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    제 목 : 양자물리학에서의 코펜하겐 해석 문제    
  글쓴이 : 미선 날 짜 : 12-05-04 01:09 조회(5143)
   트랙백 주소 : http://freeview.org/bbs/tb.php/e003/55 
  FILE #1 : Nature_uncertainty_principle_SPIN.pdf (571.2K), Down:1, 2012-05-04 01:09:19
  FILE #2 : SCI1106_Quantum_on_Certainty.pdf (534.6K), Down:1, 2012-05-04 01:09:19




(지난 독해 모임 시간에 현대 과학(특히 양자물리학의 코펜하겐 해석)에 대한 언급이 나와서 이를 언급해두고자 한다.)
 
 
 
우선 구분할 것은 <양자역학>과 <코펜하겐 해석>의 구별이다..
<코펜하겐 해석>은 양자역학에 대한 해석들 중에 하나일 뿐이다..
이 해석은 종종 괴팅겐-코펜하겐 해석이라 부르기도 하는데
독일 괴팅겐의 하이젠베르크와 막스 보른, 그리고 덴마크 코펜하겐의 닐스 보어에 의해 형성되었다.
 
반면에 실재주의적 입장을 취했던 막스 플랑크, 아인슈타인, 폰 라우에, 슈뢰딩거 등은
코펜하겐 해석을 반대했었다. 그런데 사실 하이젠베르그의 불확정성의 원리와
슈뢰딩거의 파동방정식은 다른 관점에서 본 같은 얘기이기도 하다.
 
다만 코펜하겐 해석 진영은 측정 이전의 관찰은 무의미하기에
측정으로 인해 관찰되고 확증되는 실증주의적 입장이었다면
실재주의적 입장은 측정 이전에도 사물이 실재한 것으로 본다는 점에서
서로 다른 입장에 처해 있는 것이다. 슈뢰딩거는 이를 그 유명한
<고양이 패러독스 실험>을 통해 주장한 바 있다.
 
그러나 이후로 코펜하게 해석은 양자물리학의 주류를 이루었다.
그럼에도 불구하고 여전히 논란이 되고 있는 사항은
코펜하겐 해석의 주장이 너무나 극단적이라는 데 있는 것이다.
 
만일 양자역학이 코펜하겐 해석을 인정할 경우
그것은 일종의 관념적 성격을 띠는 점이 있다.
 
코펜하겐 해석은 다음을 가정함다. 파동함수는
양자 시스템에 대한 모든 정보를 완전하게 가지고 있기에
파동함수로부터 도출될 수 있는 것 이상의 정보는 없다고 보고 있다..
그렇기에 입자의 물리량을 측정 전에 말하는 것은 무의미하다는 것이다.
 
그런데 이런 결론은 양자 시스템의 실체를 부정하는 것으로 귀결된다..
실체란 그것이 어떻게 기술되든 그리고 그것을 관찰하든 말든 간에
어떤 식으로든 존재하고 있는 그 무엇이라고 볼 수 있음에도
양자역학의 코펜하겐 해석해서는 어떤사물이 측정 전에는 아무 속성도 정의될수도 없고
그래서 아무 속성도 가지고 있지 않다고 볼 뿐더러 결국은
그 사물이 측정 전에 <존재한다>라고 말하는 것 역시 무의미하다고 본 것이댜.
따지고 보면, 애초 그런 분석적 시도 자체부터가 불필요해지는 것이다.
 
양자물리학 전반을 통틀어 가장 골아픈 문제는 단연 <측정>에 관한 문제다.
코펜하겐 해석은 양자 시스템의 속성이 적어도 <측정 과정을 통해> 또는
<측정 행위를 통해> <생성된다>라고 주장한다. 쉽게 얘길하자면
우리의 의식에 외부의 측정 대상이 맺힐 때 외부에 있던 그 사물도
그제서야 비로소 생성되는 것으로 볼 수 있다는 얘기다.
 
양자역학의 코펜하겐 해석이 갖는 이런 성격 때문에 이를 극단적으로 해석할 경우
오늘날 일부 의식 연구가들이나 몇몇 뉴에이지 운동가들 혹은 일부 사이비 테라피트스들은 
마치 의식이 존재를 생성시킨다는 식으로 신비적 색채로 포장하여
이를 과학이 지지하는양 양자역학을 인용하는 자들도 있는데,
내가 볼 때 이는 양자물리학에 대한 무지의 소치일 뿐더러
그런 식의 인용과 발췌들은 거의 현대 과학에 대한 부당한 날조에 가깝다고 본다.
 
물론 본인의 입장은 코펜하겐 해석의 입장이 아니다. 사실 코펜하겐 해석의 결정적 난점 역시
<측정>에 있다.. 이 <측정 도구>를 양자물리학에서는 <고전적 시스템>이라고 하여
물리법칙이 적용되는 대상을 <양자 시스템>과 <고전적 시스템>으로 양분시키는데,
이런 구분을 가능하게 하는 그 어떤 기준도 없다는 데 코펜하겐 해석의 치명적 딜레마가 있는 것이다.
 
물리법칙은 존재하는 모든 사물에 대해 다 적용되어야 하는데
코펜하겐 해석이 양자역학을 <양자시스템>에만
적용되는 이론으로 한정한다는 건 실상 모순을 야기하는 것이다.
 
이점은 어떤 면에서 물리 과학 자체를 기형적으로 만드는 것이기 때문에
오늘날에는 지금 이 순간까지도 코펜하겐 해석은 많은 물리학자들의 공격을 받고 있는 것이다.
물론 이 얘긴 양자역학이 틀렸따는 얘기가 아니라
오히려 코펜하겐 해석은 양자역학을 너무 지나치게 비약시켜 버렸다고 본 것이다.
 
오늘날 양자역학은 양자역학에 대한 해석을 통해
물리학의 새로운 패러다임paradigm을 준비하고 있는데..
그 중 주목할 만한 건 데이비드 보옴David Bohm의 실재론적 해석작업 및
넬슨Nelson 등의 통계적Stochastic 양자역학을 꼽을 수 있겠다.
 
또한 어찌보면 황당스럽게 들릴 수도 있는 양자역학의 다세계(Many-World)해석 역시
최근 멀티버스(multi-verse)의 대중적 관심과 더불어 많은 인기를 얻고 있는 중에 있다.
양자역학의 다세계 해석에서는 파동함수가 붕괴되지 않으며 매순간 가능할 수 있는 
모든 일들이 실제로 일어나는 걸로 상정된다. 셀 수 없을 정도의 무수한 우주세계가 있는 셈이다.
 
어쨌든 아인슈타인은 딱부러진 절대값을 원했었다. 하지만 양자역학은 절대값이 아닌 확률값이었다.
또한 이것은 미시세계로 갈수록 그 오차가 커질뿐이지
여전히 어느 선까지는 측정 가능하고 결정적이라고 볼 수 있다..
그래서 고전역학도 거시세계에서만큼은 여전히 어느 수준에서는 통하는 점이 있는 것이다.
적어도 완전히 결정불가능 비결정적 비예측적이라는 얘기가 아닌 것이다.
 
오늘날 현대 철학은 현대 물리학의 성과를 올바르게 수용할 필요가 있으며,
현대 물리학은 현대 철학이 갖고 있는 방향성을 올바르게 고찰해 볼 필요가 있다.
특히 이론 물리학 진영은 내가 볼 땐 사변철학과 거의 차이가 나지 않을 정도로 사변적인 점이 있다.
거의 실험 검증이 불가능한 미개척 지점을 다룬다는 점에서
그리고 수리논리에 기반되고 있다는 점에서 큰 차이를 많이 못느끼기도 하다.
 
이때 물리학자들 역시 은연중에 암암리에 전제하고 있는 형이상학적 세계관 역시 살펴봐야 할 것이다.
잘못된 전제와 가정들이 지난 과학적 성과들이나 측정된 실험 결과들을
완전히 다르게 해석해버리기도 하기 때문이다.
추상 관념의 비판자라는 철학은 바로 그 지점에 도움을 줄 수 있을 걸로 본다.
 
그런데 오늘날 엄밀하게 말하면, <포스트구조주의자>들의 철학 이론들은
실상 현대 물리학자들에게는 대개 인정을 받진 못하는 철학 사조로 알고 있다.
 
이 진영에 속하는 몇몇 철학사상가들이 흔히 잘 써먹는 것들 중에는
하이젠베르크의 불확정성 원리와 상대성 이론 그리고 괴델의 불완전성 정리 같은 것들 등등..
이런 것들로 탈구조주의자들의 인식론적 상대주의 흐름을 정당화하는 데
이같은 현대 과학 진영의 성과들을 인용하는 이들도 꽤 있는 걸로 알고 있다.
 
예컨대, 이들 대부분이 얕은 물리학적 지식을 가지고 과학을 함부로 남용한다는 갈등이
한 때 앨런 소칼의 <지적 사기> 사건으로 드러난 적도 있었을 정도다.
물론 또 이에 대한 정치적 맥락까지 포함하여 복잡한 이바구를 하자면 길겠지만 말이다..ㅡㅡ;
암튼 소칼의 장난질 논문 사건이 그냥 나온 게 아닌 거라는 얘기다.

오늘날 현대 물리학의 성과들이 가장 잘 배여있는 철학사상을 정녕 꼽으라고 한다면
단연 '해체 혹은 포스트모던 이후의 철학' 또는 '21세기의 철학'이라는 화이트헤드의 철학이다.
이는 내 개인의 평가가 아닌 것이 유감일 정도다. 이미 현대 과학자들과의
비교 연구 글들 역시 나와 있긴 하다. http://freeview.org/bbs/tb.php/e006/54 참조.
 
키튼은 화이트헤드가 25세기 정도나 되어야 대중들에게 자연스러운 시각으로서
일반화될 수 있을 걸로 예상했을 정도다. 어쨌든 화이트헤드와 현대 물리학에 대해선
많은 흥미로운 점들이 있는데 이는 기회가 되면 다른 지면에 쓰도록 하겠다.
 
P.S - 첨부한 자료는 최근 [사이언스誌 2011, 네이처誌2012]에 올라온 자료로서
이공계에 계신 과학 교수님으로부터 메일로 받은 영문 페이퍼다.
내용의 골자는 양자역학의 코펜하겐 해석의 문제점을 논한 것이다.
 
아직 코펜하겐 해석이 주류일는지는 몰라도 현재 과학 진영에서의 그 추세는
코펜하겐 해석을 벗어나고 있다고 한다. 그리고 국내 연구글로는 다음의 글도 참조하길 바란다.
김재영, "양자역학의 코펜하겐 해석을 넘어서" http://www.kps.or.kr/~pht/10-1_2/010108.htm 참조.
 
 
 
 
 


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