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아인슈타인은 왜 양자역학에 반대했을까?

본문

2017.02.22 20:35:00 

 

아인슈타인은 왜 양자역학에 반대했을까?

07.02.05 10:17 - 오마이뉴스

http://www.ohmynews.com/NWS_Web/view/at_pg.aspx?cntn_cd=A0000390399 

 

양자역학의 세계에는 결정론과 인과율이 적용되지 않는다.

 

1. 시공간의 왜곡으로 빛은 직진하지 않고 구부러진다.

 

2. 불확정성의 원리에 의하면? 입자의 위치와 운동량을 

   동시에 정확하게 측정하는 것은 근본적으로 불가능하다.

 

3. 이 양자역학이 현대과학에 기여한 바는 엄청나다.

   레이저, 광통신을 비롯해서 컴퓨터, 반도체, 휴대폰 등은 모두 

   양자역학의 산물이다. 우리가 사용하는 거의 모든 전자제품은 

   양자역학을 기반으로 만들어진 것이다.

 

4. 아인슈타인은 양자역학이 가지고 있는

   우연과 불확정성, 확률의 개념을 싫어했다.

 

5. 입자의 성질과 파동의 성질을 모두 가지고 있는 빛.

   바로 이 빛의 수수께끼를 연구해온 역사는?

   양자역학의 역사나 마찬가지다!

 

6. '이중 슬릿' 실험을 통해서 빛이 간섭무늬를 만든다는 사실을 밝혀냈다. 

    간섭은 파동에만 있는 현상으로 입자에서는 결코 볼 수 없다.

 

7. 전자기학 이론을 만든 영국의 맥스웰은 전자기파의 속도가 

   빛의 속도와 같다는 것을 밝혀냈다. 거기에다 

   빛과 전자파는 모든 면에서 성질이 일치했다. 

   맥스웰에 의하면 빛은 전자파다. 빛은 전기와 자기가 

   서로 번갈아 발생하면서 전해지는 파동이라는 것이다.

 

8. 아인슈타인은 광전효과를 조사하면서?

   빛은 입자의 성질도 함께 가지고 있다는 사실을 밝혔다. 

   아인슈타인은 이 빛 입자를 '광양자' 후에는 '광자'라고 불렀다. 

   이제 빛은 입자이면서 동시에 파동이다. 

   어떻게 이럴 수 있을까? 

   이 문제에 도전한 사람들이 바로 양자역학자들이다.

 

양자역학에서는 확실성 대신에 불확정성이, 

인과율 대신에 확률이 적용된다.

 

그리고 객관적인 세계가 아니라, 

관측 여부에 따라서 달라지는 물질이 존재한다.

.........................

 

2017.02.28 08:03:15

아인슈타인은 광전효과이론을 통해서 양자역학의 토대를 마련하였다.

하지만 아니러니 하게도 아인슈타인은 양자역학을 매우 싫어했고 

죽을 때까지 양자역학을 의심했다.

 

현대 물리학의 두 축은 상대성이론과 양자역학이다. 

이 두 개의 이론은 모두 아인슈타인으로부터 시작되었다.

 

물리적인 실체가 존재한다. 믿었던 아인슈타인에게 

우연, 불확정성, 확률의 개념이 말이 되지 않았다.

 

양자역학은 우연을 인정한다. 

절대적 결정론을 믿었던 아인슈타인에게

확률적 결정론은 인정이 어려웠을 것이다.


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나는 왜 자꾸 우연이 필연 같을까?

우연을 가장한 필연.

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댓글 1개

양자역학의 세계에는 결정론과 인과율이 적용되지 않는다.
양자역학에서는 확실성 대신에 불확정성이,
인과율 대신에 확률이 적용된다.
확률적 결정론은 인정이 어려웠을 것이다.

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https://ko.wikipedia.org/wiki/결정론

결정론은 과거의 원인이 미래의 결과가 되며, 이 세상의 모든 사건은
이미 정해진 곳에서 정해진 때에 이루어지게 되어 있었다는 이론이다.
결정론에 따르면 우주에서 일어나는 모든 사건과 운동은 이미
그 전부터 결정되어 있으며, 어떤 법칙에 따라 합리적으로 움직인다.

http://study.zum.com/book/12172
모든 일이 자연법칙과 인과관계에 의해 결정되어 있다고 보며,
사람의 운명 또한 미리 정해져 있다고 보는 이론.
모든 사건은 인과율에 따라 발생한다고 보는 이론이다.

비결정론(자유 의지론)
모든 것이 필연이 아니라 우연(자유 의지)에 의해
발생한다고 보는 이론이다.

인과율

모든 일은 원인에서 발생한 결과이며,
원인이 없이는 아무 것도 생기지 않는다는 법칙이다.

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물리학자와 신의 존재에 대한 믿음
https://www.sciencetimes.co.kr/?news=물리학자와-신의-존재에-대한-믿음

우리는 어디에서 왔고, 어디로 가는가?

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신은 주사위 놀이를 한다?
https://www.sciencetimes.co.kr/?news=신은-주사위-놀이를-한다

“어쨌든, 신은 주사위 놀이를 하지 않는다고 확신한다.”

1926년 아인슈타인이 친구인 막스 보른에게 보낸 편지 중의 한 구절.

막스 보른에게 보낸 편지에서 아인슈타인이 지칭한 ‘신’은
전지전능한 종교적 인격체이라기보다는
우주의 절대적인 법칙 같은 것이었다.

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광속보다 빨리 상호 작용하는 전자 측정돼
https://www.sciencetimes.co.kr/?news=신은-주사위-놀이를-한다

그런데 최근 아인슈타인의 그 같은 세계관에 대해 거의 완벽한
반박을 제공하는 실험 결과가 발표됐다. 네덜란드 델프트공과대학의
물리학자 로날드 한슨(Ronald Hanson) 연구팀은 멀리 떨어진
두 개의 개체가 광속보다 더 빠른 속도로 서로의 상태에 영향을
미친다는 실험 결과를 내놓은 것이다. 이 연구결과는 지난달
21일 ‘네이처’ 지의 온라인판으로 소개됐다.

과거에 서로 상호작용했던 두 입자는 아무리 멀리 떨어져 있어도
즉각적으로 서로의 상태에 영향을 미친다는 양자역학적 현상을
‘양자 얽힘(quantum entanglement)’이라 한다.

예를 들면 지구에 있는 한 입자의 위치나 운동량, 스핀 같은
특성이 바뀌는 순간 서로 상호작용을 한 적이 있는
안드로메다 은하의 입자도 해당 특성이 마치
텔레파시라도 하듯이 즉시 바뀌게 된다는 것이다.

하지만 아인슈타인은 양자 얽힘 현상을 인정하지 않았으며,
대신에 ‘국소적 실재론’을 주장했다.

국소적 실재론이란 접촉 없이는
한 존재가 다른 존재에 영향을 미칠 수 없으며,
그 영향은 빛의 속도보다 더 빨리 전달될 수 없다는 이론이다.

이를 검증하기 위해 델프트공대 연구팀은 두 개의 서로 다른
다이아몬드 결정 내부에 포획된 두 개의 전자들을 얽히게
만든 뒤, 1.3㎞ 떨어진 거리에 두 개의 다이아몬드를 배치시켰다.
그 후 각각의 다이아몬드 전자에 자기적 속성인 스핀을 갖도록
한 다음 그 전자들의 방향을 측정했다.

그 결과 전자들은 개별적으로
불규칙적인 특성을 나타내는 것처럼 보였으나 실제로는
매우 잘 일치해 양자 얽힘 현상이 존재한다는 사실이 확인됐다.

더구나 1.3㎞나 떨어져 있는 전자들 간의 얽힘 현상이
빛의 속도보다 빠른 시간 내에 측정된다는 사실이 밝혀짐으로써
아인슈타인의 국소적 실재론을 무색하게 만든 것.

21세기에 해결해야 할 10대 미스터리

사실 서로 멀리 떨어진 전자가 빛보다 빠른 속도로 상호작용을
하는 것은 양자 얽힘에 의한 상관관계이지
통신이나 정보 전달의 개념은 아니다.
따라서 상대성이론에 위배되지는 않는다.

그러나 양자 얽힘을 통해 양자역학적인 정보를 보내는
양자 전송의 경우에도 빛보다 빠를 수 없다는 게 기존 학계의 논리다.

따라서 이번 연구 결과는 신이 주사위 놀이를 하거나 아니면
전자 스핀이 광속보다 더 빨리 서로 대화할 수 있음을 증명했다.
만약 전자들이 가리킬 방향과 측정을 예측할 수 있다면,
이는 이제까지 전혀 실재하지 않았던 통신을 의미할 수도 있다.

연구진은 자신들의 실험 결과에 대해 ‘빛보다 더 빠른 것이 없다’고
주장한 아인슈타인의 세계관에 대해 가장 강력한 반박을 제공하는
결과라고 평가했다. 또한 뉴욕타임스는 이 실험 결과가
현 기술 수준을 뛰어넘어 강력한 보안이 가능한
‘양자 인터넷’의 상용화를 위한 진일보라는 평을 내놓았다.

그동안 많은 연구자들에 의해 국소적 실재론이 틀렸으며,
양자 얽힘이 실제로 존재한다는 사실이 증명됐다. 또한 최근까지
양자 얽힘 현상을 설명할 수 있는 다양한 실험들이 진행되고 있다.

인류가 21세기에 해결해야 할 ‘10가지 과학적 미스터리’를
선정했을 때 첫 번째 항목으로 ‘양자 얽힘’ 현상이 꼽히기도 했다.

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신은 주사위 놀이를 하지 않는다 - 신승건의 서재
https://shinseungkeon.com/2016/06/25/신은-주사위-놀이를-하지-않는다/

우리가 우연이라고 생각했던 일들,
운이라고 생각했던 일들을 과학으로 설명할 수 있다.
놀라운 우연의 일치도 실상을 따지고 보면 원래 일어날 만한 일들이다.

여기서 함께 생각해 보고 싶은 것은,
같은 현상이라도 이를 우연으로 여기는 것과
설명 가능한 것으로 여기는 것은 관점의 차이를 불러온다는 점이다.

우연은 우리의 노력으로 바꿀 수 없지만
설명 가능한 것은 노력으로 바꿀 수 있다.

관점의 차이는 삶의 자세에 변화를 불러온다.
우리가 마주하는 드문 현상들에 우연이란 꼬리표를 붙여서
그럴듯한 의미를 부여하기보다는 확률의 속성을 이해하고
실상을 직시하는 것이 필요한 이유이다.
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