얽히고 설키고 Science, Quantum

EPR Paradox

제글에 대한 트랙백이군요....

Reality에 관해 생각을 좀 해봤습니다.

실제하는 것을 어떻게 인식해야하는가에 관한 문제죠. 러셀의 "철학이란 무엇인가"에서 나오는 책상에 관한 고찰도 이문제에 관한 입문 되겠지만... 생각을 하다보니, 실제라는 것을 어떻게 정의할 수 있는지 궁금하기도해서....

우리가 실제하리라고 생각하는 것들은 레오나르도 다빈치, 베이컨등의 실험주의에서 비롯되지 않았나봅니다. 우리의 경험이 쌓여서 나름대로의 법칙이되고, 사고의 중심을 이루는 것이지요. 달을 쳐다보고 달의 그림자에 따라 모양이 변하는 것을 관찰하고.... 만유인력의 법칙으로 계산해 보고... 또 달에 다녀와서... 모든 사람들(이러한 관찰의 정보를 공유한 사람들)은 달의 존재의 알게 됩니다. 달이 자신의 눈에 보이지 않아도 아.. 달이 존재하는구나, 몇일이 있으면 보름달이겠구나... 하는 물리적인 실제를 인식하고 예측합니다.

즉 물리적인 실제라는 것은 그 개체를 관찰하여 얻은 정보를 바탕으로 구성됩니다. 그것의 크기, 위치(상대적이건 절대적이건, 물론 적대적 위치라는 것이 존재한다면) 등의 정보를 바탕으로 말이지요.

아인슈타인은 그러한 객체의 정보를 바탕으로 하는 물리적인 실제라는 것은 영원 불멸한 것으로 생각했습니다. 그 유명한 상대론도 사실은 물리적 실제의 불변성에 바탕을 둔 것이라고 봐도 됩니다. 상대론은 다음에 얘기하고... 양자역학을 바라보는 아인슈타인을 생각해보죠.

양자역학을 기술하는 수학이 맞다면, 이러한 실제라는 관점에 모순이 생깁니다. EPR 파라독스는 그것을 기술하고 있는데요. 두개의 개체가 있다고 가정할 때 두개의 개체가 어떤 특수한 상호작용을 합니다. (물리학 용어로는 결맞음-coherence-라고 하는데요. 서로관에 관계를 맺는 상호작용이라고 생각하죠) 그런데 외부에서 아무런 간섭이 없이 이 두 개체가 그대로 공간적으로 아주 먼곳까지 이동을 한다고 생각해보죠.

그런데 두 개체는 과거에 서로 영향을 주었던 흔적이 나타납니다. 하지만, 표면에 기스나 난 구슬과 같은 것은 아닙니다. 어떻든 간에, 두개의 개체 중에 하나를 관찰해봅니다. 이것이 어떤 것인지... 그렇다면 이러한 관찰로 하나의 개체의 본성을 완전히 알아서 그 하나의 실제를 밝힐 수 있어야한다는게 아인슈타인의 생각입니다.

하지만 양자역학적인 표현은 그렇게 하나의 개체 본성을 알기위한 관찰을 하면, 아주 멀리 떨어져 있는 다른 개체의 본성도 결정이 되어 버리는 것입니다. 즉 두개가 아주 멀리 떨어져 있다고 하더라도 서로 얽혀 있는 것이지요. 적절한 예는 되지 않겠지만, 서로 안보이는 끈으로 연결되어 있는 것 처럼 말입니다.

위에 처음에 도입했던 말로 표현해보자면, 하나의 개체라는 것은 그 하나만을 관찰해서 실제여부를 알 수 없는 것입니다. 팔십년전에 생각한 것들인데 요즘 물리학에서 이슈가 되고 있습니다. 기술이 발전하면서 이러한 현상들을 아주 잘 볼 수 있기 때문입니다. 하지만 물체들이 어떻게 얽혀 있는지 얼마나 강하게 얽혀 있는지 어떤 것을 얽혀 있다고 봐야하는지 아직 정확히 알려진 바가 없습니다. 이상적인 경우는 간단히 알 수 있지만, 복잡한 경우는 잘 알려져 있지 않습니다.

이러한 얽혀있음은 실험적으로도 증명이 되었고, 현재는 이전에 알고 있던 많은 현상들이 이러한 얽혀 있음과 관련이 있다고 믿고 있습니다.

덧글

  • 강석한 2004/09/18 10:33 # 삭제 답글

    형... 나 석한이야.
    형이 내 전화번호 가르쳐 줬다길래...
    뭐 내용은 알거 같고..
    도대체 e-mail이나 게시판등 어디다 써야할지를 못찾아서..
    그냥 덧글로 쓰네...
    미국에 있을때 가끔씩 여기 돌아봤는데...
    여전히 일관적이네...ㅋㅋ

    그럼 수고해...
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