물리학자도 양자역학을 이해하지 못한다고 고백했다
I Don't Understand Quantum Physics
Southampton 대학의 Douglas Ross가 쓴 양자물리학 개론서로, 고전물리학부터 파동-입자 이중성, 하이젠베르크의 불확정성 원리, 슈뢰딩거 파동함수, 양자 터널링, 중첩과 파동함수 붕괴, 그리고 양자역학의 여러 해석까지 차례로 다룬다. 저자는 양자 세계가 왜 그토록 작은지, 확률적 결정론이란 무엇인지, 양자물리학이 과연 올바르고 완전한지까지 파고들며, 결국 양자역학을 '이해한다'는 것이 무슨 의미인지 근본적으로 되묻는다.
양자역학을 이해한다고 말할 수 있는 사람은 아무도 없다. 우리는 그저 그것이 어떻게 작동하는지 계산하는 법을 배울 뿐이다.
HN 토론
197- dbvdh
"양자물리학에 대한 이 다소 공상적인 해석은 이제 많은 이론 물리학자들 사이에서 코펜하겐 해석보다 더 만족스럽다고 받아들여지고 있습니다. 우주의 분열을 일으키는 메커니즘이 파동함수 붕괴보다 더 자세히 설명되지 않음에도 불구하고 말이죠. 아마 눈치채셨겠지만, 저는 다세계 해석을 받아들이기 어렵고 특별히 통찰력 있다고도 생각하지 않는 소수파 물리학자 중 한 명입니다."
저는 이 강의들이 양자역학 입문으로 좋다고 생각합니다. 다만 이 발언은 굉장히 감정적으로 느껴지네요. 다세계 해석은 그저 파동함수 붕괴 같은 건 없다고 말할 뿐입니다. 다세계는 그에 따라오는 논리적 결론이죠. 코펜하겐 해석은 파동함수 붕괴가 언제 일어나는지 설명하기를 그냥 거부하는데, 제게 그것은 완전한 이론이 아닙니다.
통계와 관련해 다세계 해석에 비판을 가할 수도 있겠지만, 많은 사람들이 꽤 만족스러운 설명을 내놓았다고 생각합니다.
다세계 해석은 그냥 양자역학의 뼈대 그 자체입니다. 다른 이론이 제안된다면 그것은 반증 가능해야 합니다(예를 들어 파일럿 파동 이론처럼). 그렇다고 측정하기 어렵지 않다는 뜻은 아닙니다.
- the-mitr
관심 있으실지도 모르겠네요.
L. V. Tarasov의 《Basic Concepts Of Quantum Mechanics》
https://archive.org/details/tarasov-basic-concepts-of-quantu...
저자가 다양한 인물들, 그리고 독자와 나누는 대화가 Prelude와 Interlude로 군데군데 삽입되어 있는데 정말 통찰력이 있습니다.
예를 들어:
고전 물리학자: 어떤 대상이 어떻게 생겼는지에 대한 개념도 없이 그 대상에 대해 진지하게 이야기할 수 있습니까? 예를 들어 우리가 전자가 실제로 무엇인지조차 모르면서 결정 속 전자의 거동을 연구한다는 건 이상하지 않습니까?
저자: 우리가 전자가 무엇인지조차 모른다는 데는 동의하지 않습니다. 저는 방금 전자의 정밀하게 규정된 여러 특성과 성질을 제시했습니다. 미립자 일반, 특히 전자의 더 자세한 성질은 이 책의 앞선 절들에서 다루어졌고(그리고 뒤의 절들에서도 다루어질 것입니다). 사실 우리는 전자에 대해 꽤 많이 알고 있으며, 특히 결정 속에서의 거동에 대해서도 알고 있습니다. 우리가 실제로 제작하고 사용하는 수많은 반도체 소자가 이를 입증합니다. 곧 보시겠지만, 전자에 대한 '물리적으로 직관적인' 모델의 부재는 결코 심각한 장애물이 되지 않았습니다. 한 걸음 더 나아가, 플랑크 상수가 중요한 역할을 하는 자연 현상에 대한 이해는 도식적 서술을 상당 부분 포기해야만 가능하다고 말할 수도 있습니다. 그런데 이 생각은 하이젠베르크가 제시한 것입니다. […]
- bobvanluijt
어느 정도 관련된 이야기인데, 제게 정말 도움이 된 책은 Bob Coecke의 《Picturing Quantum Processes》입니다. 양자 과정을 시각적으로 표현한 책인데, 개념을 이해하는 데 정말 큰 도움이 되었습니다.
- asystole
이 글 정말 좋아 보이네요. 제 Zotero에 계속 늘어만 가는 '읽을 것' 목록에 추가합니다.
양자물리학을 독학하려는 분이 있다면, 《QFT for the Gifted Amateur》[1]가 평판이 매우 좋습니다.
- boltzmann64
내가 양자역학을 이해하지 못한다고 말하는 것은 "나는 어텐션/트랜스포머가 인간의 뇌를 어떻게 설명하는지 이해하지 못한다"고 말하는 것과 같습니다.
그건 설명하지 못합니다. 그건 모델일 뿐이죠. 모든 모델은 틀렸지만(양자역학과 어텐션 포함), 어떤 것들은 유용합니다. 당신은 모델의 영역, 모델이 풀 수 있는 문제, 모델 뒤의 수학을 이해하고, 그 모델을 사용해 예측을 합니다. 선형대수와 함수해석학에 능숙하다면 양자역학을 할 수 있습니다.
양자역학이 자연에 대한 존재론적 신의 진리라고 믿는 실수를 범하면, 펜로즈 교수처럼 그것으로 의식을 설명하려 드는 어처구니없는 짓을 하게 됩니다. 그의 수학은 흠잡을 데 없었지만, 그는 범주 오류를 범하고 있었습니다.
- sampo
"3.1 The Ultraviolet Catastrophe"부터 읽기 시작했는데, 이 문장이
"전자기 복사의 서로 다른 파장의 수 N(λ)dλ, 즉 파장이 λ와 λ + dλ 사이의 작은 구간에 있는 파장의 수(여기서 dλ는 파장의 작은 구간을 의미한다)는 1/λ⁴에 비례함을 보일 수 있다."
말이 안 됩니다. 파장의 수에 대해 이야기할 게 아니라, 해당 상황에서 전기장에 대한 수학적 해가 가지는 고유모드의 수, 즉 작은 파장 구간에 있는 허용된 정상파 모드의 수에 대해 이야기해야 합니다.
- quietFerry94
그 미리 정해진 값이라는 발상이 바로 국소 숨은 변수이고, 벨 부등식이 그것을 배제합니다. Aspect의 1982년 CHSH 실험이 그 위반을 측정했습니다.
- isolli
한 팟캐스트에서 Alain Aspect(노벨상 수상자)는 자신이 새로운 아이디어를 만들어 내기 위해 시각화와 상상력의 힘을 실제로 활용하지만, 어떤 정신적 그림도 양자물리학을 정확히 표현할 수는 없기 때문에 항상 실제 계산으로 그것들을 검증해야 한다고 설명했습니다.