양자역학이 던지는 궁극의 물음 (2/3)

양자역학이 던지는 궁극의 물음 (2/3)

<물질은 실재하지 않는다.>는 참말인가?

 

 

 

종래와는 다른 보아 상(像)

 

『실재란 무엇인가』에서 놀라운 것은 종래와는 다른 보아상이다.

현인이라고 불리면서도 이야기는 요령을 얻지 못하여 둔중하여 자신을 중심으로 하는 그룹을 구축하고 실재에 대해서는 불문으로 하는 해석을 강력하게 추진하는 것처럼 그려져 있다. 이것은 젊은 연구자를 중시하여 키운 덕이 높은 과학자로서 덴마크 시민으로부터 존경을 받고 있다고 한다. 다른 많은 책의 보아상과는 꽤 다르다.

실제로 보아는 코펜하겐해석을 당면하여 지키는 데에서 신중한 불가지론의 입장으로 갓 태어난 양자역학을 중요하게 키우고 싶었던 것은 아닐까, 노틀담대학의 돈 하워드 교수가 말하는 것처럼 불명한 부분을 추측으로 논하는 것이 아니라 잠시 불문으로 놓아두고 확실히 아는 관측 결과만을 논하고 있는 사이에 이윽고 객관적으로 전체상이 출현할 것이라고 기대한 것이 아닐까.

과학에서 문제에 당할 때 모르는 곤란한 일을 만나면 많은 과학자가하는 것처럼 그것은 불성실함과는 다를 것이다.

20세기 전반에 뷘을 중심으로 흥륭한 논리실증주의철학과 양자역학과의 쌍방향의 영향에 대해서 상세한 사실이 소개되고 있는 것은 흥미 깊다. 관측결과만이 실재라고 하는 코펜하겐해석은 지각 가능한 것만이 존재한다는 논리실증주의의 사고방식과 잘 합치하고 있다.

뷘의 논리실증주의자들과 코펜하겐의 물리학자들은 교류도 하고 있었다고 한다. 동시대여서 공통하는 사고방식을 써서 영향을 끼치고 있었던 듯하다. 과학은 철학을 비롯한 사상이나 시대의 추세와 항상 관계하고 있다.

보아는 다시 동양의 음양사상이나 미술의 입체주의에도 촉발되어 상보성의 사고방식에 이르렀던 것 같다. 물리학의 사고방식과 다른 사상과의 유사성을 간파하여 쓸모 있는 사상을 유연하게 취하여 물리학에 활력을 넣을 수 있는 사람이었다고 말할 수 있다.

 

 

아인슈타인의 선구성

 

아인슈타인도 항상 철학을 사고에 활용하고 있었다. 상대성이론 구축할 때 논리실증주의의 전신이라고 할 수 있는 에른스트 마하（Ernst Waldfried Josef Wenzel Mach、 1838년 2월 18일 - 1916년 2월 19일 오스트리아 물리학자）의 사상을 근거로 하였다.

그러나 그 후에 실재론적 입장으로 바꾸어 소위 양자역학의 철학적인 기반을 엄중히 묻고 실증주의적인 코펜하겐해석의 비판에 돌아온다. 두 번의 솔비회의에서 논쟁에 도전하고 또 1935년에 EPR논문을 발표하여 양자역학은 <비국소적인가 혹은 불완전이다.>라는 의론을 내놓은 것은 유명하다. 그는 양자역학의 배후에 무엇인가 실재적인 <숨겨진 변수>가 있다고 생각했다.

과학사에서는 보아와 아인슈타인의 의론에서는 보수적인 실재론에 고집하는 아인슈타인이 진보적인 보아에게 논박당하는 일이 많은 듯하나 실은 고전역학에 따르는 거시적인 관측자에 의거한 관측론에 고집한 보아 쪽이 아마도 보수적이고 아인슈타인이 행한 코펜하겐해석비판이야말로 봄, 에베레트, 베르를 비롯한 새로운 사고방식에 이어진 것처럼 생각된다.

1964년, 베르는 양자역학의 예측과 일치하는 듯한 예측을 하는 숨겨진 변수이론은 이미 비국소적이라는 것을 발견하고 가령 국소적인 숨겨진 변수이론이 존재한다면 그것이 채워야할 부등식을 밝혔다. 이에 따라 그 때까지 철학적 경향의 강했던 보아와 아인슈타인의 논쟁이 과학적으로 검증 가능한 것이 되었다.

그래서 마침내 2015년, 베르의 발견에서 반세기를 거쳐서 간신히 4개의 연구팀이 독립으로 정확한 검증 실험에 성공하였다. *베르의 부등식이 깨짐이 검증되었다. 아인슈타인의 국소적실재론은 반증된 것이었다.

 

===* 베르의 부등식=

1964년에 영국 물리학자 존 수튜아트 베르(John Stewart Bell, 1928년 6월 28일 - 1990년10월 1일, 아일랜드 출신 양자역학자)가 제창한 복수의 물리량의 관측치에 관한 부등식이다. 떨어져 있는 복수의 입자의 성질은 개별로 결정된다(국소실재성이 성립한다)고 가정하면 성립하는데 양자역학의 엔탕글르멘트(Entanglement/양자 얽힘)라 불리는 성질이 바르다면 성립하지 않는다.===

 

그러나 증명된 것은 비국소적인 상관이 존재한다는 것이라서 실재를 생각하지 않은 코펜하겐해석이 바르다는 것은 아닐 것이다. 비국소적인 상관을 가진 실재에는 가능성이 남아있다. 곧 관측에 의한 파동관수의 순시의 수축을 가져 들이지 않고서 끝나는 것 같은 양자역학의 해석의 가능성은 부정되지 않았다. 에베레트의 다세계해석 등 새로운 제안은 이 방향에 있다고 할 수 있다.

 

===*다세계해석(多世界解釋) — 에베레트의 다세계해석.- 프리스톤대학 학생이었던 휴 에베레트는 1957년에 양자역학의 새로운 해석을 제창하였다.

양자역학에서, 다세계 해석은 양자역학에서 나타나는 여러 역설적인 상황을 해결하기 위해 개발된 양자역학의 해석이다. 위키백과=====

일본어원문=量子力学が投げかける究極の問い──「物質は実在しない」は本当か？

출처=https://news.yahoo.co.jp/articles/23dbcffd379==