슈뢰딩거의 고양이는 물리학에서 어떤 부분을 의미하는 것인가요?

Question

자주는 아니더라도 가끔 들어보는 단어가

슈뢰딩거의 고양이인데

이는 물리학과는 어떤 관계가 있는 것인지 궁금합니다.

슈뢰딩거의 고양이는 물리학적인 어떤 법칙을 의미하나요?

Answer 1

안녕하세요.

슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 특이한 성질을 설명하기 위해 에르빈 슈뢰딩거가 1935년에 제안한 사고 실험입니다. 이 실험은 양자역학의 본성과 그 해석에 대한 문제를 독특하고도 직관적인 방식으로 표현한 것으로, 특히 양자중첩(quantum superposition)의 개념을 일반인들에게도 이해시키기 위한 목적으로 사용되었습니다.
사고 실험의 설정은 다음과 같습니다 :

한고양이가 밀폐된 상자 안에 있습니다. 이 상자 안에는 독가스를 방출할 수 있는 장치와 그 장치를 작동시킬 수 있는 방사성 원소가 함께 들어 있습니다. 방사성원소의 붕괴 여부에 따라 독가스가 방출될지 말지 결정되는데, 방사성 원소의 붕괴는 확률적인 양자 이벤트에 의해 결정됩니다. 양자역학에 따르면, 원소가 아직 관측되지 않았다면 그 원소는 붕괴된 상태와 붕괴되지 않은 상태가 중첩된 상태로 존재합니다. 따라서, 이 이론에 따르면 고양이 역시 죽은 상태와 살아 있는 상태가 동시에 중첩된 상태로 존재합니다.

슈뢰딩거는 이 사고 실험을 통해 양자역학의 중첩 원리가 거시적인 객체에 적용될 때 나타나는 비현실적으로 패러독스한 상황을 지적하고자 하였습니다. 즉, 고양이가 동시에 살아 있고 죽어 있을 수 있다는 것은 우리의 직관과 상식에 반한다는 것이 포인트입니다.
이 사고 실험은 양자역학이 어떻게 거시 세계와 연결될 수 있는지, 그리고 이론적 예측과 실제 관찰 사이의 괴리를 어떻게 이해해야 하는지에 대한 논의를 촉발시켰습니다. 이는 양자역학의 '코펜하겐 해석'과 같은 다양한 해석의 필요성을 보여 주며, 현재까지도 물리학에서 매우 중요한 논의 주제 중 하나로 남아 있습니다.