에어빈 슈뢰딩거는 아인슈타인에게 축하엽서를 보냈다
오스트리아의 물리학자 에어빈 슈뢰딩거Erwin Schridinger(1887~1961)는 EPR 논문을 읽은 즉시 아인슈타인에게 축하엽서를 보냈다.
그는 아인슈타인이 코펜하겐 합의를 평가절하 하는 일에 성공하기를 바라는 사람 중 하나였다.
그는 “선생이 독단적인 양자역학의 발목을 잡았습니다”라고 했다.
슈뢰딩거는 양자역학에 대해서 아인슈타인과 한 가지 문제에서 이견을 갖고 있었다.
그는 국지성의 개념이 성스러운 것이라고 보지 않았다.
그는 두 입자 사이에 존재하는 상관성을 설명하기 위해 얽힘entanglement이란 용어를 만들었다.
그는 상호작용을 한 두 입자의 양자 상태가 그 후에도 함께 설명되어야 한다고 주장했다.
한 입자에서의 변화는 현재 얼마나 멀리 떨어져 있는지 상관없이 즉각적으로 다른 입자에 반영되어야 한다고 주장했다.
슈뢰딩거는 “예측의 얽힘은 두 물체가 더 이전에는 진정한 의미에서 하나의 시스템을 구성하고 있다는 사실, 즉 상호작용을 통해 서로에게 흔적을 남겼다는 사실에서 생겨납니다. 두 개의 분리된 물체가 서로에게 영향을 미치는 상황에서 함께 존재하다가 분리된다면 제가 두 물체에 대한 지식의 얽힘이라고 부르는 것이 나타나게 됩니다”라고 했다.
아인슈타인과 슈뢰딩거는 국지성이나 분리성의 문제에 의존하지 않고 양자역학에 대해서 의문을 제기할 수 있는 다른 방법을 찾기 시작했다.
그들의 새로운 접근방법은 아원자 입자들을 포함하는 양자의 영역에서 일어나는 사건이 우리가 일상생활에서 보는 사물들을 포함하는 거시세계의 대상과 상호작용할 때 어떤 일이 일어나는지를 살펴보는 것이었다.
양자의 영역에서는 어느 순간에 전자와 같은 입자의 정확한 위치는 존재하지 않는다.
대신 파동함수라고 알려진 수학적 함수가 어떤 곳에서 입자를 발견할 확률을 표현해준다.
파동함수는 원자가 관찰될 때 붕괴되거나 혹은 붕괴되지 않을 확률과 같은 양자 상태를 표현해준다.
슈뢰딩거는 1925년에 전체 공간을 통해서 퍼지고 번지는 그런 파동을 표현하는 유명한 방정식을 정립했다.
그의 방정식은 입자가 관찰될 때 특정한 곳이나 상태에서 발견될 확률을 규정해주었다.
양자역학의 선구자들인 닐스 보어와 그의 동료들이 개발한 코펜하겐 해석에 따르면 그런 관찰이 이루어질 때까지는 입자의 위치나 실재는 그런 확률만으로 구성된다.
관찰자가 시스템을 측정하거나 관찰하게 되면 파동함수가 붕괴되어 하나의 분명한 위치나 상태가 나타나게 된다.
슈뢰딩거는 양자 영역의 불확정성이 큰 대상으로 구성된 가상적인 사고실험을 제안했다.
그리고 아인슈타인에게 알렸다.
11월에 발표된 글에서 슈뢰딩거는 자신의 논증을 생각하게 된 동기를 제공한 것이 아인슈타인과 EPR 논문이었음을 밝혔다.
그의 주장은 붕괴하는 원자핵에서 입자가 방출되는 시각이 실제로 관찰되기 전에는 정해지지 않는다는 양자역학의 핵심 개념에 관한 것이었다.
양자의 세계에서 원자핵은 관찰되기 전까지는 붕괴된 것과 붕괴되지 않은 것이 동시에 존재한다는 뜻에서 겹침의 상태에 있다가 관찰되는 순간에 파동함수가 붕괴되어 둘 중의 어느 하나가 된다.
미시적인 양자 영역에서는 그런 일을 상상할 수 있더라도 양자 영역과 우리의 관찰 가능한 일상세계의 경계를 생각하면 당혹스런 사례이다.
그래서 슈뢰딩거는 자신의 사고실험에서 두 상태를 모두 포함하는 겹침의 상태가 언제 실제로 존재하는 상태로 바뀌는지를 물었다.
1935년 아인슈타인이 양자역학을 평가절하 하기 위한 방법으로 제안했던 양자 얽힘은 오늘날 물리학의 기묘한 요수 중 하나가 되었다.
매년 그에 대한 증거들이 쌓여가면서 그에 대한 개중적인 관심도 늘어나고 있다.
예를 들면 2005년 말에 『뉴욕 타임스』는 데니스 오버바이가 쓴 「양자 속임수: 아인슈타인의 가장 이상한 이론의 시험」이란 설문조사 기사를 실었다.
그 기사에서 코넬 대학의 물리학자 N. 데이비드 머민은 그것을 “우리가 가지고 있는 것 중에서 가장 마술에 가까운 것”으로 불렀다.
그리고 2006년에는 『뉴 사이언티스트』가 다음과 같이 시작되는 “칩에서 아인슈타인의 ‘장거리 유령작용’ 확인”이라는 기사를 실었다.
“간단한 반도체 칩을 이용해 양자 컴퓨터를 실현시키기 위한 결정적인 단계인 얽힌 광자쌍을 만들었다. 아인슈타인에 의해 장거리 유령작용“이라 불리는 유명한 얽힘은 광자와 같은 두 입자가 멀리 떨어져 있어도 하나인 것처럼 행동하는 양자 입자에서 나타나는 신비로운 현상이다.”