슈뢰딩거의 고양이 사고실험이 어떤 목적으로 제안되었는지 궁금합니다.

Question

안녕하세요.슈뢰딩거의 고양이 사고실험이 어떤 주장을 타파하기위해서 제안된 사고실험인지 궁금합니다. 답변 부탁드릡니다.

탈퇴한 사용자 · Accepted Answer

안녕하세요. 박형진 과학전문가입니다.양자역학에 의하면 A에 있을 확률이 50퍼센트이고 B에 있을 확률이 50퍼센트인 전자가 존재할 수 있습니다.이 사실을 바탕으로, 전자가 A에 있으면 고양이가 있는 박스에 독가스가 나오고 B에 있으면 나오지 않는 기계를 만들어봅시다.그러면 박스 안에 있는 고양이는 50퍼센트 확률로 살고 죽겠죠? 이게 슈뢰딩거의 고양이라는 사고실험의 내용입니다.감사합니다.

류경범 전문가 · Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.슈뢰딩거의 고양이는 1935년에 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보여주기 위해 고안한 사고 실험입니다.사실 실험 내용은 간단합니다. 상자에 고양이 한 마리와 청산가리가 든 유리병, 방사성물질인 라듐, 방사능을 검출하는 가이거 계수기 그리고 망치가 있고 상자는 외부와 차단되어 있으며 밖에서 내부를 볼 수 없습니다. 라듐 핵이 붕괴하면 가이거계수기가 그걸 탐지하면 망치가 유리병을 내려쳐 깨게 돼 청산가리가 유출됩니다. 청산가리를 마신 고양이는 죽게 됩니다. 라듐이 붕괴할 확률은 1시간 뒤 50퍼센트인데, 1시간 뒤 고양이는 죽었을까요 살았을까요? 이것이 슈뢰딩거의 고양이입니다.다시 말해 '한시간 후에 절반의 확률로 상자 안 고양이가 죽겠지만 그 상황을 전혀 볼 수 없다.'는 것이죠.이를 다시 슈뢰딩거가 불완전하다는 것을 보이기 위한 양자역학에 그대로 대입해보면..양자역학에 따르면 관측하지 않은 핵은 '붕괴한 핵'과 '붕괴하지 않은 핵'의 중첩으로 설명되지만 한 시간 후 상자를 열었을 때 관측자가 볼 수 있는 것은 '붕괴한 핵', 즉 죽은 고양이 또는 '붕괴하지 않은 핵' 즉 '죽지 않은 고양이'입니다. 그럼 언제 이 계의 중첩 상태가 끝나고 하나의 상태로 고정되는가는 일반적인 믿음과는 달리, 슈뢰딩거는 '죽기도 하고 살기도 한 고양이'가 진짜로 존재한다고 주장했던 것은 아니라는 것입니다. 오히려 그는 양자역학은 불완전하며 현실적이지 않다고 생각했으며, 고양이는 반드시 살아있거나 죽은 상태여야 하기 때문에, 그 둘 사이의 어디쯤이 아니라, 원자 역시 붕괴했거나 붕괴하지 않았거나 둘 중 하나라는 것입니다.사실 물리학이다 보니 말이 상당히 어렵긴 한데..이 어려운 말을 고양이에 빗대어 비판한 것입니다.

느긋한칼새269 · Answer

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.슈뢰딩거의 고양이 사고실험은 양자역학과 관련된 개념적인 실험적 상상입니다. 이 실험은 오스트리아의 물리학자 에르윈 슈뢰딩거에 의해 1935년에 제안되었습니다.슈뢰딩거의 고양이 사고실험은 양자역학의 특성인 "중첩 상태"와 "측정에 의한 붕괴"라는 개념을 이해하기 위한 철학적인 목적으로 제안되었습니다. 이 실험에서는 밀폐된 상자 안에 고양이와 함께 방사능 물질을 포함한 시스템을 상상합니다. 이 방사능 물질은 양자역학적인 특성을 가지며, 방사능 붕괴에 따라 고양이의 생사가 결정됩니다.

김경태 전문가 · Answer

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.슈뢰딩거의 고양이 사고실험은 양자역학에서 존재의 부정확성 개념을 이해하기 위해 제안되었습니다. 이 실험에서는 밀폐된 상자 안에 고양이를 넣고, 방사성 원자가 붕괴되어 방출되는 입자에 의해 고양이가 살았는지 죽었는지 결정되는 상황을 가정합니다.양자역학에서는 물체의 위치, 운동 에너지 등의 물리량을 정확하게 측정할 수 없다는 원리가 있습니다. 이러한 불확정성 원리는 매우 작은 입자들의 운동을 설명하는 데 사용되며, 이것이 대규모 물체에 대한 적용 가능성과 함께, 물리학의 근본적인 원리 중 하나가 되었습니다.슈뢰딩거의 고양이 사고실험은 이 불확정성 원리를 이해하기 위한 개념적인 실험으로, 측정의 한계에 대한 직관적인 이해를 돕기 위해 제안되었습니다. 이 실험은 실험 주체의 행동이나 측정 방법에 따라 결과가 달라지는 양자역학의 불확정성 원리를 이해하는 데 큰 역할을 하였습니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrodinger, 1887~1961)가 양자역학의 불완전을 증명하기 위해 고안한 사고 실험이다. 철로 만든 상자 안에 고양이를 가두고 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병을 넣는다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 내에 붕괴될 확률은 50%이며 한 개라도 붕괴하면 망치가 떨어져 유리병을 깨뜨리고 독가스가 방출되어 고양이가 죽는다. 그렇다면 한 시간 후 고양이는 죽어 있을까 살아 있을까? 상자 속을 확인하기 전까지는 고양이가 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 결합되어 있다. 슈뢰딩거는 죽었으면서 동시에 살아 있는 고양이는 존재하지 않는다는 것에서 양자역학이 불완전하고 현실적이지 않다고 봤다. 즉, 고양이는 살아 있거나 죽은 상태여야 하며, 양성자도 붕괴했거나 그렇지 않았거나 둘 중 하나의 상태라는 것이다.

생물·생명

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슈뢰딩거의 고양이 사고실험이 어떤 목적으로 제안되었는지 궁금합니다.