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품목정보
| 발행일 | 2021년 09월 23일 |
|---|---|
| 판형 | 양장? |
| 쪽수, 무게, 크기 | 324쪽 | 694g | 157*225*25mm |
| ISBN13 | 9791167960931 |
| ISBN10 | 1167960939 |
짐 배것 저 / 배지은 역
|
반니
|
2021년 09월 23일
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- 물리학 top100 18주
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- -국내도서 > 자연과학 > 물리학 > 양자역학과 상대성이론
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저자 소개 (2명)
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이 점은 확실히 짚고 넘어가자. 철학은 과학이 아니다. 철학은 분명 발전했지만 우리가 과학에서 기대하는 그런 발전은 아니다. 물론 철학이 과학 이론을 개발하는 방법을 알려주지는 않는다. 하지만 나는 철학에도 유용한 교훈이 있다고 믿는다. 이는 결국 ‘과학의 존재 이유는 무엇인가’에 관한 문제다. 앞으로 자세히 다루겠지만 이 문제를 깊이 들여다보면 형이상학 없이는 그 어떤 과학도 할 수 없다는 사실을 깨닫게 된다. 형이상학은 증명할 수 없는 것에 대한 가정이다. 그런데 이런 형이상학과 과학의 관계를 인정하는 순간, 철학으로 향하는 문이 열린다.
--- 「그건 그렇고 이 ‘실체’라는 게 대체 뭔데?」 중에서
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 중력장 안에서 움직이는 시계는 시간 지연 효과를 겪는다. 시계의 무게를 재는 행위 자체는 시계가 시간을 가리키는 방식을 변화시킨다. 상자가 위쪽으로 튕기면 시간은 느려진다. 상자가 아래쪽으로 튕기면 시간은 빨라진다. 그러므로 바늘 위치를 측정하기 위해 추의 균형을 맞추는 과정에서 상자가 중력장 안에서 예측 불가능하게 튕기면, 시계도 이와 비슷한 비율로 예측 불가능하게 변화한다. 셔터를 여는 타이밍은 평형 조정을 끝내는 데 필요한 시간에 따라 좌우되므로 셔터를 열 정확한 타이밍에도 불확정성이 생긴다. 평형 조정이 오래 걸릴수록(광자의 에너지 측정의 궁극적 정확도가 높아질수록) 광자가 방출되는 정확한 순간의 불확정성은 더 커진다.
--- 「아인슈타인이 아침 식사를 하러 내려왔을 때」 중에서
전자의 이중 슬릿 간섭 실험을 다시 생각해보자. 지금 우리는 에너지가 낮은 광자의 약한 광원을 사용해 각각의 전자가 어떤 슬릿을 통과하는지 알아내려 하고 있다. 광자는 에너지가 낮아 전자를 경로 밖으로 튕겨내지는 않고 전자가 이 슬릿 또는 저 슬릿에서 산란되어 어느 슬릿으로 나갔는지만 알려준다. 실험이 진행되고 스크린에 밝은 점이 쌓이면 우리는 간섭 패턴이 만들어질 거라고 예상한다. 이런 식으로 “전자가 어느 길로 갔지?”의 입자적 성질과 파동의 간섭 행동을 동시에 드러낼 수 있다.
--- 「양자역학은 완전하다. 그러나 그 내용은 다시 해석해야 한다.」 중에서
지금까지 살펴본 것처럼 반실재론자들은 붕괴를 크게 문제시하지 않으며 새로운 정보를 얻으면 그 순간 우리의 지식 상태가 갑작스럽게 바뀌는 것 이상으로 여기지 않는다. 실재론적 전개념 쪽으로 좀 더 기울어진 소수의 이론학자들은 ‘그리고’가 어떻게 ‘또는’이 되는지를 설명하기 위해 고안한 물리적 메커니즘이 실체적 파동 함수에 적용되는 방법을 찾기 위해 계속 노력해왔다.
--- 「양자역학은 불완전하다. 인간의 의식을 추가해야 하기 때문이다.」 중에서
어쩌면 또 다른 출구가 있을지도 모른다. 나는 양자역학이 아직 끝나지 않았다고 강하게 확신한다. 양자역학은 비할 데 없는 놀라운 성공을 거두었지만, 우리는 양자역학이 공간과 시간을 올바르게 다루고 있지 않다는 사실을 알고 있다. 이런 이유로 나는 파동 함수의 실재론적 해석을 자세히 조사하는 것이 정답으로 가는 좋은 길이라고 생각하지 않는다. 양자역학은 절대 공간과 시간이라는 낡은 개념을 끌어오는 경향이 있기 때문이다. 중력의 양자 이론이 우리의 구원자가 될 수 있겠지만 불행히도 이론을 개발하려는 노력에는 기대를 걸기에 많이 부족하다. 현재로서는 기존 양자 체계에 지나치게 많이 의존하는 것 같고 양자역학을 뛰어넘을 뚜렷한 방향을 제시하지 못하기 때문이다.
--- 「그건 그렇고 이 ‘실체’라는 게 대체 뭔데?」 중에서
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 중력장 안에서 움직이는 시계는 시간 지연 효과를 겪는다. 시계의 무게를 재는 행위 자체는 시계가 시간을 가리키는 방식을 변화시킨다. 상자가 위쪽으로 튕기면 시간은 느려진다. 상자가 아래쪽으로 튕기면 시간은 빨라진다. 그러므로 바늘 위치를 측정하기 위해 추의 균형을 맞추는 과정에서 상자가 중력장 안에서 예측 불가능하게 튕기면, 시계도 이와 비슷한 비율로 예측 불가능하게 변화한다. 셔터를 여는 타이밍은 평형 조정을 끝내는 데 필요한 시간에 따라 좌우되므로 셔터를 열 정확한 타이밍에도 불확정성이 생긴다. 평형 조정이 오래 걸릴수록(광자의 에너지 측정의 궁극적 정확도가 높아질수록) 광자가 방출되는 정확한 순간의 불확정성은 더 커진다.
--- 「아인슈타인이 아침 식사를 하러 내려왔을 때」 중에서
전자의 이중 슬릿 간섭 실험을 다시 생각해보자. 지금 우리는 에너지가 낮은 광자의 약한 광원을 사용해 각각의 전자가 어떤 슬릿을 통과하는지 알아내려 하고 있다. 광자는 에너지가 낮아 전자를 경로 밖으로 튕겨내지는 않고 전자가 이 슬릿 또는 저 슬릿에서 산란되어 어느 슬릿으로 나갔는지만 알려준다. 실험이 진행되고 스크린에 밝은 점이 쌓이면 우리는 간섭 패턴이 만들어질 거라고 예상한다. 이런 식으로 “전자가 어느 길로 갔지?”의 입자적 성질과 파동의 간섭 행동을 동시에 드러낼 수 있다.
--- 「양자역학은 완전하다. 그러나 그 내용은 다시 해석해야 한다.」 중에서
지금까지 살펴본 것처럼 반실재론자들은 붕괴를 크게 문제시하지 않으며 새로운 정보를 얻으면 그 순간 우리의 지식 상태가 갑작스럽게 바뀌는 것 이상으로 여기지 않는다. 실재론적 전개념 쪽으로 좀 더 기울어진 소수의 이론학자들은 ‘그리고’가 어떻게 ‘또는’이 되는지를 설명하기 위해 고안한 물리적 메커니즘이 실체적 파동 함수에 적용되는 방법을 찾기 위해 계속 노력해왔다.
--- 「양자역학은 불완전하다. 인간의 의식을 추가해야 하기 때문이다.」 중에서
어쩌면 또 다른 출구가 있을지도 모른다. 나는 양자역학이 아직 끝나지 않았다고 강하게 확신한다. 양자역학은 비할 데 없는 놀라운 성공을 거두었지만, 우리는 양자역학이 공간과 시간을 올바르게 다루고 있지 않다는 사실을 알고 있다. 이런 이유로 나는 파동 함수의 실재론적 해석을 자세히 조사하는 것이 정답으로 가는 좋은 길이라고 생각하지 않는다. 양자역학은 절대 공간과 시간이라는 낡은 개념을 끌어오는 경향이 있기 때문이다. 중력의 양자 이론이 우리의 구원자가 될 수 있겠지만 불행히도 이론을 개발하려는 노력에는 기대를 걸기에 많이 부족하다. 현재로서는 기존 양자 체계에 지나치게 많이 의존하는 것 같고 양자역학을 뛰어넘을 뚜렷한 방향을 제시하지 못하기 때문이다.
--- 「에필로그」 중에서
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