『퀀텀스토리』 서평: 슈뢰딩거의 고양이를 통해 본 양자역학

 짐 배것의 『퀀텀스토리』는 양자역학의 복잡한 역사를 따라가는 지적인 여정입니다. 책의 대부분이 과학적 설명으로 이루어져 있어 특정 문구를 인용하기보다는, 이 책을 통해 다시 한번 생각하게 된 양자역학의 핵심 개념, '슈뢰딩거의 고양이'에 대한 제 이해를 바탕으로 글을 써보려 합니다.

슈뢰딩거의 고양이: 관측이 현실을 결정한다

양자역학의 기묘함을 가장 잘 보여주는 사고 실험이 바로 '슈뢰딩거의 고양이'입니다.

  1. 밀폐된 상자 안에 고양이 한 마리와, 방사성 원소가 붕괴될 때 독가스를 방출하는 장치를 함께 넣습니다.

  2. 이 원소는 1시간 안에 50%의 확률로 붕괴합니다.

  3. 1시간 뒤, 우리가 상자를 열어 '관측'하기 전까지 고양이는 살아있는 상태와 죽어있는 상태가 '중첩'되어 동시에 존재합니다.

즉, 고양이의 생사는 우리가 상자를 여는 '관측' 행위에 의해 비로소 하나로 결정된다는 것입니다. 이 기이한 현상을 설명하기 위해 양자역학에는 크게 두 가지 해석이 존재합니다.

코펜하겐 해석 vs. 다세계 해석

책에서도 소개되듯이, 이 '중첩' 상태를 두고 두 가지 주요 가설이 대립합니다.

  1. 코펜하겐 해석: 상자를 열어보기 전까지 고양이는 '살아있으면서 동시에 죽어있는' 중첩 상태로 존재하다가, 우리가 관측하는 순간 하나의 상태(살았거나 죽었거나)로 확정된다는 가설입니다.

  2. 다세계 해석 (다중우주론): 상자를 열기 전에는 '고양이가 살아있는 세계'와 '고양이가 죽어있는 세계'가 모두 존재합니다. 우리가 관측하는 순간, 우리는 둘 중 하나의 세계로 진입하게 된다는 가설입니다.

나의 선택: 모든 것은 선택의 결과다

저는 개인적으로 '다세계 해석'을 지지하고 싶습니다. 우리의 삶 또한 매 순간의 선택과 결정에 따라 무수히 많은 가능한 미래 중 하나로 나아간다고 믿기 때문입니다. 지금의 '나'와 '세상'은 과거의 수많은 선택이 쌓인 결과물인 셈입니다.

물론 눈에 보이지 않는 양자 세계의 원리가 우리가 사는 거시 세계에 그대로 적용될 수 있는지는 아직 미지수입니다. 하지만 『퀀텀스토리』는 이처럼 우주의 근본적인 질문에 대해 다시 한번 생각하게 만드는 좋은 계기가 되었습니다. 언젠가는 이 모든 궁금증이 풀릴 날이 오리라 기대합니다.

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