양자역학에 임하는 태도

“이전에 한 번도 들어보지 못한 내용을 깨닫는 것은 불가능하다. 깨닫거나 안다는 것은 새로운 지식이 내가 알고 있는 지식과 큰 모순 없이 연결고리가 생겼을 때 일어난다고 볼 수 있다. 이때 우리는 그 사실을 이해했다고 말한다. 이해한다는 것이 내가 가진 경험적 지식과 새로운 지식이 모순없이 관계를 맺는 것이라면, 애초에 그런 관계를 맺는 것이 불가능한 양자역학을 이해하려고 노력할 필요가 없다.”


양자역학의 기본 전제

“자연의 기술은 크게 두 부분으로 구성되어 있는데, 하나는 자연 법칙에 따라 계가 진행하는 것이고 다른 하나는 결과를 얻기 위해 계를 관측하는 것이다. 결과를 알기 위해 관측을 해야 한다는 말은 아무리 생각해봐도 이상하다. 실험 결과를 직접적으로 알려주는 이론이라면 관측을 따로 떼어내서 이야기할 필요가 없다. 답은 약자역학이 계의 ‘상태’를 기술하는 이론이기 때문이다. ‘양자역학은 상태의 기술에 있어서는 결정론적이지만, 위치나 속도와 같은 물리량을 기술하는 데 있어 비결정론적이다.’


상태는 관측 결과를 확률적으로 예측할 수 있게 해준다. 양자역학적 확률은 고전통계학에서 나오는 확률과 근본적인 차이가 있다. 고전통계학의 확률은 우리의 주관적 무지에서 비롯된다. 하지만 양자역학의 확률은 우리가 결과를 예측하는 것이 원리적으로 불가능하다는 전제에서 나온다. 심지어 관측이라는 행위를 통해 이미 일어난 과거를 바꾸는 것조차 가능하다. 양자 지우개라 불리는 현상이다. 객관적 무지에서 비롯된 것이다.”<김상욱의 과학공부>(동아시아, 2016)


“고전역학에서는 대상의 상태를 위치와 속도로 규정했는데, 위치와 속도는 개념도 명확하고 실제로 측정하는 물리량에 해당한다. 하지만 양자역학에서 상태는 이른바 ‘상태함수’라는 것으로 규정하는데, 이는 우리가 측정하는 물리량과 직접 관련이 없다. 그러므로 우리가 실제로 물리량을 잴 때 그것의 상태함수와 어떤 관련이 있는지 맺어주어야 한다. 상태와 물리량, 곧 이론 체계와 감각기관을 통해 실제 세계를 연결하는 해석이라는 문제가 제기된다. 상태함수는 그 대상의 여러 가지 가능한 상태를 기술한다. 이른바 고유상태들이 포개져 있는 결합으로 표현된다. 그런데 측정하면 계는 가능한 고유상태 중에서 측정된 고유값에 해당하는 하나의 특정한 상태로 바뀐다. 이를 상태(함수)의 환원 또는 붕괴라고 부릅니다. 이 중에서 어떤 고유상태로 바뀌는지는 명확하게 말할 수 없고, 다만 각 고유상태로 바뀔 확률만 얘기할 수 있다. 이것이 양자역학의 기본 전제다.”<최무영 교수의 물리학 강의>(책갈피, 2019)


양자역학이 재미있는 이유

“독자가 추상적인 압축적인 글을 읽으며 풀어내어 원래대로 되돌리는 해석 행위는 창조의 과정이다. 여기에는 압축을 푸는 독자 생각과 느낌이 들어갈 수 있다. 이 때문에 글의 상실된 부분이 있는 추상적 표현은 오히려 독자에게 창조의 보금자리가 된다.”

 

 



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syo 2019-02-09 21:39   좋아요 2 | 댓글달기 | URL
드디어 개정판이 등판하였군요!! 축하(?)드립니다. ㅎㅎㅎㅎㅎ 사랑하시잖아요.

북다이제스터 2019-02-10 13:04   좋아요 2 | URL
네, 구판은 560페이지인데 개정판은 700페이지가 넘는다고 합니다. 특히,
확률과 정보 가 추가되었는데, 그 내용이
확률 | 베이스추론 | 정보 | 객관적 관점과 주관적 관점 | 양자정보 | 정보와 동역학 등이라고 하니 많이 기대됩니다. ㅎㅎ

겨울호랑이 2019-02-10 09:51   좋아요 1 | 댓글달기 | URL
syo님과 마찬가지로 저 역식 북다이제스터님의 추천으로 최무영 교수의 <물리학 강의>를 읽은 기억이 나네요. ^^:)

북다이제스터 2019-02-10 13:05   좋아요 1 | URL
기억해 주셔서 감사합니다. ^^