양자역학 ep.4 코펜하겐 해석

보어는 제자 하이젠베르크의 '불확정성의 원리'에 대해 근본적인 부분을 지적했습니다.

입자의 속도와 물리량을 동시에 측정할 수는 없는데 그 이유에 대해 기술되어 있지 않다는 점에서 말이죠.

스승과 제자는 코펜하겐에서 이에 대한 연구를 이어 가기로 합니다.

 

덴마크의 코펜하겐

 

그러던 중 보어는 노르웨이에 휴가를 갔다가 아이디어를 떠올립니다. 

 

하이젠베르크가 발표한 행렬역학은 전자의 '입자성'을 이용했고,

슈뢰딩거는 전자의 '파동성'을 이용해서 파동방정식을 발표했는데, 

어찌하여 둘의 결과는 동일할까? 였습니다. 

 

두 공식은 그 전제가 되는 전자가 '입자'냐 '파동'이냐 하는 부분부터 다른데

그 결과값이 같다는 이상한 점에 대해서 시작된 보어의 아이디어였습니다.

보어는 이를 하이젠베르크에 전달하고 '양자역학'의 토대를 만들기 시작합니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

보어는 하이젠베르크에게

전자가 입자성과 파동성을 동시에 가지고 있다는 사실을 받아들이라고 합니다.

대립적인 관계에 있는 것처럼 보이는 이러한 관계는

사실 우리의 고정관념 속에서 만들어진 것이고

사실 입자성과 파동성을 동시에 가지고 있을 수 있다는 것을 받아들이면

모든 문제가 해결될 수 있다는 

다소 철학적인 접근법을 보여줍니다.

 

그렇게 주장한 것이 

'상보성의 원리'라는 것입니다. 

 

1927년 이탈리아에서 열린 국제물리학회의에서 

보어는 이 '상보성의 원리'를 발표합니다.

 

입자성과 파동성은 대립적이지만 상호보완적인 관계라는 것이지요.

우주는 원래 음과 양이 하나라는 것이고,

죽음과 생명은 동시에 존재할 수 있다는 등...

과학적이라기보다는 철학적인 내용에 더 가깝습니다.

 

실제로 보어는 덴마크 귀족작위를 받으면서

가문의 문양에 태극도를 그려 넣었고 

"대립적인 것은 상보적이다." (CONTRARIA SUNT COMPLEMENTA)

 

닐스 보어 가문의 문장

 

음양의 조화를 강조하는 동양적인 철학과 일맥상통 하기도 합니다.

전통적인 '주역'의 음양이론이기도 한 이런 내용이

현대물리학의 꽃과도 같은 '양자역학'의 토대가 된다는 것이 신기하기도 합니다. 

 

이렇게 보어와 하이젠베르크의 이러한 연구가

코펜하겐에서 이루어졌기에 이러한 연구결과를

'코펜하겐 해석'이라 부르게 되었습니다. 

 

양자역학하면 가장 유명한 '슈뢰딩거의 고양이'라는 사고실험 또한

이 '코펜하겐 해석'을 반박하기 위해 나왔지만 

오히려 코펜하겐 해석을 더욱 공고하게 해주는 결과를 낳았죠.

 

다음 편으로 이어지겠습니다.