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불연속적인 세계
불연속적인 세계(discrete world)란, 양자역학에서 제시하는 시각적으로 보기에는 불연속적인 세계를 의미합니다. 이는 매우 작은 입자들인 양자들의 행동에 대한 이론입니다. 이론에 따르면, 양자들은 특정 값을 가지지 않는 '확률적인' 세계에서 존재합니다. 이러한 확률은 크게 '결정적(예측 가능한)'이고 '보편적인 일어남(통계적)' 두 가지로 구분됩니다. 양자역학에서는 이러한 불연속성이 입자의 움직임에 영향을 미치는 요인들 중 하나로 평가됩니다. 불연속적인 세계에서는 동일한 조건 아래에서도 입자들이 다르게 행동할 수 있으며, 이때문에 양자역학은 예측의 한계가 있다는 것이 지적되기도 합니다. 반면에, 전통적인 물리학에서는 불연속적인 세계는 흔하지 않았습니다. 이론적으로는 모든 사물이 끊임없이 움직이며, 모든 파동과 운동은 하나의 연속체를 이루는 것으로 생각되기 때문입니다. 이러한 이론은 대부분의 상황에서 참이지만, 매우 작은 입자들의 움직임에서는 유용하지 않을 수 있습니다. 결론적으로, 불연속적인 세계는 매우 작은 입자들이 행동하는 이론적 및 수학적 모델의 한 방법으로 채택됩니다. 이론은 매우 혁신적이지만, 매우 특수한 상황에서만 적용 가능하며 전통적인 물리학 이론과는 구별되는 강점과 한계가 있습니다.
불연속적인 세계 예시
불연속적인 세계는 양자역학에서 중요한 개념 중 하나입니다. 이 개념은 전통적인 물리학 이론에서의 '연속적인 세계'와 대비되는 개념입니다. 물리 세계는 연속된 것으로 가정하는 것이 일반적이지만, 양자역학에서는 이와 달리 공간과 시간의 양자화, 불확정성 원리 등으로 불연속적이고 불규칙한 세계 관찰이 가능합니다. 양자역학에서 불연속적인 세계의 대표적인 예시 중 하나는 양자 상태입니다. 양자 상태는 양자역학에서 시스템의 기본 상태로서, 여러 개의 상태 중 하나를 가집니다. 양자 상태는 특정한 시점에서 측정할 때만 확정됩니다. 이러한 특성은 뉴턴의 운동 방정식에서 측정 방법에 영향을 받지 않고 예측 가능한 결과를 얻을 수 있었던 물리학의 전통적인 이론과 차이가 있습니다. 또한 물리 비례 상수인 플랑크 상수 (Planck constant)가 불연속적인 세계의 개념을 대표하는 중요한 예입니다. 이 상수는 액셀의 변경으로 불연속적인 에너지 효과를 설명하는데 필수적인 요소로 작용합니다. 이 외에도, 양자역학에서는 퀀텀 비트(Qubits), 퀀텀 엔트로피(Quantum Entropy) 등의 개념이 불연속적인 세계를 대표하는 예시입니다. 이러한 개념들은 양자역학에서의 새로운 시각과 철학적인 개념들을 제시하는 데 큰 역할을 합니다. 이러한 개념들은 현재 과학분야에서 매우 중요한 응용 분야로도 확장되어 바이오 메디컬, 전기전자 분야, 우주항공 산업 및 디지털 보안 등의 분야에서 사용되고 있습니다.
불연속적인 이론 발견
양자역학은 불연속적인 현상을 설명하며, 광전효과, 쌍극성, 입자간섭, 불확정성 원리, 파동 중첩 등의 현상을 설명하는 데에 성공했습니다. 이론의 기원은 20세기 초기, 물리학 연구에서 나타난 일련의 이미 있습니다. 1900년, 막스 플랑크 (Max Planck)는 열복사 문제에 대한 새로운 방법론을 제안합니다. 플랑크는 열복사와 관련된 성질을 찾아내는 것에 집중했는데, 그는 고체 물질에서 양자간에 상호작용하는 불연속적인 양(quantum)의 개념을 도입했습니다. 이는 에너지가 더 불연속적인 형태로 존재한다는 개념으로, 이는 기존의 물리학적 철학과는 다른 문제를 제기했습니다. 1913년, 니일스 보어(Niels Bohr)는 수소 원자의 구조에 대한 새로운 이론을 제안합니다. 이론은 그전의 클래스적인 물리학적 이론에서 만들어진 질량과 전하를 고려한 행성계 모형과는 달리, 전자 추적자만 연구하여 원자구조를 설명합니다. 이에 따라 보어는 원자의 특성이 분명히 양자화됨(quantized)을 알아낸 것으로 손꼽히게 됩니다. 1924년, 루이 드 브로이(Louis de Broglie)는 물질도 파동이라는 개념을 제안합니다. 이론적으로 물질도 파동형태로 존재할 수 있다는 것을 증명하기 위해 드 브로이 파장(De Broglie wavelength)을 도입하게 됩니다. 이러한 선행 연구들을 바탕으로, 양자역학은 물리학 분야에서 불연속적인 현상을 설명하며 혁신적인 개념들을 제시하게 된 것입니다. 당시 물리학자들은 이러한 새로운 개념들이 어울리지 않고 모순적일 수 있음을 강조하여, 불확실성 원리등의 개념을 추상적이어 보였으나, 실험적 검증을 받게 되며 이론은 바로 인식론적 해석(interpretation)의 지평으로 나아가게 됩니다.