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주말 신문을 열고 스도쿠의 퍼즐 페이지를 훑어 본다고 상상해보십시오. 당신은이 논리 퍼즐을 풀면서 아침을 보낸다. 단지 마지막 몇 칸으로 그것을 끝내는 일관된 방법이 없다는 것을 깨닫기 위해서이다.

"내가 실수 한 게 틀림 없어"라고 생각합니다. 그래서 다시 시도합니다. 이번에는 끝낼 수 없었던 구석에서 시작하여 반대 방향으로 작업합니다. 그러나 같은 일이 다시 발생합니다. 마지막 몇 제곱까지 내려 갔고 일관된 솔루션이 없음을 발견했습니다.

양자 역학에 따라 현실의 기본 특성을 알아내는 것은 불가능한 스도쿠와 조금 비슷합니다. 양자 이론으로 시작하더라도, 우리는 항상 세계가 근본적으로 작동하는 방식을 재고해야하는 수수께끼에 직면합니다. (이것이 양자 역학을 아주 재미있게 만드는 것입니다.)

철학자의 눈을 통해 양자 역학에 따른 세계를 간략하게 살펴 보겠습니다.

1. 으스스한 원거리 행동

우리가 아는 한, 빛의 속도 (초당 약 300 억 미터)는 우주의 궁극적 인 속도 제한입니다. 알버트 아인슈타인은 빛 신호가 그들 사이를 이동할 수있는 것보다 빠르게 서로 영향을 미치는 물리적 시스템에 대한 전망을 비웃었다.

1940 년대에 아인슈타인은 이것을“으스스한 원거리 행동”. 양자 역학이 이전에 그러한 으스스한 진행을 예측하는 것처럼 보였을 때 그는 이론이 아직 끝나서는 안되며 더 나은 이론이 실화를 말해 줄 것이라고 주장했습니다.

오늘날 우리는 더 나은 이론이있을 가능성이 거의 없다는 것을 알고 있습니다. 그리고 우리가 세상이 잘 정의되고 독립적 인“물건”조각들로 구성되어 있다고 생각한다면, 우리 세계는 이러한 물건들 사이의 거리에서 으스스한 행동이 허용되는 곳이어야합니다.

2. 현실에 대한 우리의 손아귀 풀기

"세상이 잘 정의되고 독립적 인 '물건'으로 구성되어 있지 않다면 어떨까요?" 나는 당신이 말하는 것을 들었습니다. "그러면이 으스스한 행동을 피할 수 있을까요?"

응 우리는 할 수있어. 그리고 양자 물리학 커뮤니티의 많은 사람들도 이렇게 생각합니다. 그러나 이것은 아인슈타인에게 위로가되지 않을 것입니다.

아인슈타인은이 질문에 대해 덴마크의 물리학자인 그의 친구 닐스 보어와 오랜 토론을했습니다. 보어는 우리가 원거리에서 으스스한 행동을 피할 수 있도록 세상의 사물이 잘 정의되어 있다는 생각을 실제로 포기해야한다고 주장했습니다. 보어의 관점에서 볼 때 세상은 우리가 보지 않는 한 명확한 속성을 가지고 있지 않습니다. 우리가 보지 않을 때 보어는 우리가 알고있는 세상이 실제로 존재하지 않는다고 생각했습니다.

그러나 아인슈타인은 세계가 무언가 우리가 보든 안 보든 그렇지 않으면 우리는 세계에 대해 서로 이야기 할 수 없었고 과학도 마찬가지입니다. 그러나 아인슈타인은 잘 정의되고 독립적 인 세계를 가질 수 없었고 원거리에서 으스스한 행동도 할 수 없었습니다.

3. 미래로 돌아 가기

보어-아인슈타인 논쟁은 양자 역학 역사에서 상당히 친숙한 이야기입니다. 덜 익숙한 것은이 양자 논리 퍼즐의 안개가 자욱한 코너로, 잘 정의되고 독립적 인 세계를 구출 할 수 있고 으스스한 행동이 없습니다. 그러나 우리는 다른 방식으로 이상 해져야합니다.

실험실에서 양자 시스템을 측정하기위한 실험을하는 것이 시스템의 상태에 영향을 미칠 수 있다면 전에 측정을하면 아인슈타인도 케이크를 먹고 먹을 수 있습니다. 이 가설을“거꾸로”, 실험의 효과는 시간을 거꾸로.

이것이 이상하다고 생각하면 혼자가 아닙니다. 이것은 양자 물리학 커뮤니티에서 매우 일반적인 견해는 아니지만 지지자가 있습니다. 멀리서 으스스한 행동을 받아 들여야하거나, 우리가 보이지 않을 때 우리가 아는 세상이 없다면, 소급 인과 관계는 결국 그렇게 이상한 선택이 아닌 것 같습니다.

4. 올림푸스에서 볼 수 없음

제우스가 올림푸스 산 꼭대기에 앉아 세계를 조사한다고 상상해보십시오. 그가 언제 어디서나 일어날 모든 일을 볼 수 있었다고 상상해보십시오. 이것을 세계의“신의 시선”이라고 부릅니다. 모든 것을 보는 신만이 알 수있다하더라도 세상이 어떤 방식으로 존재해야한다고 생각하는 것은 당연합니다.

최근 연구 양자 역학에서 세계에 대한 신의 시선은 원칙적으로조차 불가능하다는 것을 암시합니다. 특정 이상한 양자 시나리오에서 다른 과학자들은 실험실의 시스템을주의 깊게 살펴보고 자신이 본 것을 철저히 기록 할 수 있지만 메모를 비교하러 왔을 때 무슨 일이 일어 났는지에 대해 동의하지 않을 것입니다. 그리고 누가 옳은지에 대한 절대적인 사실이 없을 수도 있습니다. Zeus조차도 알 수 없습니다!

따라서 다음에 불가능한 스도쿠를 만나면 좋은 회사에 있다는 확신을 가지십시오. 전체 양자 물리학 커뮤니티, 아마도 Zeus 자신도 당신이 어떻게 느끼는지 정확히 알고 있습니다.

저자에 관하여

ARC Discovery Early Career Research Fellow, Peter Evans, 퀸즐랜드 대학교

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