양자역학을 부정한 아인슈타인이 구상해온 사고실험은 정확히 어떤 내용인가요?
고전역학을 바탕으로
우주의 진리를 설명하는
과학적 수식을 만들기 위해
아인슈타인은 평생 고뇌하고 연구했습니다.
모든 것을 아우르는 방정식을 만들기 위해서 말이죠
그의 상대성 원리로 인해
정체되어 있던 과학계는 고전역학의 정체에서 벗어나
폭풍처럼 발전을 하게 되었는데요
그런 와중에 갑자기 또 발현된 양자역학 으로 인해
아인슈타인은 양자역학을 부정하며
기나긴 싸움을 한것으로 아는데요
코펜하겐 학파의 불확정성의 원리를
논리적으로 타파하기 위해
이런저런 사고실험을 들고와서 그들에게 반박해보라 했다하는데
불확정성의 원리를 깨기위해
아인슈타인이 들고온 사고실험이 란것이 대체 어떤 내용입니까?
안녕하세요.
알베르트 아인슈타인은 양자역학의 초기 형성 과정에서 핵심적인 과학적 토론에 깊이 관여했으며, 특히 코펜하겐 학파의 확률적 해석과 불확정성 원리에 대해 심각한 의문을 제기했습니다. 아인슈타인은 "신은 주사위 놀이를 하지 않는다(God does not play dice)"라는 유명한 말로 그의 양자역학에 대한 불만을 표현했습니다. 그는 양자역학의 기본 원칙들이 우주의 근본적인 법칙들을 완전하고 정확하게 설명하지 못한다고 믿었습니다. 이러한 그의 견해는 여러 사고실험을 통해 구체화되었습니다.
아인슈타인의 가장 유명한 사고실험 중 하나는 1935년 보리스 포돌스키(Boris podolsky)와 네이선 로젠(Nathan Rosen)과 공동으로 발표한 EPR 패러독스 입니다. 이 사고실험은 양자역학의 완전성에 도전하며, 양자얽힘(quantum entanglement)과 측정에 대한 근본적인 질문을 제기합니다.
EPR 패러독스는 두 개의 입자가 상호작용 한 후에 서로 떨어진 거리에서도 그 상태가 즉시 서로에게 영향을 줄 수 있다는 양자얽힘의 개념을 이용합니다. 예를 들어보면, 두 입자 A와 B가 서로 상호작용하고 나서 각각 다른 방향으로 날아간다고 가정합니다. 양자역학에 따르면, 이 입자들은 측정되기 전까지는 특정 상태에 있지 않습니다. 그러나 입자 A의 위치를 측정하는 순간, 입자 B의 위치도 즉시 결정됩니다. 이 현상은 입자들 사이의 즉각적인 "비국소적(non-local)" 상호작용을 암시하는 것으로 보이며, 이는 상대성 이론이 주장하는 정보의 전달 속도가 고아속을 초과할 수 없다는 원칙과 모순됩니다.
아인슈타인은 이 패러독스를 통해 양자역학의 기술이 현상의 전체적이고 실재적인 물리적 상태를 제공하지 않는다고 주장하면서, 양자역학이 완전한 이론이 아니라는 점을 강조하려 했습니다. 그는 이런 종류의 "spooky action at a distance"가 실재할 수 없다고 믿었습니다.
EPR 패러독스는 이후 수십 년간 물리학자들에 의해 연구되었고, 1964년 존 벨(John Bell)의 벨의 불평등(Bell`s theorem)과 그 이후의 실험들을 통해 양자역학의 예측이 정확하다는 것이 입증되었습니다. 이 실험들은 양자얽힘과 즉각적인 상태 결정이 실제로 발생함을 보여주었으며, 아인슈타인의 지역적 실재론(local realism)에 대한 도전으로 여겨졌습니다.