퀀텀 리얼리티

“ 코펜하겐 해석이 일부 문제를 해결하는 것처럼 보이기는 하지만 그보다 더 많은 문제가 미해결 상태로 넘어간 것이다. 이 같은 상황은 애매함과 혼란을 초래했고, 여기에 디랙과 폰노이만이 도입한 병적인 수준의 수학적 추상성이 결합하면서 과학자들조차도 이해할 수 없는 양자역학이 만들어졌다. ”

“ 이 ‘관찰자’가 반드시 인간 관찰자여야 할 필요는 없다. 물리계와 관계를 수립할 수 있으면 무엇이든 상관없다. 이렇게 되면 우리는 형이상학적 물자체를 다루는 대신 다른 것과의 관계 안에 있는 어떤 것을 다루게 된다. … 양자역학에서도 관찰자의 역할은 근본적으로 중요하다. 아인슈타인이 공간과 시간의 절대성 개념을 거부했듯이, 로벨리도 양자계가 관찰자에 대해 절대적이고 독립적인 상태로 존재한다는 개념을 거부했다. ”

“ 우리는 본능적으로 슈리딩거의 고양이는 이미 뚜껑을 열기 전에 죽었거나 살았다고 주장한다. 그러나 로벨리는 그저 어깨를 으쓱할 뿐이다. 분명히 말해서 ‘측정 행위’ 이전의 고양이의 물리적 상태를 추측할 수는 있지만, 고양이와 관계를 맺기 전, 즉 뚜껑을 열고 들여다보기 전에는 고양이의 상태를 알 수 없다는 단순한 진실에서 벗어나지 못한다. 지금까지 우리가 저지른 실수는 중첩이 고양이의 물리적 상태를 표현한다고 생각한 것이었다. … 중첩은 그런 것이 아니라 단지 상황에 대해 우리가 가진 정보를 요약한 것뿐이다. ”

“ 그러나 관계론적 해석과 정보 이론적 해석은 상당한 거래를 요구하며 치러야 할 비용은 막대하다. 이득을 얻기 위해서는 실체 자체에 대한 통제를 느슨하게 풀어야 한다. 로벨리는 “아인슈타인의 엄격한 실재론을 버리면 … 더는 지적인 곡예를 하지 않아도 된다”라고 했다. 우리는 양자 물리계를 발견할 수 있는 것에 만족하고, 해석은 수학적 체계를 사용해 미래의 측정 결과를 예측하는 방식 안에서 해야 한다. 이런 방식은 기가 막히게 잘 작동할 것이다. 그러나 이 해석이 자연에서 실제로 일어나는 사건을 설명해주리라고 기대할 수는 없다. ”

“ 원자물리학을 연구하는 우리의 상황은 대체로 이러하다. 우리는 어떤 현상을 이해하고 싶고 이 현상이 자연의 일반적 법칙을 어떻게 따르는지 알고 싶다. 그러므로 현상에 포함되는 물질 또는 복사는 이론화 작업 안에서 ‘대상물’이 되며, 이런 측면에서 현상 연구에 사용되는 도구들과 분리해야 한다. 측정 도구는 관찰자가 설정하므로 또 한 번 원자적 사건의 서술 안에서 주관적 요소를 강조하게 된다. 우리는 자연 그 자체가 아니라 우리의 질문 방법에 대해 자연이 드러내 보이는 것을 관찰한다는 사실을 기억해야 한다. ”

“ 아마도 우리의 과학적 서술은 우리 자신이 그 안에 깊숙하고 확고하게 자리 잡지 않는 한 완벽하지 않다는 것을 인정할 필요가 있다. 2002년에 칼턴 케이브스, 크리스토퍼 푹스, 뤼디거 샤크는 바로 이런 작업을 해보기로 했다. 그들은 양자역학 안의 주관적 요소들을 부인하지 않고 포용했다. ”

“ 이러한 해석을 ‘양자베이지어니즘’이라고 하며 줄여서 큐비즘이라고 부른다. 큐비즘은 완전히 주관적이다. 큐비스트들은 양자역학을 “사용자들이 세상과 상호 작용을 하여 세상에 대한 경험을 예측, 통제, 이해할 수 있도록 도와주는 지적 도구”라고 본다. ”

“ 양자 세상에 접근하지 못하는 이유에 대해, 코펜하겐 해석은 고전적 언어와 도구 때문이라고 주장한다. 로벨리의 관계론적 해석은 양자 상태가 물리적인 의미를 얻으려면 양자 상태와의 관계를 수립해야 하기 때문이라고 설명하다. 정보 기반 해석도 마찬가지다. 일관된 또는 결어긋난 과거 해석에서는 모든 양자 사건이 확률적이며 ‘올바른’ 기틀을 결정할 규칙이 부족하기 때문이라고 책임을 돌린다. 큐비즘에서는 경험을 넘어서는 모든 물리에 대한 접근이 원칙적으로 불가능하다. ”

“ 우리는 여기에서 양자역학이 벨의 부등식을 위반한다는 사실을 발견할 수 있다. 이를 통해 원자 A와 B 사이의 얽힘 범위가 국소적 숨은 변수 이론이 허용하는 것보다 가끔은 더 크고 가끔은 더 적을 수 있다는 사실을 예측할 수 있다. … EPR은 얽힌 입자 한 쌍을 가지고 하는 사고실험으로 양자역학의 불완전성을 보여주기 위해 노력했다. 파동 함수의 실재론적 해석을 선택하고 입자들이 국소적인 실체이며 이 입자에 대한 측정이 저 입자의 측정 결과에 영향을 미칠 방법이 전혀 없다고 가정한다면, 분명히 뭔가가 빠진 게 있다. 봄과 아하로노프는 이 사고실험을 실제 실험으로 개조할 방법을 모색했다. 벨은 한 걸음 더 나아가 완전히 새로운 우회로를 도입하고 벨의 부등식을 고안했다. ”

“ 그래서 봄은 슈뢰딩거의 파동 방정식을 개조하기 시작했다. 봄은 공간을 가로지르는 실제 경로를 따르는 실제 입자가 존재하고, 입자의 운동이 ‘안내 조건’을 통해 파동에 묶여 있으며 이것으로 입자의 속도가 결정된다고 가정했다. … 봄은 곧 자신이 드브로이 파일럿 파동 이론을 재발견했다는 것을 깨달았다. 이 접근법은 현재 ‘드브로이-봄 이론’ 또는 ‘봄 역학’이라고 불린다. … 드브로이-봄 해석에서 파동 함수는 단순히 바탕의 숨은 실체가 만들어낸 통계적 행동을 요약하는 편리한 방법에 그치지 않고 그 자체로 서술되는 실체의 일부다. ”

“ 지난 세월 동안 과학은 관련이 없거나 불필요한 형이상학적 요소들을 스스로 잘 제거해왔다. … 설령 1927년에 드브로이-봄 이론 같은 해석이 사람들의 선택을 받았다 해도 이렇게 복잡하고 다루기 까다로운 형태로는 살아남기 어려웠으리라 생각한다. 인과론과 결정론을 별로 고민하지 않는 실용주의적 물리학자들과 해석이나 의미에 덜 집착하는 물리학자들이라면, 계산을 효율적으로 하기 위해 이론의 불필요한 요소들을 신속히 제거했을 것이다. ”