아인슈타인은 양자역학을 끝까지 인정하지 않았다고 하는데 어떤 부분이 본인의 신념이나 이론과 달라서 이 양자역학을 인정하지 않았나요?
아인슈타인은 양자역학을 끝까지 인정하지 않았다고 하는데 어떤 부분이 본인의 신념이나 이론과 달라서 이 양자역학을 인정하지 않았나요?
6개의 답변이 있어요!안녕하세요. 박준희 과학전문가입니다.
시공간의 이동이 아무래도 과학적으로나 논리적으로 입증하기 어려웠던거죠. 또한 기존의 물리학 개념을 뒤집는 이론이 있어서일거 같기도 합니다.
감사합니다.
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
아인슈타인은 양자역학의 일부 측면을 인정하지 않았습니다. 그 중 하나는 양자역학의 확률적인 해석이었습니다. 양자역학은 물리적 시스템의 상태를 확률적으로 설명하는데, 이는 아인슈타인의 상대성 이론과는 대조적입니다. 아인슈타인은 자연 현상에 대한 결정론적인 설명을 선호했으며, 양자역학의 확률적 해석은 그의 이론과 다른 점이었습니다. 또한, 양자역학의 "규칙성"과 "인과성"에 대한 아인슈타인의 의문도 양자역학을 인정하지 않는 이유 중 하나였습니다
알버트 아인슈타인은 양자역학에 대해 일부 비판적인 입장을 취하였으며, 그의 이유 중 일부는 그의 물리학적 신념과 이론과 충돌하는 부분 때문일 수 있습니다. 그의 주요 관심사는 양자역학의 인과성 원리에 있었습니다.
아인슈타인은 양자역학에서의 "확률적"이고 "상호작용 없는" 성질을 인정하지 않았습니다. 그는 "실험자가 선택한 관측 결과에 의해 어떤 사건이 결정되는 것"을 받아들이지 않았습니다. 그의 유명한 말로는 "하나의 주사위 던지기로도 신이 게임을 하지 않는다"라는 것이 있습니다.
이와 관련하여 아인슈타인과 함께한 두 명의 과학자, 포도스키(Podolsky)와 로젠(Rosen)가 공동으로 쓴 "EPR 논문"에서는 양자역학의 일부 측면이 비현실적이라고 주장하였습니다. 이 논문에서는 양자 상태의 표현이 불완전하다는 주장과 양자 상호작용의 비지역성에 대한 문제를 제기했습니다. 이는 양자역학의 기본 개념에 도전하는 내용으로, "양자 비분리성" 또는 "양자 얽힘"에 대한 문제로 불리기도 합니다.
하지만 중요한 점은 아인슈타인의 비판은 양자역학 전체에 대한 거부가 아니었습니다. 그는 양자역학의 일부 측면을 수용하고 인정했으며, 실제로 양자역학의 발전에도 크게 기여한 과학자들 중 한 명이었습니다. 다만, 그의 물리학적 직관과 양자역학의 일부 개념과의 조화를 찾지 못한 점이 있었습니다. 이로 인해 양자역학의 해석과 의미에 대한 논쟁이 계속되었으며, 이러한 논쟁은 현재까지도 계속되고 있습니다.
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
양자역학은 입자나 시스템의 동작을 정확하게 예측하는 대신, 확률적인 결과를 제공합니다. 아인슈타인은 "신이 주사위를 던진다"라는 유명한 발언으로 이를 비판했습니다. 그는 자연 현상이 결정론적이고 완전한 원리에 따라 동작한다고 믿었습니다. 그리고, 아인슈타인은 양자 역학의 비교적 암묵적이고 통계적 접근 방식과 상충하는 상대성 이론과의 일관성 문제를 지적했습니다. 특수상대성 이론에서 속도가 근접할 때 시간과 공간의 변형을 설명하는 반면, 양자역학에서는 정반대로 작용합니다. 또한, 아인슈타인은 "스펴키클러스"라고 알려진 장치로서 행동하는 것처럼 보이는 양자 역학의 '거리 구속성' 개념에 의문을 제기했습니다. 거리 구속성은 한 입자가 다른 입자와 즉시 상호 작용할 수 있는 현상입니다. 하지만 이러한 개념은 상대성 이론에서 정보 전달 속도를 초월하는 것으로 간주되어 모순되는 것으로 여겨집니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
아인슈타인은 상대성 이론에서는 빛의 속도가 항상 일정하다는 것을 제시했습니다. 그러나 양자역학에서는 어떤 입자가 어떤 위치에 있는지와 어떤 속도로 움직이는지를 정확히 알 수 없다는 원리인 헤이젠버그 불확정성 원리가 존재합니다. 이는 아인슈타인의 상대성 이론과 모순됩니다.
또한, 아인슈타인은 양자역학에서는 입자의 상태가 관측자에 따라 달라진다는 것을 불만으로 여겼습니다. 이는 아인슈타인이 추구한 세계관에서는 상대적인 개념이 아닌 절대적인 개념이 우선되어야 한다는 것과 모순됩니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
무엇을 창조한 사람이 자신의 창조물을 혐오하게 되는 경우가 종종 있다. 아인슈타인이 바로 그런 예다. 그가 혐오했던 자신의 창조물은 양자역학이다. 양자역학은 빛이 파동이면서 동시에 입자, 즉 광자(光子 photon)라는 사실이 발견되면서 시작됐다. 1905년 아인슈타인은 광전효과를 설명하는 과정에서 광자의 존재를 이론적으로 처음 발견했다. 이는 드브로이의 파동-입자 이중성으로 이어지고, 결국 양자역학이 탄생한다. 하지만 아인슈타인은 양자역학이 마음에 들지 않았다. 양자역학에 따르면, 일어날 수 있는 모든 일은 동시에 중첩돼 존재한다. 그리고 이 모든 일은 측정에 따라 결정되는 확률로 일어난다. 아인슈타인은 세상 모든 일이 확률이 아니라 정확한 인과율에 의해 일어나야 한다고 믿었다.
아인슈타인은 이 믿음을 역사에 길이 남을 유명한 말로 표현했다. “신은 주사위 놀이를 하지 않는다.”
“빛은 파동이면서 동시에 입자”
이론 발견 해놓곤 스스로 부정
아인슈타인, 양자역학을 공격하다
1935년 5월 4일 뉴욕타임스에 다음과 같은 기사가 실린다. “아인슈타인, 양자역학을 공격하다.” 양자역학을 혐오했던 아인슈타인이 동료 2명과 함께 양자역학이 불완전하다는 것을 보이기 위한 역설을 제시한 것이다. 이른바 ‘아인슈타인-포돌스키-로젠’, 줄여서 ‘EPR 역설’이라고 불리는 이 역설은 우화적으로 설명하면 다음과 같다.
‘전자쌍 발생기’라는 장치가 있다. 이 장치 속에서 모종의 폭발이 일어나는데, 이후 양옆에 뚫린 구멍으로 전자가 각각 하나씩 발사된다. 전자는 마치 지구가 자전하듯 회전한다. 전문적으로 이것을 스핀이라고 부른다. 특히, 전자를 위에서 내려볼 때 반시계방향으로 회전하는 것을 ‘스핀 업’, 시계방향으로 회전하는 것을 ‘스핀 다운’이라고 부른다. 전자쌍 발생기에서 발사되는 두 전자의 스핀은 언제나 서로 정반대다. 다시 말해서, 하나가 스핀 업이면 다른 하나는 스핀 다운이다. 다만, 어떤 것이 스핀 업 혹은 다운인지는 알 수 없다. 양자역학에 따르면, 두 전자가 가질 수 있는 모든 상태, 즉 왼쪽과 오른쪽 전자가 각각 스핀 업과 다운인 상태와 그 정반대의 상태는 서로 동시에 중첩돼 존재한다. 전문적으로 이런 현상을 ‘양자얽힘’(quantum entanglement)이라고 부른다.
이제 발사된 두 전자가 계속 날아서 하나는 지구, 다른 하나는 달에 도착한다고 하자. 만약 지구의 관찰자 앨리스가 자신에게 도착한 전자의 스핀을 측정했더니 스핀 업이라면 달의 관찰자 밥은 측정하기도 전에 자신의 전자가 스핀 다운이라는 사실을 알 수 있다. 반대로 앨리스의 전자가 스핀 다운이라면 밥의 전자는 스핀 업이어야 한다. 사실, 이것은 이상하지 않다. 전자쌍 발생기에서 폭발이 일어날 때 이미 왼쪽과 오른쪽으로 발사되는 전자의 스핀이 결정됐고 앨리스와 밥은 그냥 그것을 나중에 측정하는 것에 불과할 수 있기 때문이다.
진짜 이상한 일은 지금부터다. 앞서 전자의 스핀을 업과 다운으로 구분했다. 하지만 전자의 스핀 방향은 위·아래뿐만 아니라 앞·뒤로도 구분할 수 있다. 우화적으로, 위아래로 구분되는 스핀을 빨간색과 파란색 공으로 비유하고, 앞뒤로 구분되는 스핀을 매끈하고 꺼끌꺼끌한 공으로 비유해 보자. 양자역학에 따르면, 전자쌍 발생기에서 발사되는 두 전자의 상태는 빨간색과 파란색 공의 중첩 상태이기도 하고, 매끈하고 꺼끌꺼끌한 공의 중첩 상태이기도 하다. 따라서 앨리스의 공이 빨간색이면 밥의 공은 파란색이어야 하고, 앨리스의 공이 매끈하면 밥의 공은 꺼끌꺼끌해야 한다. 좋다. 다만, 앨리스의 공이 빨간색이면 밥의 공은 파란색이지만 매끈하거나 꺼끌꺼끌할 수는 없다. 반대로, 앨리스의 공이 매끈하면 밥의 공은 꺼끌꺼끌하지만 빨간색이거나 파란색일 수는 없다.
그런데 앨리스는 자신의 의지에 따라 공의 색깔을 눈으로 확인할 수도 있고, 공의 거친 정도를 손으로 확인할 수도 있다. 잘 생각해 보면, 밥의 측정 결과(현실)는 결국 지구와 달 사이만큼 멀리 떨어져 있는 앨리스의 의지(생각)에 따라 결정되는 것이다. 아인슈타인이 생각하기에 이것은 말도 안 되는 것이었다.
