슈뢰딩거의 고양이 : 양자역학의 불완전성을 비판하기 위해 고안한 사고실험

슈뢰딩거의 고양이란?

슈뢰딩거의 고양이는 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 1935년 제시한 사고실험으로, 양자역학의 불확실성 원리를 흥미롭고 독창적인 방식으로 설명하기 위해 고안되었다. 양자역학의 불확실성 원리와 측정 문제에 대한 논쟁을 불러일으킨 아주 유명한 사례다.

 

 

 

양자역학이란?

양자역학은 원자, 분자, 물질 등의 구조와 움직임을 설명하는 현대 물리학의 이론을 말한다. 고전 역학으로는 설명할 수 없는 현상을 설명하기 위해 등장했으며 입자의 위치, 속도, 운동량 등의 물리량이 불확정한 값을 가질 수 있다는 불확정성 원리를 제시한다. 슈뢰딩거의 방정식을 통해 입자의 상태를 예측할 수 있으며 원자, 분자의 구조와 성질을 이해하는 데 큰 도움을 준다.

 

 

 

실험 내용

①상자 안에 고양이 한 마리를 넣는다.

 

②방사성 물질과 청산가리가 들어 있는 유리병을 함께 넣는다.

 

③방사성 물질이 붕괴하면 청산가리가 들어 있는 유리병이 깨지면서 고양이가 죽게 된다.

 

④방사성 물질의 붕괴 여부를 확인할 수 있는 관측자가 멀리 떨어져 있다

 

⑤관측자가 상자를 열어보기 전에는 고양이가 살아있는 상태와 죽어있는 상태가 동시에 존재한다.

 

이를 통해 양자역학의 불확실성의 원리를 설명했고, 관측자의 관측 행위가 대상의 상태를 결정한다는 것을 보여준다.

 

핵심 개념

- 양자역학적 불확실성 원리 : 미세한 입자의 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정하는 것은 불가능하다는 원리

 

- 중첩 상태 : 양자역학적 시스템이 여러 가지 가능한 상태에 동시에 존재하는 상태를 의미

 

- 측정 : 양자역학적 시스템의 상태를 관찰하거나 측정하는 행위를 의미하며, 이는 시스템의 중첩 상태를 붕괴시키고 하나의 확실한 상태로 만듦

 

논쟁 및 해석

슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 가장 유명한 사고실험 중 하나이지만, 현실 세계에서 실제로 수행될 수는 없으며, 여러 가지 해석과 논쟁을 불러일으켰다.

 

- 죽은 고양이 해석 : 측정하기 전에도 고양이는 방사성 물질 붕괴 여부에 따라 살아있거나 죽은 상태 중 하나에 존재한다는 해석이다.

 

- 평행 우주 해석 : 측정 결과에 따라 고양이가 살아있는 평행 우주와 죽은 평행 우주가 동시에 존재한다는 해석이다.

 

- 정보 해석 : 측정 행위는 정보를 얻는 과정이며, 정보가 얻어지기 전까지는 고양이가 살아있거나 죽었다고 말할 수 없다는 해석이다.

 

영상

 

마무리

슈뢰딩거의 고양이는 단순한 사고실험 이상의 의미를 가지고 있다. 양자역학의 불확실성 원리와 측정의 역할을 이해하는 데 도움이 되는 중요한 도구이며, 현실과 인식의 본질에 대한 철학적 질문을 제기하기도 한다. 그리고 오늘날에도 여전히 많은 사람들에게 흥미로운 사고 실험으로 남아있으며, 양자역학의 신비로움과 복잡성을 보여주는 상징적인 존재라고 볼 수 있겠다.

 

 

 

고난 주간 : 예수가 지상에서 겪은 고난을 기념하는 한 주간

히포크라테스 선서 : 히포크라테스가 작성한 의료 윤리 선언문