슈레딩거의 고양이가 무엇인지 궁금 합니다

Question

안녕하세요! 제가 슈레딩거의 고양이라는걸 들었는데 이게 무엇인가요? 고양이를 상자에넣고 고양이 상태를 알수 없다는게 말장난같은데 이게 과학과무슨 상관이 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

슈레딩거의 고양이는 양자역학에서 사용되는 개념으로, 슈레딩거라는 물리학자에 의해 제안되었습니다. 이 개념은 양자 상태의 특성을 이해하기 위해 사용됩니다.

슈레딩거의 고양이 실험은 상자 안에 고양이와 함께 방사성 물질이 있는 상상의 실험이라고 가정합니다. 이 실험에서는 방사성 물질의 붕괴에 따라 고양이의 생존 또는 사망 상태가 결정되는데, 양자역학의 원리에 따라 붕괴 이전에는 고양이가 생존과 사망 상태를 동시에 가지고 있다고 말합니다. 이는 양자 상태의 중첩 원리를 나타냅니다.

이 개념은 양자역학의 이론적인 측면을 설명하기 위해 사용되며, 실제로 고양이를 이용한 실험은 아닙니다. 슈레딩거의 고양이는 양자역학의 특성을 설명하고, 양자 상태의 관측과 측정이 어려운 현상을 이해하기 위해 사용되는 비유적인 개념입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김효진 과학전문가입니다.

슈레딩거는 오스트리아의 물리학자 이름입니다. 슈레딩거는 상자 안에 고양이와 독극물을 넣는 실험을 했습니다. 이 실험을 '슈레딩거의 고양이' 라고 합니다. 실험의 의의는 고양이가 죽는다는것을 누구나 생각할 수 있지만 실제 상자를 열어보기 전까지는 알 수 없다는 것입니다. '고양이의 죽음'이라는 사건의 결과는 관찰자에 달려있다는 것입니다. 이것이 양자역학의 근거입니다. 여기까지는 책이나 인터넷에서 찾아 볼 수 있는 내용입니다. 보수 정치인들의 스타일이지요. 아는 것은 없는데, 아는 척과 잘난 척은 하고 싶고 줏어들은, 이해하지 못하는 조각지식들을 나열하면서 횡설수설..''그래서 슈레딩거의 고양이가 뭐냐고?''...이 실험의 의의를 설명하겠습니다. 양자역학의 관점에서 본다면 상자의 뚜껑을 열기 전은 인간이 확인할 수 없는 미시세계, 뚜껑을 열어 고양이의 죽음을 확인하는 것은 인간이 증명할 수 있는 현재의거시세계입니다. 독극물의 양에 따라 고양이가 살 수도 있는 경우를 생각한다면 많은 실험을 거쳐서 고양이가 살 수 있는 유의미한 평균값을 도출할 수 있습니다. 이것이 통계역학적 관점입니다. 즉 양자역학은 개신교들의 주장처럼 주사위를 던져서 6이 나올 확률을 말하는 것이 아닙니다. 도박이 아니지요. 쉽게 설명하자면 제가 500원짜리 동전을 갖고 500이 있는 면을 아래로 향하게 손바닥 위에 놓고 전광훈 목사에게 질문을 합니다. 전광훈 목사는 500이라고 말할 것입니다. 결과는 모두 알지요. 동전 밑에는 뭐가 있을지는 초딩도 압니다. 하지만 뒤집어서 500이란 것을 확인하는 과정의 확률이 양자역학입니다. 보통 생각하는, 주사위를 던져서 2가 나올 확률처럼 일반적인 확률의 개념과 다릅니다. 정리하자면 슈레딩거의 고양이는 슈레딩거가 고양이를 이용한 실험으로서 상자의 뚜껑을 열기전을 양자의 세계 즉, 미시세계로 보고 뚜껑을 연후를 현실세계 즉,거시세계로 보며, 이 실험의 의미는 사건은 관찰자가 지배하고 사건에 영항을 끼친다는 양자역학의 근거이고 확장하여 통계역학으로 생각할 수 있고 철학적측면에서는 죽음과 삶, 즉 사후세계와 현실세계로 본다. 한편 워런버핏이 이런 말을 했습니다. 짐로저스와 조지소로스의 퀀텀펀드를 극찬하면서 퀀텀이라는 용어를 신봉하고 자신의 투자철학에 기인한다고..퀀텀이 양자라는 뜻입니다. 워런버핏이 세계 2위의 부자이기는 하지만 전문투자가들은 하수로 봅니다. 워런버핏이 실제 지식도 부족하고 한 종목에 몰빵한 후 주가가 오를 때까지 기다리는 묻지마 투자를 하기 때문입니다. 워런버핏도 자신을 알기에 요즘은 운으로 부자가 되었다고 자인합니다. 1년전쯤 평생 번 돈 한 달만에 반토막이 난 사건도 유명합니다. 평생 투자하면서 쪽박과 대박을 오가는 투자방식이 지적을 받고 실제 그래 왔습니다. 아무튼 워런버핏도 자신이 하수임을 알기 때문에, 그것도 문과를 나왔지만 아는 척을 하고 싶어서 퀀텀을 얘기하는데 참..워런버핏은 양자역학을 이렇게 얘기하더군요. 어떤 회사의 주식을 사려면 100억이 필요합니다. 주가가 1만원이라고 가정하면 100억이면 살 주식이 워런버핏이 사면서 오르기 때문에 1천억을 들여서 모든 주식을 삽니다. 그리고 샀다고 조중동에 돈을 써서 연일 광고합니다. 장미빛 청사진 기사와 방송을 돈을 들여 계속 합니다. 주가는 수년뒤 계속 상승하여 10조원의 가치가 됩니다. 조용히 팔고 튑니다. 이 상황에서 위런버핏은 관찰자인 자신이 주식을 사고 홍보를 하는 등 사건에 관여를 했기 때문에 양자역학의 실제라고 말을 합니다. 한 마디로 주가조작을 하는 것도 양자역학이라는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

슈뢰딩거의 고양이는 1935년에 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 보이기 위해서 고안한 사고 실험입니다.

우선 말이 상당히 어렵긴 한데, 이 어려운 말을 고양이에 빗대어 비판한 것입니다.

실험 내용은 사실 매우 간단합니다. 상자에는 고양이 한 마리와 청산가리가 든 유리병, 방사성물질 라듐, 방사능을 검출하는 가이거 계수기, 망치가 들어 있고 상자는 외부와 차단되어 있으며 밖에서 내부를 볼 수 없습니다. 라듐 핵이 붕괴하면 가이거계수기가 그걸 탐지하면 망치가 유리병을 내려쳐 깨게 돼 청산가리가 유출되고, 청산가리를 마신 고양이는 죽게 됩니다. 라듐이 붕괴할 확률은 1시간 뒤 50퍼센트인데, 1시간 뒤 고양이는 죽었을까 살았을까요? 이것이 슈뢰딩거의 고양이입니다.

다시 말해 '한시간 후에 절반의 확률로 상자 안의 고양이가 죽지만 당신은 그 상황을 전혀 볼 수 없다.'라는 것이죠.

이를 다시 슈뢰딩거가 불완전하다는 것을 보이기 위한 양자역학에 대입하면..

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"뿐입니다. 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 생각했고, 고양이는 반드시 살아있거나 죽은 상태여야 하기 때문에, 그 둘 사이의 어디쯤이 아닌, 원자 역시 붕괴했거나 붕괴하지 않았거나 둘 중 하나라는 것입니다.