지식 출처 : 책 『우연에 가려진 세상』
여러 사람이 모여 저녁식사를 한다
후식으로 아이스크림, 커피, 녹차가 준비되어 있다
세 가지 후식에 대한 호불호는, 좋다와 싫다로 나누면 총 8가지 경우가 나올 것이다
여기서 호불호는 좋아하면 + 싫어하면 - 로 표시하고
순서대로 아이스크림, 커피, 녹차를 나타낸다
예를 들어 
은 아이스크림을 좋아하고, 커피와 녹차를 싫어하는 사람의 수를 나타낸다
모든 인원수는 0이거나 자연수다. 따라서
가 성립한다.
양변에 같은 값
를 더해줘도 부등식은 여전히 성립한다 즉,
라는 부등식을 얻는다
이 부등식을 해석해 보면,
부등식 왼쪽은
(녹차는 상관없이 아이스크림을 좋아하고 커피를 싫어하는 사람들의 수)
부등식 오른쪽은
(커피는 상관없이 아이스크림을 좋아하고 녹차를 싫어하는 사람들의 수) +
(아이스크림은 상관없이 커피를 싫어하고 녹차를 좋아하는 사람들의 수)
가 된다.
이 부등식은 너무나 당연해서 성립하지 않을 수가 없다
계산해 보니 이 부등식이 틀렸다면,
계산을 잘못 했거나 양자역학 실험을 했거나 두 가지 경우 뿐이다
보어는 전자의 물리량이 측정하기 전까지 실재하지 않는다고 믿었다
비유하자면, 전자는 아이스크림을 좋아하는 상태와 싫어하는 상태가 공존하다가, 물어보는 순간 좋고 싫음이 결정된다는 뜻이다
아인슈타인은 이러한 보어의 생각을 비판하면서,
"만약 내가 달을 보고 있지 않으면, 달은 존재하지 않는 것인가?"
라는 말을 했다
거시 세계의 달이 측정하든 측정하지 않든 실재하는 것처럼,
미시 세계의 전자의 실재성 또한 그러할 것이라는 것을 아인슈타인은 죽을 때까지 의심하지 않았다
보어가 맞을까? 아인슈타인이 맞을까?
전자의 물리량이 실재하지 않는다는 것은 무슨 의미인가?
빛의 입자인 광자는 양자의 성질을 띄며, 편광이라는 현상을 가진다
편광은 방향성에 대한 빛의 호불호라고 이해하면 좋은데,
예를 들어 ↑ 방향성을 가지는 광자는 [ㅣ] 방향의 편광은 통과하지만, [ㅡ] 방향의 편광은 통과하지 못 한다
이것은 서로 구분되는 광자의 성질이다
여기서 얽힘 상태라는 개념을 이해해야 하는데,
두 광자가 얽힘 상태에 있다는 것은, 한 광자의 편광을 측정하면 그 광자와 얽힘 상태에 있는 다른 광자는
편광을 측정하지 않아도 어느 방향인지 알 수 있는 상태이다
만약 보어의 말대로 전자의 물리량이 측정하기 전까지 실재하지 않는다면,
얽힘 상태에 있는 두 광자 A,B 중 A는 지구에서 편광을 측정하고, B는 저 멀리 안드로메다에 있는 가상의 행성
구지에 가져다 놓는 다면, 지구에서 A의 편광을 측정한 동시에 구지에 있는 B의 편광 또한 측정 없이 알 수 있게 된다
즉 지구와 구지가 얼마나 멀리 떨어져 있는가에 상관없이 측정 순간에 정보가 전달된 것이다
빛의 속도를 넘는 정보의 속도를, 아인슈타인은 받아들일 수 없었다
그러면 아인슈타인의 생각을 받아들이고, 직접 실험을 해 보자
먼저 전자의 물리량 즉, 광자의 편광이 측정하든 측정하지 않든 실재한다고 가정한다
광자 개개인은 측정 전에 이미 실재하는 방향성을 가지며,
이는 광자를 후식에 대해 이미 명확한 호불호를 가지는 사람들로 이해할 수 있다
광자가 [ㅣ] 방향을 통과하면 [ㅣ]+, [ㅡ] 방향을 통과하지 못 하면 [ㅡ]-, 이런 식으로 표기한다
여기서는 후식처럼 임의의 세 방향 [A] [B] [C] 에 대해 생각하겠다
광자들에 대해 모든 가능성을 생각하면, 후식의 경우에서 처럼 8가지 경우의 수가 나온다
광자쌍은 처음에 같은 편광을 가지고 양쪽으로 날아간다
이 상태가 바로 얽힘 상태이다
이 광자 중 하나는 지구에서, 하나는 안드로메다 은하에 있는 구지에서 측정한다
지구에서 [A]방향을 측정하고, 구지에서 [B]방향을 측정하는 식이다
실험 내용은 다음과 같다
1. [C] 방향에 상관없이, 지구에서 측정한 것이 [A]+, 구지에서 측정한 것이 [B]- 인 경우의 수는
2. [B] 방향에 상관없이, 지구에서 측정한 것이 [A]+, 구지에서 측정한 것이 [C]- 인 경우의 수는
3. [A] 방향에 상관없이, 지구에서 측정한 것이 [C]+, 구지에서 측정한 것이 [B]- 인 경우의 수는
후식 부등식과 마찬가지로,
1번 경우를 좌변에, 2번과 3번 경우를 합한 값을 우변에 두면 다음 부등식을 만족해야 한다
이 식을 전체 경우의 수로 나누면 확률을 비교하는 식이 된다
즉,
부등식 왼쪽은
(지구에서 측정하여 [A]방향 편광 검출, 구지에서 측정하여 [B]방향 편광 불검출 확률)
부등식 오른쪽은
(지구에서 측정하여 [A]방향 편광 검출, 구지에서 측정하여 [C]방향 편광 불검출 확률) +
(지구에서 측정하여 [C]방향 편광 검출, 구지에서 측정하여 [B]방향 편광 불검출 확률)
이 된다
양자역학 이론에 따르면 두 편광의 사잇각이 ∂ 일 때,
한쪽 편광판(a)에서 광자가 검출되고, 다른 쪽 편광판(b)에서 검출되지 않을 확률은
이다
이 확률을 앞의 부등식에 대입하면
이제 편광판 A와 B의 각도를 45도, B와 C의 각도를 22.5도, A와 C의 각도를 22.5도로 두자
위의 부등식에 대입해 확률을 계산하면,
0.5보다 0.3이 크다는 결론이 나온다
이는 모순이고, 귀류법에 의해 앞에서 한 가정인,
전자의 물리량이 측정하든 측정하지 않든 실재한다는 가정이 틀렸다는 결론이 나온다
씨발
마법의단어장
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근데 얽힘 상태에 있는 두 입자가 거시적이 거리 이상으로 멀어져도 얽힘상태가 유지됨? 몰라서
영롱한밥버거
위에 구무나라는 사람한테 단 댓글 참고해바.
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어 근데 일제로 얽힘상태에 있는걸 분리시켜서 실험을 해봤다던가 그런게 있나?
영롱한밥버거
http://nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20151022601012
그렇대요. 실험결과에대한 증명내용은 지금 내수준으론 너무..어우..시바..
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생각해보니 인플레이션 기간에는 우주 팽창 속도가 광속 이상이었다니까 뭐 광속을 넘는 뭔가가 있으면 안될것도 없나
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그냥 스핀은 이미 결정 되어 있고 관측이 나중에 이루어지는거라고 하고 싶은데 양자역학이 그런게 아니지;
영롱한밥버거
인플레이션 부분에서는 내가 뭐라 해줄 수 있는말이 없다 ㅎㅎ.. 지식이 학부수준밖에 안돼서..
그 스핀이 결정되어있는가 아닌가 하는거는 코펜하겐해석 보는거
http://www.injurytime.kr/news/articleView.html?idxno=4631
저 위에 링크달아놓은거 시리즈인데 되게 설명 잘해놨거든.
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근데 입자의 물리량이 관측하는 순간 결정된다는게 좀 이상한게 입자가 격리 된 상태에 있는게 아닌 이상 외계외계와 상호작용을 하고 있는건데 이런 상호작용이 관측 행위랑 다를게 있나?
영롱한밥버거
놀랍게도 이게 사람이 측정을 하게되면 결정이 되는거. 외계와 상호작용을 하는데 그걸 사람이 관측하는 순간부터 상태가 결정된단거야. 그 상호작용을 통해서.
여기에대해서 과학자들의 의견이 분분함. 양자역학 자체가 인위적인 학문이라 사람이 개입하게 된다. 그래서 결과만 중시하면 된다. 라는 의견이라던지, 공상과학좋아하는 사람은 '사람이 이 세계의 주인 아냐? 사람이 모든걸 결정하는거 아님?' 이런생각도 함.
여기에 대해서는.. 딱히 해줄 말이 없어. 나도 모르고 너도모르고 모두가 모르거든.. 옳다고 주장하는 사람들만 있을 뿐.
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그러니까 뭘 측정이라고 하는가가 의문
pokpok
뭔소리야 superposition collapse는 사람이 봐서 생기는게 아니라 상호작용 할때 발생하는건데,
사람이 봐서 collapse되는게 아니라 광자와 상호작용 하기 때문에 특정되는거지 그걸 사람이 보던 말건 상관 없는거고.
니말대로면 방사선원소 처박아놓고 안처다보면 붕괴 않하냐? 그것도 superposition 되있는건데?
영롱한밥버거
ㅇㅇ맞는말이야. 근데 상호작용한다는 자체가 '관측'의 범주안에 들어간다는거지. 광자와 상호작용하지 않더라도 어떠한 이유로든지 간섭한다면 파동함수는 붕괴됨.
알기쉽게 설명한다고 '사람이 보게된다' 라고 적어놨는데, 뒤에 이어서 서술했듯 '관측'을 중요하게 강조했어. 헷갈렸다면 미안해 ^~^
6ac8844118sd
엘러건트 유니버스와 우주의 구조 참고 여기에 대한 좀 더 정확하고 긴 설명이 있어요
영롱한밥버거
오.. 이 책때문에 물리학쪽으로 진로정했는데 반갑네요.
브라이언그린 빅뱅이론 미드에 나온거보고 디게반가웠었는데.. 추억..
라다
와 물리!
영롱한밥버거
아시는구나!
겁.나.어.렵.습.니.다. ㅋㅋㅋㅋㅋ
lIllIlllIIlllIll
가끔 인터스텔라의 가장빠른물질은 사랑이라는 문장이 생각남. 아무리 멀리있어도 사랑은 정보를 전달할수있다
개무료
그정도 멀리떨어진 광자들의 변화와 결과를 실시간으로 관측하는 건 지금 과학력으로 불가능하므로 뜬구름잡는 개소리에 불과함
00원
보어 나올떄부터 드르륵드르륵
거짓말임
문과를 위한 설명
[거시체계]는 1t 짜리 투명돌이 굴러가는걸 탁구공을 여러서 던져서 크기,방향,속도 등을 측정가능하지만
[미시체계]는 투명 탁구공의 크기,방향,속도를 탁구공을 맞춰서 측정하는거라 측정자체가 탁구공에 영향을주게됨
--> 결론: 투명탁구공의 방향과 속도가 측정하는순간 바뀌기 때문에 측정하는순간 결정된다고 보면됨
완전맞는 설명은 아니지만 대충이렇게 이해하셈
리로이
미시... milf... 퍄퍄
집개사장
이봐 아인슈타인 당신은 틀.렸.다
한그르데아이사쯔
영희와 철수는 각각 조그마한 상자를 가졌다.
상자 속에는 파란공이나 빨간공이 하나 들어있는데, 영희가 철수로부터 100광년 떨어진 다음 열린다.
이윽고 상자는 열리고, 철수는 상자 속에서 빨간공을 보았다.
그러므로 철수는 '아, 영희가 가진 상자 속에는 파란공이 들어 있구나' 하고 알게 되었다.
정보가 빨간공을 본 것만으로 100광년을 뛰어넘어 전달된 셈.
일간베를린
당연한말인데 몬가 신기하다
테플로탁슬
상자는 이미 정해져 있지만, 전자는 측정 전에는 확률로만 존재함
측정 순간에 결정된다는 게 상자와의 차이지
상자 속 공 색깔을 아직 알 수 없다고 해서 확률이 1/2인건 아님
물론 확률적으로 그렇게 말할 수도 있지만, 이미 정해져 있으니 1 또는 0의 확률밖에 가질 수 없음
전자는 측정 전까지는 확률로 존재함
이 측정은 또한 얽힘 상태에 있어서, 하나의 전자를 측정하면 다른 전자도 동시에 결정함
여기서 100광년을 뛰어 넘는다는 것은 측정 순간에 다른 전자도 확률에서 결정으로 넘어간다는 의미
비유를 하자면 이미 꽝, 당첨이 표기된 주택 복권과, 온라인 게임에서 아이템을 돌리면 결정되는 가챠의 차이랄까
라다
전지적시점으로보면 아인슈타인의 이론도 맞는거아님?
청웅부엉
광자 입장에서는 좀 어이없네 원래부터 특정 스핀을 가지고 어디 먼 곳에서 실재하고 있었는데 얽힘 현상에 있는 다른 광자가 측정되니까 이제와서 너 그거 알아? 니 스핀은 ~~래 이러는 꼴 아니냐 ㅋㅋ
테플로탁슬
측정 전까지는 확률만 가지는 거지, 특정 물리량이 실재하지 않음
이게 보어의 주장이고, 니가 말하는 게 아인슈타인의 주장임
나는햄뽂아요
이과색기덜 다 죽어라.
파숙
하지만 그 누구보다 이과를 필요로하는 이들...
집에가자
뭐래는거야ᆢ
지들만 아는얘기 하구이쒀ᆢ
보란
쉽게 얘기하자면 너의 일상생활을 누가 관찰함으로써 영향력을 끼치게 되고 너의 일상생활에 변화가 생긴다는거지
측정대상인 광자를 측정하는 광자때문에 측정대상인 광자에 변화가 생긴거라고 보면돼
집에가자
피릉피릉
피키케스트
몇 개 물아봐도 되냐
확률 붕괴가 일어나는 게 관측에 의한 거라는데, 의지나 의식의 유무 원인이 아니라고 들었는데 그럼 뭐 때문이냐
시공간이 존재하는 게 에너지나 물질의 연속성 때문이라는게 무슨 말인지 아는 거 있음?
테플로탁슬
측정은 굳이 사람이 아니더라도 영향을 준다고 함
예를 들어 진공이 아닌 상태에서는 전자도 공기에 부딪혀 공기에 의해 물리량을 '측정' 당하니까 확률이 붕괴됨.
관측 역시 빛의 간섭이 중요한 거지, 사람이 보냐 안 보냐는 나중 문제.
후자는 내가 읽판에 쓴 글 중 시공간의 대칭성이 운동량과 에너지를 보존한다는 글을 쓴 적이 있는데, 그 반대의 경우인가봄?
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그럼 관측이 이루어 지지 않은 상태란건 없는거 아님? 저 우주도 진정한 의미의 진공은 아니자너
테플로탁슬
고전적인 코펜하겐 해석이 측정의 주체를 관측 장비로 보는 입장이라면,
원래 물어본 "의지나 의식의 유무 원인이 아니다" 라는 이론은 최근에 생긴 결어긋남 이론임
그러니까 아마 결어긋남 이론을 들은 듯 함
이 이론이 바로 관측의 주체가 인간이 아니라고 보는 이론임.
양자는 본래 결맞음 상태에 있는데, 외부에 의해 영향을 받으면 결어긋남이 발생하면서 확률 붕괴.
또 결어긋남을 일으키려면 파장을 흐뜨릴 만큼 충분히 큰 에너지가 필요하다고 함
로렌
양자역학을 가만 보고있다보면 설명하는 과학자들이 설명을 너무 못하는게 아닌가 싶은 생각도 들때가 있음.
뭐, 문과-이과적 소양을 둘다 갖기는 쉽지 않지만, 한참을 생각해서 이해를 해보면 막상 그렇게까지 어려운 내용은 아닌경우가 대다수였던거 같음.
뭔가 설명을 자꾸 사례기반으로 하려고 하지말고 그냥 원론적으로 풀어버리는게 더 낫지 않나 하는 생각도 들더라.
피릉피릉
문과가 알수있게 해줘!!
에드먼드버크
양자역학이랑 비슷한게 시장경제같음. 시장경제는 그 자체로는 규칙성과 목적성을 띄고 태어난 현상이 아니었음. 태초의 누군가가 인위적으로 만든게 아니라는거.
퓨파헤이러
그건 복잡계라고 하는겁니다
쿵민으냉
모라...처...씨부려...쌌노!!...니 나와바라.영호햄한테 뒤지고싶나
은발
내가 생각한거랑은 많이 다르네 ㄷㄷ 관찰이 일종의 물리적 간섭이 되는거 맞음 그럼? 거시세계에서 탁구공을 손으로 밀듯이 영향을 준다는거야?헛갈리네;
곽다구리
쉽게표현하면 닫힌 계 안에서 일어나는 행위를 측정을 하는 순간 측정이란 것은 외부에서 닫힌계 안으로 들어오게 되는 것이라 닫힌 계가 닫힌 계가 아니게 되므로 정보 자체가 훼손되어버린다는 얘기
ㅇㄱㄱㅈ
b2jpsig
거시 세계의 법칙은 미시 세계 법칙의 부분임.
미시입자들이 극한적으로 모인 상황에서는 거시세계의 법칙으로 나타남.
식으로도 양자역학 식을 극한으로 보내버리면 고전역학 식이 됨.
스티븐호킹
대충살자
곽다구리
코펜하겐 해석이 또오