어제도 열띤 세미나였다. 양자역학의 측정과 얽힘문제에서부터 스피노자는 결정론자인가? 자유의지가 있는가? 모로샘의 진짜(?)욕망, 들뢰즈수업에 들었다던 과거의 나와 현재의 나의 상관관계등등. 정말이지 어제의 우리수업은 수업전(측정전)에는 생각도 못했던 주제들을 쏟아져나와서 양자 역학다운 양자 역학 세미나였다.

전자는 입자이면서 파동이다. 이중슬릿 실험에서 보여주듯이 측정하지않으면 전자는 파동성을 갖고 측정을 하게되면 입자성을 갖는다. 전자는 중첩상태에 있다. 이 해석은 보어가 이끄는 물리학자들이 내놓은 주장이다. 이를 코펜하겐의 해석이라한다. 이를 수학적으로 하이젠베르크는 행렬 역학으로 슈뢰딩거는 파동함수로 양자 역학을 표현했다. 두가지 방식은 답은 같지만, 전자의 본질에 대한 입장이 전혀 달랐다.

하이젠베르크는 전자의 위치나 운동량은 불확정성의 원리에 의해 정확히 파악할 수 없다라고 주장했다. 전자의 위치를 정확히 알기 위해 짧은 파장의 빛을 사용하면 전자가 받는 충격이 커서 전자의 운동량을 변화시킨다. 결국 '원리적으로' 전자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 알 수 없다. 그래서 전자가 방출하는 빛에너지만 가지고 전자의 운동을 파악해야했다. 이런 불연속성을 내포한 행렬역학을 제시했다. 하이젠부르크는 기본적으로 전자는 입자라는 입장이다..

하지만 코펜하겐 해석의 중심이였던 보어는 전자의 입자성과 파동성을 동등한 위치에서 설명한다. 서로 공존할 수 없는 2개의 배타적인 특성이 상보적으로 공존 할 수 있다며 전자의 입자성과 파동성을 상보적 관계로써 설명한다. 입자에 대한 실험을 하면 입자를 보게되고 파동에 대한 실험을 하면 파동을 보게된다. 무엇을 물어보느냐에 따라서 전자의 실재가 달라진다는 것이다. 이런 해석은 다소 철학적이지만 사실 우린 이런거에 더 관심이 많았다. 보어는 분명 동양사상을 공부했을꺼라는 추측과 함께^^ 동양의 음양의 대대관계도 상보적 관계라 할 수 있다.

그리고 또 하나 우리가 주목했던 양자 역학적 성질인 '얽힘' 관계이다. 상자 속에 검은 공과 흰 공이 있다. 공을 하나 꺼내서 지구로 부터 4광년 떨어진 센타우리우스 알파별에가서 꺼내 공이 검은 공임을 확인한다. 그러면 지구에 있는 공은 자연스럽게 확인하지않아도 흰공이 된다. 이러한 관계가 '얽힘' 관계이다. 하지만, 4광년 떨어진 별에서 확인한 공 색이 지구에 정보가 전달되려면? 빛보다 빠르게 전달되어야한다. 아니면 4광년동안 지구 공의 색은 검은 공일수도 흰공일수도 있는 아이러니한 상황이 벌어진다. 상대성 이론에 의하면 국소성을 가진 두 물체간에 빛보다 빠른 영향의 전달이 불가능하다했지만 원자의 세계에서는 비국소적 관계가 성립가능하다.

우린 이런 양자 역학적 특징을 바탕으로 현재의 문제를 다시 사유해봤다. 사실, 그렇게 작정한건 아니지만 세미나의 유연성 아닐까? 대화중에 들뢰즈수업시간에 배웠다던 현재의 나와 과거의 나. 현재에서 과거를 재구성하면 과거의 내가 달라질 수 있다고 했다(무사왈, 들뢰즈아니고 베르그손^^;;). 현재 어떻게 측정하느냐에 따라서 즉, 내가 어떤 실재인가에 따라서 과거의 실재도 다시 재구성될 수 있지않을까? 이런 재구성이라면 빛보다 빠르게 영향을 주는 비국소적 얽힘관계이지않을까 싶었다.

사실 우리가 배우고 있는 양자역학의 대상은 주로 수소원자. 전자가 1개인 원자이다. 즉, 미시세계에서 일어나는 일이다. 우리가 사는 거시세계로 이 특징이 이어지려면 결어긋남이 없어야한다. 그래서 양자 역학적 성질이 거시세계에도 바로 일어난다고는 보기는 힘들다. 아직도 여러 물리학자들이 원자의 크기를 늘려가면 실험은 하는 중인 듯하다. 하지만 양자 역학적 특징은 사고의 폭을 넓혀주는 역할을 한다. 아니, 혹시 모른다. 빛보다 빠르고 공기도 없어서 측정에 영향을 미치지않는 시간 또는 공간이 있다면 가능할지도. 그게 다세계이론인가? 얼른 뒷부분을 읽고싶다.