이구나>초당 20바퀴나 도는구나.... 그런 측정 과정에서 팽이의 도는 방향과 속도를 측정하는 센서가 팽이의 상태(속도)를 바꾸어 놓아서 팽이에 관찰자의 영향을 끼칩니다.... 여기 까지 맞습니까? 그런데 애초에 두 팽이는 똑같은 속도의 다른 방향으로 돈다고 상정한것 입니다 그렇다면 다른 팽이에 센서를 갖다 대지 않아도>왼쪽으로 도는 팽이구나>초당 20바퀴이상(센서의 영향이 없으므로)도는구나 ... 이런 결론이 합당하지 않습니까? 결국 EPR사고실험은 아인슈타인을 지지하는것 입니다... 저는 이렇게 이해하고 있습니다 문제는 양자역학적 관점에서는 이것을 어떻게 설명하는가? - 패러독스를 해소하라는게 아니라 말이 안되더라도 앙자론적 해설이 있는가?-하는 겁니다
10/02/12 16:36
아우디 사라비아님//
EPR 사고실험을 고전역학적 시각에서 지지하는 것은 아인슈타인을 지지하는 것입니다. 대부분의 문제제기가 고전역학에 대한 이해만을 가지고 나오기 때문에 대부분의 경우 저것이 맞지만, locality등의 불성립등이 존재할 가능성도 있는 것이지요. 그리고 지금 제시하신 실험에서의 문제라면 관측을 하기 전에 돌던 팽이 방향과 관측을 하고 난 후의 팽이의 회전 방향이 같다고 보장할 수 없다는 점입니다.
10/02/12 16:38
에릭칸토나님// "심지어 상대론도 굳이 아인슈타인이라서 한게 아니라 아인슈타인이 우연찮게 특허청에서 일하면서 시간도 남고 혼자 공부하다보니 찾았다고 보는 편입니다."
이건 좀 아닌 거 같네요;; 시간 남고 혼자 공부한다고 해서 상대론을 쉽게 찾아내기는 힘들죠..
10/02/12 16:38
댓글들을 다시 읽어보니 어쩌면 설명이 나왔는데 제가 이해를 못하고 계속 엉뚱한 떼를 쓰고 있다는 불안감이 듭니다
여러 답글들을 다시 생각해 보아야 겠습니다(결국 이해 못하거나 곡해하겠지만...) 다들 감사 합니다
10/02/12 16:39
에릭 칸토나님//
1.코펜하겐 해석은 매우 불만족스런 불완전한 해석입니다. 여기에 대한 내용을 너무 방대해서 관심있으시면 한번 찾아보셔요. 2.아인슈타인은 양자역학의 nonlocality를 맨 처음 지적한 사람이고 가장 깊이 이해한 사람입니다. 아인슈타인은 locality를 확립한 장본인이기에 nonlocal한 양자역학을 결코 받아들일 수 없었습니다. 벨의 부등식은 아인슈타인의 hidden variable에 대한 직접적인 검증으로 고안된 것입니다. 아인슈타인이 없었으면 벨의 부등식도 없습니다. 물론 양자역학이 옳지만 그렇다고 아인슈타인의 노력을 단순한 딴지로 치부하는것은 너무 무례한 태도입니다. 자신도 미처 생각지 못한 것을 남이 깨우쳐주니 "그건 이미 다 알고 있는거였어" 라는 태도는 성실한 과학자의 자세가 아닙니다. 3.번에 대해서는 쓰고 있으니 잠시만..수식치기가 어렵네요.. 일단 관측이 현상을 바꾼다는 의미를 잘못 알고 계십니다.
10/02/12 16:47
kien님// 힘들죠 힘들뿐 불가능한건 아니지요. 전 아인슈타인의 상대론이 우연히 아인슈타인에 의해서 제시되었을 뿐으로 봅니다. 아인슈타인이 양자론을 받아들이지 못한 것을 바탕으로 상당히 신뢰도 높게 생각중입니다.
반대칭고양이님// 코펜하겐 학파의 해석을 그대로 받아들이려면 19세기 초반의 물리적 지식을 바탕으로 이해되던 수준밖에 안되지요. 단지 제가 주장하고싶은것은 핵심적 내용은 매우 중요하고 그에 근간하여 사고를 하는것 이상으로 좋은 방법론은 전 아직 보지 못했습니다. 그리고 2번에 대한 반론은 그렇게 말하면 전자에 대한 발견은 그리스의 학자들에게 넘기라는 것입니다. 그리스의 학자들이 호박석을 통한 정전기적 문제를 제시하지 않았으면 전자에 대한 이해는 훨씬 늦어졌을지도 모릅니다. 마찮가지로 벨의 부등식이 나온 이후부터가 제대로 된 이해를 시작한 것이고 아인슈타인은 역사적 이벤트에 불과합니다. 최초 발견자를 유명인에게 넘겨주는 것도 성실한 과학자의 태도와는 거리가 멉니다. 마지막으로 3번에 대해서 관측 전에 우리가 인식할 수 있는 실험 모델을 제시해 주시기 바랍니다. 관측전에 어떤 상태였는지를 알지 못하는데 어떻게 변한다고 말할수 있는지 그 대조군이 필요하다는 것입니다. 수식은 시험보면서 미친듯 풀어대서 굳이 전개 안해주셔도 됩니다. 그리고 수식적으로 동의는 분명 위에 다른분의 답에도 했지만 동의하고 있습니다.
10/02/12 16:58
에릭칸토나님//
2. 저는 에릭칸토나님과 정반대로 아인슈타인에 대해 아주 놀라워하고 있고 개인적으로는 업적에 비해 저평가 받는다고 생각하는 편입니다. 대중적으로는 상대성이론에 대해서만 유명하고. 노벨상도 광전효과에 대해서 받았습니다. 말씀대로 상대론에 관련된 수학은 그당시 이미 거의 만들어져 있었지만, 그게 물리에 적용되는것은 전혀 다른 문제입니다. 금융수학에서 옵션가격결정 모델인 블랙숄즈 방정식도 사실 그냥 수학에서는 heat equation일 뿐이죠. 수학자들에게야 수십년전부터 다 알려진 그야말로 전혀 새로울것도 없는 아무것도 아닌것인데, 적당히 경제학에 적용하는 방법을 찾아낸것 만으로 노벨경제학상을 받았죠. 게다가 유클리드 기하가 인간의 사유를 지배하던 시대에 아인슈타인이 Lorentz 공간에대한 직관을 가지고 있었다는건 더욱 놀라운 일입니다. 그 당시 비유클리드 기하학을 연구하는 수학자들조차 이게 이런식으로 물리 세계와 관련있다고 전혀 생각하지 않았습니다. 말그대로 그들은 단지 지적본능으로 수학이론을 만들어 갔을뿐입니다. 또한 브라운운동이 diffusion equation을 따른다는 걸 보인 아인슈타인의 논문도 대단한 업적이며 저는 광전효과나 상대론이 아니었어도 브라운운동에 관한것만으로도 아인슈타인은 노벨상받을만 했다고 생각합니다. 브라운운동에 관한 아인슈타인의 결과때문에 그당시까지 거의 인정을 못받던 볼츠만 방정식도 새롭게 부곽되는 계기가 되었구요. (볼츠만이 몇년만 더 살았으면 아인슈타인으로 인해 자기이론이 살아나는것을 볼수 있었을텐데 평생 공격만 받다가 자살로 마감해서 참 안타깝게 생각합니다) 3. 수학적으로 관측을 통한 변화가 일어난다는것에 동의하면서 실험적인 관측에서는 동의하지 않는다는 말이 좀 납득하기 어렵습니다. 지금 우리가 다루는 주제는 양자역학의 틀에서 현상을 어떤 식으로 해석하느냐의 문제입니다. 마치 현대의 양자역학의 수식이 표현하는 현상과 실제 현상에는 어떤 괴리가 있다는 말씀처럼 들립니다. 말씀하시는 관측이 현상에 영향을 미치지 않는다는 이야기를 지지하는 기존에 알려진 양자역학과는 조금다른 어떤 물리적인 모델이나 해석을 가지고 계신겁니까?
10/02/12 17:07
거울소리님// 아인슈타인에 대한 의견은 어짜피 관점일 뿐이니 그렇게 보신다면 저야 할말이 없지만 전 광전효과와 브라운 운동이 노벨상을 받아야 할 만큼 중요한 발견이라고 보지 않을 뿐입니다. 노벨상을 주는 기준중 명성도 어느정도 기여를 하는 면에 있어서 노벨상을 받은 것이 반드시 당대 핵심적 발견이라고 보기에는 제가 아는 많은 LHC 연구원들도 회의적입니다. 관점 차이일 뿐이니 저로써는 받아들이지 않겠지만 존중만 해드리겠습니다.
과학의 권위는 자연계가 그러하다는 것에 기반을 두는 것이 기본입니다. 수학적 이론 전개가 되었을지라도 그것이 현상으로 밝혀지지 않았다는 것 뿐이며, 현상으로 밝힐 가능성도 없어 보인다는 것입니다. 너무 이분법적 사고를 중요시 하시는거 같은데 수학적으로 밝혀진 모델이라 할지라도 관측을 통하여 볼 가능성이 안보인다는 이야기입니다. 그리고 전 그걸 어떤 것인지 안다고 말할 수 없다는 것 뿐입니다. 자연계에서 관측 할 수 없다는 것이 양자역학의 수학적 전개의 오류를 뜻한단 말인가요? 모르는 것이 아니다라고 해석되는 것은 양자역학을 정말 처음 접할때의 오류입니다만? 요약해드리자면 수학적 모델로 관측전후로 현상이 변하는 것을 관측할 방법이 없기 때문에 그 수학 모델이 정말 자연계를 잘 설명한 모델이라고 장담할 수 없다는 것이며 그것을 옳다라고도, 틀렸다고도 가정해서는 안된다는 것입니다. 조금 추가드리자면 현상과 이론에 대한 과학철학적 관점들을 이해하는 것도 물리의 이해에 포함되야 한다고 봅니다. 지식을 외우고 사실을 아는 것이 물리를 이해하는 것과는 별개의 것이라고 LHC 현직 연구원들에게 배우고 있습니다.
10/02/12 17:13
아우디 사라비아님 // EPR 사고실험이 거시세계의 관점에서 본다면 불확정성 원리를 부정하게 된다는것은 납득이 가시는 건가요? 그렇다면 불확정성 원리를 폐기해야할지 아니면 사고실험에서 잘못된것이 무엇인지 찾아봐야겠죠?
거시세계의 관점에서 본다면 아직 locality가 등장하지 않았습니다. 현재 거시세계의 관점에서 EPR 사고실험을 했을때 우리가 가정한것은 운동량 보존법칙과 불확정성 원리를 동시에 가정했을때 모순이 나온다는걸 보인상태입니다.
10/02/12 17:18
에릭칸토나님 // 말씀하신
"요약해드리자면 수학적 모델로 관측전후로 현상이 변하는 것을 관측할 방법이 없기 때문에 그 수학 모델이 정말 자연계를 잘 설명한 모델이라고 장담할 수 없다는 것이며 그것을 옳다라고도, 틀렸다고도 가정해서는 안된다는 것입니다. " 에서 "수학적 모델" 이라는 단어를 양자역학으로 바꿔서 이해해도 되겠습니까? "요약해드리자면 양자역학적모델로 관측전후로 현상이 변하는 것을 관측할 방법이 없기 때문에 양자역학이 정말 자연계를 잘 설명한 모델이라고 장담할 수 없다는 것이며 그것을 옳다라고도, 틀렸다고도 가정해서는 안된다는 것입니다. " 저는 이 생각에 전적으로 동의합니다.
10/02/12 17:21
에릭칸토나님//
"관측이 현상에 영향을 미친다" 라는 의미를 다르게 사용하고 있네요. 관측을 통해 현상을 정확히 알 수 없다고 말하는 것이 아닙니다. LHC에서는 수많은 이벤트의 관찰을 통해 양자역학적 확률이 고전적인 확률로 바뀝니다. 멀리 갈것 없이 파이먼 Lectures on physics의 이중슬릿실험을 보시면 됩니다. 전자가 어느 구멍을 통과했는가를 관찰하면 간섭패턴이 나타나지 않습니다. 관찰하지 않으면 물론 간섭패턴이 나타납니다. 빨간책에는 없는 내용인데 전자가 어느 구멍을 통과했는지 꼬리표를 달면(실제로는 광자의 편광을 이용)간섭패턴이 사라지고 중간에 꼬리표를 지우면 간섭패턴이 다시 나타납니다. 또 다른 예로 nonexponential decay가 있습니다. 보통 방사능 물질은 지수함수적으로 붕괴하는데 실제로 붕괴하는지 원자하나하나 관찰을 하면 더이상 지수함수적으로 붕괴하지 않습니다. 중첩상태가 무슨 의미인지 다시 한번 생각해보세요. 중첩상태가 측정을 통해 고유상태로 변하는 것은 양자역학의 기본중의 기본인 postulate입니다. 이 의미를 모르신다면 더 이상 토론이 되지 않습니다.
10/02/12 17:21
거울소리님//
양자역학과 수학모델은 좀 다릅니다. 그렇게 이해하시기에는 무리가 있고요. 수학적 모델이라 하면 계산을 통해서 나왔으나 관측되지 않은 현상에 한정하겠습니다. 양자역학의 전부와 제가 말한 수학적 모델과는 별개의 내용입니다. 관측되지 않은 양자역학 이라고 정정하신다면 동의 가능합니다.
10/02/12 17:25
반대칭고양이님// 흠 다시 생각하였을때 그 용어는 제가 잘못 사용한듯 하군요. 새벽 5시에 일어나서 신경치료 받으러 가기 8시간 전이라 조금 정신줄 놓고 그부분 헷갈린듯 합니다. 지적 감사합니다. 파인만 이중슬릿 실험을 놓치다니.
그리고 용어가 한국어로 되어 있다 보니 잘 이해가 안되는데 중첩상태가 무엇인지 모르겠습니다. 영어 용어로 바꿔주셨으면 합니다.
10/02/12 17:27
에릭칸토나님// 입자물리학을 전공하신다고 하셨는데 사실 이러한 양자역학의 해석 부분은 양자컴퓨팅 분야가 아니라면 PhD나 tenure를 받는데 별 필요가 없습니다. 그렇지만 적어도 물리학도라면 "닥치고 계산"이 아닌 한번쯤 이런 고민을 해보아야하는 것이 아닐까요? 교과서에서 있는 것은 정말 한정된 것들만을 다룹니다. 왜 슈뢰딩거의 고양이가 아직도 회자되는지, EPR 패러독스가 어떤 혁명을 일어켰는지, 비국소성이 정말로 당연한 것인지... 시간을 내기 쉽지 않겠지만 조금씩 찾아보면 새로운 세상이 있습니다.
측정문제에 관한 논문인데 다 볼필요는 없고 measurement problem 부분만 보셔도 꽤나 도움이 될것입니다. <a href=http://arxiv.org/abs/quant-ph/0312059 target=_blank>http://arxiv.org/abs/quant-ph/0312059 </a> 중첩상태=superposition state
10/02/12 17:35
반대칭고양이님// 자료 감사드립니다.. LHC에서 gluon과 higgs 어느쪽을 할까 고민중이라 그리 많이 하진 않았는데, 지도교수님이 PHD가 양자 컴퓨팅이니 곧 가서 한번 물어보도록 하겠습니다. 그리고 저런 부분도 교수님이랑 토론을 해 왔지만 실제 입자물리의 경우에는 슈뢰딩거의 고양이나 EPR 패러독스의 상당부분을 자연계가 그러하니까로 설명하고 넘어갑니다. 철학적 의미 이상으로 두지 않고요. 저 역시 실험물리를 지향하는지라 자연계에 대한 권위를 벗어나는 해석에 대해서는 매우 부정적입니다. 즉 제 의견 자체를 바꿀 의향은 없는 것이지요. 또한 EPR 패러독스에 대한 해결책이 중요하다는 것은 인정하지만 아인슈타인에서 시작된다는 점을 동의하지 않을 뿐입니다.
주신 논문은 매우 흥미롭습니다. 잘 읽고 있으며 좋은 자료 제공 감사드립니다. 그리고 중첩상태가 superpostion state군요 한글 용어를 모르다보니 저런 단순한데에서 이해 문제가 나오는군요.
10/02/12 17:41
따지고 보면 Edward Witten 덕분에 저에게도 물리공부가 필요해 졌지만 비전공자라 많은 고생을 하고 있는 1인입니다.
저에겐 매우 유익한 토론이었습니다. 혹시 나중에 현대물리에 대한 궁금증이 생기면 pgr에 올리는걸 한번 심각하게 고민해봐야겠군요 ^^
10/02/12 17:44
에릭칸토나님// 아인슈타인에 대한 평가는 역사적인 것이니 이견이 있을수 있겠지요. 저는 개인적으로 아인슈타인을 극히 높게 평가하는 입장이라... 약간 발끈한 면이 없지 않습니다.^^;;
근데 LHC는 언제쯤 정상가동 할지요...떠도는 농담에 의하면 지구멸망을 막기위해 미래에서 온 인류가 LHC의 가동을 방해하고 있다고 하던데요...^^
10/02/12 17:48
이해하고 싶지만 이해할 수 없는 비극적인 내용들이군요.ㅠㅠ
물리학의 여러가지 개념들에 대해 관심이 많은데, 숫자는 별로 좋아하지 않아서 난감할 따름입니다.
10/02/12 17:48
반대칭고양이님// 그거야 관점 차이고 평가 기준이 달라지면야 뭐 고흐도 생활력 없는 바보일 뿐인데요. 관점 차이죠.
아 그거 크리스마스때 파업 일어났어요. 일 안하는 윗분들이 크리스마스때 일하자 이러길래 연구원들이 단체로 배째 모드로 나갔죠..그리고 그거 결사 투쟁하느라 한 2달 일 제대로 안되었습니다. (뭐 한국인들의 엄한 성실함으로 동료 연구자들에게 까였다는건 뒷이야기) 어짜피 페르미랩 재단장 하기 전까진 딱히 경쟁할 실험장비도 없다보니 느긋한듯 합니다. 아마 오바마가 페르미랩 투자 결정을 한걸 가장 환영한건 LHC 책임자들 아니었을까요?
10/02/12 18:17
반대칭고양이님 관측이 현상에 영향을 미친다....
말씀하신 이중슬릿실험에서 관찰의 영향은 측정기구가 불가피하게 어느 한 구멍으로 통과하는 전자를 막는다는(그래서 한쪽만 통과) 뜻입니까? 아니면 관측 전에는 양 구멍으로 이동하는듯 하다가 막상 관측을 시작하면 전자가 의식이 있는것 처럼 한쪽 구멍으로만 통과한다는 "판타지"한 현상이 발견된다는 뜻입니까? 그러면 관찰자의 의지가 어느 구멍으로 통과시킬지 영향을 미칠 여지(이것은 윗댓글의 쿼런틴이라는 SF에 언급)가 있다는 의미 입니까? 마찬가지로 방사능물질의 지수함수적 붕괴에 관측이 미치는 영향이란 측정기구의 영향입니까? 아니면 "관찰"이라는 행위자체의 문제입니까? 유치한 질문이겠지만 꼭 좀 부탁합니다....
10/02/12 18:20
아우디 사라비아님// 음 입자물리적 설명으로 하자면 상당히 귀납적 설명이 되겠지만, 원래 아무런 관측 시도를 하지 않았을 경우에와 관측 시도를 한 경우의 결과값이 다르고 두 경우를 수학적으로 설명할 수 있기에 관측이 현상에 영향을 미쳤다고 설명할 수 있겠지요.
10/02/12 18:25
에릭칸토나님....
정말 다그치는게 아나라 ....측정기구의 영향입니까? 아니면 관측 자체의 영향입니까? 그러니까 관찰하려는 시도(의지)는 영향을 전혀 주지 못하죠?
10/02/12 18:48
아우디 사라비아님// 이중슬릿 실험에서는 전자가 어느 구멍으로 통과하는지를 관찰하지 않았을 때에는 웨이브의 형태로 두 구멍을 모두
퉁과 한 것 처럼 간섭무늬 패턴이 일어나게 됩니다 어느 구멍으로 통과했는지 알고 싶어서 관측을 시도하면 말씀하신 대로 마치 전자가 의식이 있는 것 처럼 그걸 알아차리고 입자처럼 행동해 두 구멍 중 한쪽만을 선택하여 통과해 간섭무늬 패턴이 일어나지 않게 됩니다
10/02/12 18:52
아우디 사라비아님 // 관측자의 의지가 영향을 주는지 어쩌는지는 현재로서는 모릅니다. 관찰하려는 의지가 영향을 미치는지 아닌지 확인하는 실험은 설계하기 힘들걸로 생각합니다.
과학자들이 온갖방법으로 동시에 통과한다는것을 부정하기 위한 실험을 했습니다만, 어떤 방법을 쓰던지 관측시에는 간섭무늬는 사라집니다. 다시말해 어느 한쪽구멍만 통과하는게 됩니다. 관측안하면 구멍 두개 동시에 통과한것처럼 행동하구요. 위에 반대칭고양이님이 말씀하신 광자의 편광을 이용한 실험을 보면 조금더 쉽게 이해하실수 있지 않을까 싶네요. 편광필름에 광자가 통과하면 일정한 방향으로 진동방향이 정렬됩니다. 이걸이용하여 양쪽 구멍에다가 다른방향으로 정렬되도록 편광필름을 붙여놓고 실험을 하면 어느쪽으로 통과했는지 알수있습니다. 필름을 떼면, 양구멍 동시에 통과한것처럼 회절무늬가 나옵니다. 필름을 붙여놓고 실험하면 어느한쪽만 통과한것처럼 회절무늬가 안나옵니다. 즉 양구멍을 50% 확률로 한쪽만 택해서 통과합니다. 이걸 어떻게 해석해야 마땅할까요? 광자는 구멍을 향해 돌진하다가 앞에 필름이 있다는걸 어찌알고 하는 행동이 바뀌는것일까요?
10/02/12 19:05
거울소리님.....황쉘통통님....
사실 여러 과학해설서에서 이중슬릿 실험에 대한 글을 읽었습니다(근데 거진 벅역서 였는데 대부분 번역이 조잡하더군요) 근데 그 뜻이 이것이었단 말입니까? 말씀하신 내용 그대로 라면 기괴하군요.... 정말 말씀하신 대로 라면.....정말 판타지한 무엇이 있군요!!
10/02/12 21:58
아우디 사라비아님// 오오 드디어 이해하신거 같아서 저까지 기쁩니다. 하하
노파심에 또 말씀드립니다만, 언제 시간나시면 '우주의 구조'를 꼭 읽어보시기 바랄께요. 정말 이해하기 쉽게 잘 설명되어있습니다. 번역도 좋구요.
10/02/13 03:01
아우디 사라비아님// 정말로 인간의 경험으로는 전혀 이해할수없는 그 무엇이 있습니다. 그래서 파인먼이 말하길 누구도 양자역학을 이해하지 못한다고 했지요..
이렇게 전문적인 글에 이 많은 댓글이 달린것도 참 신기하네요..
10/02/13 16:07
반대칭고양이님// 제생각에 댓글이 많이 달린 이유는...
에릭칸토나 님이 약간 과격한 어조로 말씀하셔서 발끈한 몇사람(저포함)이 리플을 달아서 그런것 같습니다. 인터넷상에서는 사실.. "뭔가 발끈하는 마음" 없이는 토론 지속력을 유지시키기가 참 어려운것 같다는 생각이 들때도 있습니다.
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