진리를 나타낸 과학, ＜양자물리학＞

[파트너]

양자물리학은 원자 이하의 세계를 연구하는 학문입니다.

양자물리학이 태동하기 이전의 과학은 보이는 물질에 국한한

기계적인 과학이었지만, 20세기 들어 양자역학이 탄생하면 과학계에

정설을 뒤집을 만큼 대지각변동이 일어나게 되었죠.

양자물리학으로 이제 과학은 정신적인 세계, 보이지 않았던 세계와

마법적인 현상과도 친구가 되었습니다.

진리를 깨우치는 길목에 양자물리학도 큰 몫을 해낸 셈입니다.

양자물리학에 관한 좋은 글 두편을 소개합니다.

http://www.successguide.co.kr/B01/527

손가락으로 유리를 문지르기만 하면 음악도 듣고, 영화도 보고, 물건도 사고, 알고 싶은 것은 뭐든지 가르쳐 주는 신기한 물건이 있다. 바로 스마트폰이다.
100년 전으로 돌아가 옛날 사람들에게 스마트폰을 보여주면 까무러치게 놀랄 것이다.
그런데 스마트폰을 만드는 데 반드시 필요한 학문이 있다.
바로 양자물리학이다.
양자물리학은 만물의 최소단위인 원자 이하의 물질을 다루는 학문으로 양자물리학을 모르면 반도체를 만들 수 없고 반도체가 없는 현대문명은 상상할 수도 없다.
컴퓨터, 인터넷, 비행기 등 오늘날 우리가 누리고 있는 문명의 혜택은 양자물리학이 있었기 때문에 가능한 것이다.
눈에 보이지 않는 미시세계를 다루는 양자물리학의 정확도는 타의 추종을 불허한다.
양자물리학으로 계산한 이론적 예측 값과 실험에서 얻어낸 결과값을 비교하면 그 오차는 0.00000000001 이하로 사실상 제로에 가깝다.
미국 미국표준기술연구소(NIST)에서 세슘 원자를 이용해 만든 양자시계는 1억년에 1초의 오차가 난다고 한다.
아인쉬타인과 비교 되는 천재 물리학자 리처드 파인만의 말에 따르면 양자 이론의 정확도는 북미대륙의 폭을 측정하는데 머리카락 하나 정도의 오차가 나는 정도라 한다.
아무튼 양자물리학은 놀랍도록 정확하다.
그런데 양자물리학의 정확도 보다 더욱 놀라운 것은 양자물리학이 설명하는 미립자의 미스터리 한 특징이다.
잠시 만물의 최소단위인 미립자가 얼마나 작은지 상상해보자.
우리 몸을 구성하는 가장 작은 단위는 세포다.
지구 전체가 우리 몸이라고 가정하면 세포는 돌멩이 하나 정도의 크기다.
그런데 그 세포에는 우주에서 가장 단순한 물질인 수소원자가 또다시 바닷가의 모래알 만큼 많이 있다. 이제 그 수소원자 하나를 야구장 크기로 확대해보자.
야구장은 텅 비어 있고 운동장에 야구공 하나가 떨어져 있다.
그 야구공이 바로 미립자다.
만물의 가장 기본이 되는 미립자는 그야말로 상상 할 수 없을 만큼 작고도 작다.
과학자들은 물질의 최소단위인 미립자가 어떻게 움직이는지 알아보기 위해 한가지 실험을 했다.
"이중 슬릿 실험"으로 불리는 이 실험은 과학역사상 가장 불가사의한 실험으로 불린다.
실험 방법은 다음과 같다.
어두운 방에 스크린을 하나 준비하고 스크린 앞에 틈이 하나 있는 널빤지를 준비한다.
그리고 널빤지 앞에서 빛 알갱이 즉, 광자라는 미립자를 하나씩 쏜다.
널빤지에 틈이 하나기 때문에 시간이 지나면서 스크린에는 서서히 하나의 선이 보이게 된다.
여기까지는 당연해 보인다.
이제 널빤지에 틈을 두 개 만들고 똑같은 방식으로 미립자를 쏜다.
틈이 두 개이니 당연히 스크린에는 두 개의 선이 보일 것 같지만 실제로 스크린에는 얼룩말 무늬처럼 여러 개의 선이 나타났다.
두 개의 틈을 통과 했는데 여러 개의 선이 보인다는 것은 미립자가 물이 물결을 치며 흘러가듯 파동의 성질로 움직였다는 것이다.
이해가 어렵다면 실험실 바닥이 물로 채워져 있고 미립자를 쏘는 장치 대신 손바닥으로 물을 쳤다고 가정을 해보자
물은 파도가 치듯 동심원을 그리며 파동 형태로 퍼져나가다 두 개의 틈을 통과할 때 각각의 틈에서부터 또다시 파동을 그리며 물결이 퍼져 나간다.
그렇게 두 개의 파동이 중첩 되어 가다가 뒤에 스크린을 만나면서 여러 개의 무늬가 나오게 되는 것이다.
미립자는 분명히 입자의 성질을 가지고 있지만 동시에 파동의 성질도 가지고 있는 것이다.

여기서 말하는 파동은 확률파동을 말한다.
손오공이 머리카락을 뽑아서 가짜 손오공을 만든 후 두 개의 문을 동시에 통과 한 것과 비슷하다.
차이가 있다면 손오공이 머리카락을 뽑아서 자기 분신을 여러 개 만들어도 그 중 하나만 진짜고 나머지는 가짜지만 미립자는 모두가 진짜고 확률적으로 여러 곳에 동시에 존재한다는 것이다.
확률적으로 동시에 여러 곳에 존재한다는 이 말은 SF소설에 나오는 상상이 아니라 정확도 99.99999999%의 과학적 사실이다.
 상상 속의 물질이 아니라 우주의 기본을 이루는 물질이 여러 곳에 동시에 확률적으로 존재한다는 것은 도무지 말이 되지 않는다.
그래서 과학자들은 미립자가 통과하는 두 개의 슬릿 앞에 관측장비를 설치하고 미립자가 어느 구멍을 통과하는지 자세히 들여다 봤다.
그러자 신기하게도 여러 개 무늬가 나던 스크린에 단 두 개의 선이 나타났다.
미립자는 자기가 관찰되고 있다는 사실을 알고 더 이상 파동의 성질이 아닌 입자의 성질을 보였던 것이다.
자신의 정체를 알아 보려는 관찰자가 없을 때는 확률적으로 여러 곳에 동시에 존재하다가 관찰자가 관측하는 순간 미립자는 그 의도를 알아채고 더 이상 여러 곳에 확률적으로 존재하지 않고 하나의 지점에 100%의 입자로 존재하는 것이다.
양자물리학에서는 이를 관찰자 효과 (observer effect)라 부른다.
과학자들은 미립자가 그런 특징을 보인다는 것만 알지 왜 그런 특징을 보이는지 아직 모르고 있다.
그래서 양자물리학은 현대과학의 딜레마다.
믿지 않기에는 너무도 정확하고 믿기에는 너무도 미스터리 하기 때문이다.
양자물리학을 기초로 발전한 현대물리학에서는 최근 들어 평행우주론, 다중우주론을 이야기하고 있다.
우리의 우주가 유일한 우주가 아니라 무수히 많은 우주 중 하나이고 다른 우주에서 나는 과학자이기도 하고 정치인이기 하고 연예인이기도 하다는 것이다.
미립자가 여러 곳에 동시에 확률적으로 존재하듯 나 역시 여러 우주에 동시에 확률적으로 존재하고 있고 내가 선택을 하는 순간마다 여러 우주가 갈라진다는 것이다.
이 이론이 처음 나왔을 때는 공상과학이라며 배척을 당했지만 재미있게도 지금은 서서히 과학계의 주류를 형성해 가고 있다.
언제 우주의 비밀이 모두 밝혀질지 사실 아무도 알 수 없다.
그러나 양자물리학에서 말하는 세계관은 그 나름대로 의미가 있다.
그 동안 무수히 많은 성공철학자, 동기부여가들이 성취의 비결에 대해 가르쳐 왔지만 왜 그렇게 되는지는 설명을 하지 못했다.
상상 속에서 자신의 소망이 이미 이뤄졌다고 생각하고 그 이미지를 생생하게 그려내면 반드시 그 소망이 성취된다고 했지만 왜 그렇게 되는지는 몰랐던 것이다.
마치 답을 가르쳐주는 수학공식은 알지만 그 공식이 어떻게 유도 되었는지 공식의 원리를 모르는 것과 비슷하다.
수 많은 가능성으로 존재하다가 관찰을 하는 순간 현실에 발현하는 미립자의 성질을 보면 소름 끼칠 정도로 신기하다.
그런데 우리 몸뿐만 아니라 이세상 모든 것이 결국 미립자들이 모여서 만들어 졌기 때문에 과학자들이 말하는 평행우주, 다중우주의 가설이 언젠가 정설로 받아들여지는 날이 올지도 모른다.
만약 수 많은 우주가 존재하고 또 다른 내가 다른 우주에 여러 확률로 존재 한다면 현재의 나는 내가 선택했기 때문에 여기에 있는 것이 된다.
내가 마음속 눈으로 바라보고 있는 내 삶이 현실에서 발현 되어 비로소 오늘의 내 삶이 되었다는 것이다.
어디서 한번은 들어 봄직한 이 말은 사실 새로울 것도 없고 이미 수 많은 성공학자들이 오래 전부터 주장해 왔고 가르쳐 왔던 사실이기도 하다.
마음속 눈으로 바라보는 것이 곧 현실이 되었던 사례는 이루 헤아릴 수 없을 만큼 많이 찾아 볼 수 있다.

발명왕 에디슨이 수 많은 발명품을 만들고 큰 사업체를 운영하며 유명인사로 이름을 날릴 때의 일이다.
변변찮은 노동판을 떠돌던 번즈라는 사람이 어느 날 에디슨과 동업을 하고 싶다는 생각을 하게 된다.
그의 머릿속에는 에디슨과 중요한 일을 상의하고 에디슨의 회사를 공동으로 경영하는 자신의 모습으로 가득 찼다.
다만 문제가 있다면 그때까지 에디슨을 한 번도 만난 적이 없었고 에디슨의 연구소가 있는 뉴저지주 이스트 오렌지까지 가는 기차표를 구할 돈이 없었다는 것이다.
우여곡절 끝에 에디슨을 만난 번즈는 이렇게 말했다.
"에디슨씨 나는 당신과 공동 사업을 하고 싶어 먼 길을 찾아왔습니다."
에디슨은 부랑자처럼 허름한 옷차림의 남자가 처음 보는 사람 앞에서 말도 안 되는 소리를 지껄이는 것이 마음에 들지 않았지만 먼 곳을 찾아온 성의를 생각해 일자리를 하나 마련해 주었다.
그 후 번즈는 공장의 부속품처럼 에디슨 회사에서 일개 직원으로 허드렛일을 하게 되었다.
그리고 5년 동안 번즈에게는 아무 일도 일어나지 않았다.
그러나 번즈는 에디슨의 동업자가 되는 자신의 모습을 한시도 잊지 않았다.
아니, 믿어 의심치 않았다. 마음속 눈으로 바라본 자신은 이미 에디슨의 동업자였다.
그렇게 자신이 원하던 모습을 마음속으로 바라보던 어느 날 마술 같은 일이 벌어지기 시작한다.
발명과 사업에 열중하던 에디슨이 어느 날 "축음기"라는 신제품을 만들었다.
그러나 에디슨이 야심 차게 만든 신제품에 영업사원들은 그다지 흥미를 가지지 않았다.
신기한 제품이긴 하지만 잘 팔리지 않을 것이라 생각하고 모두들 시큰둥 했던 것이다.
번즈는 기회가 왔다고 생각하고 에디슨에게 그 신제품을 자신이 팔고 싶다고 했다.
판로를 찾지 못해 고심하던 에디슨은 흔쾌히 허락했다.
그런데 영업사원이 못 팔던 이 제품을 번즈는 불티나게 팔아 치웠다.
여세를 몰아 이 제품에 대한 전 미국의 판매권을 획득한 번즈는 얼마 후 엄청난 부를 손에 검어지게 되었다.
불과 몇 해전까지만 해도 무일푼 부랑자였던 번즈는 어느덧 백만장자에 에디슨의 공동경영자가 되었다. 그가 늘 생각하던 모습이 마침내 현실에서 발현된 것이다.
관찰을 하는 순간 가능성의 형태로 존재하던 미립자가 현실에서 발현되듯 마음의 눈으로 생생히 바라보면 신기하게도 현실에서 그 모습이 발현되는 사례는 너무도 많이 있다.
생각이 현실이 되고 내가 바라보는 나의 모습이 결국에는 성취되는 이 놀라운 원리를 그 동안 수 많은 사람들이 활용해 왔고 지금 이순간 누군가는 활용하고 있을 것이다.
누구는 이것을 "잠재의식의 힘"으로 부르고, 누구는  "자기암시의 힘"으로 "기도의 힘"으로 "긍정의 힘"으로 부르기도 한다.
또한 누군가는 이 원리를 잘 사용하고 있지만 누구는 이 원리를 잘못 사용하고 있다.
부정적인 모습을 바라보기 보다 긍정적인 모습을 바라봐야 보자.
원치 않는 모습을 상상하는 것이 아니라 원하는 모습을 상상해보자.
내가 원하는 삶이 있다면 이제부터 그 삶을 마음속 눈으로 선명히 그려보는 것이다.
마음속 눈으로 그것이 이미 이뤄졌다고 선명하게 그리면 확률로 존재하던 삶의 모습이 현실에서 발현 될 테니 말이다.

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=tvsky&logNo=10088152050

한 물체가 수 천의 다른 장소에 동시에 존재하기도 한다.

어떤 물질을 관찰하기 전까지는 그 물체가 사방 어디에도 있을 수 있지만

그 물질의 관찰을 시도하려는 순간, 그 모든 확률이 붕괴된다.

관찰자의 '의지'에 따라 불확실성이 가능성이 되고, 가능성이 불확실성으로 바뀐다.

     

양자역학(양자물리학)은 미시세계1를 연구하는 학문이다.

원자나 원자보다 작은 대상에서 일어나는 일들을 설명하는 이론으로 

처음 양자역학은 원자와 원자가 만들어내는 스펙트럼을 설명하기 위해 제안 되었지만

양자역학의 아이디어와 방법은 원자·핵·분자 등 물리와 화학의 진보에 크게 기여하게 되었다.

모든 물체는 기본적으로 파동성과 입자성을 가지고 있다.

그러나 거시세계2에서는 물질이 파동의 성질과 입자의성질을 동시에 갖는 것이 불가능하지만  

 (파동성은 질량에 반비례하기 때문에  거시세계에서는 물체의 파동성이 측정되지 않는다.) 

미시세계에서는 실험조건에따라 같은 물질이라도 파동성을 띄기도 하고 입자성도 띄는

양자적 (불연속적) 임을 확인하게 된다.

-관찰하지 않을 때는 가능성의 파동으로 존재하고 관찰하게 되면 경험의 입자로 변해버린다.

-입자는 소위 '중첩'되어 존재한다. 그렇게 가능한 위치에 파동으로 퍼져있다.

-그러므로 모든 장소에 동시에 존재하고 있다.

-그러나 그것을 관찰하는 순간, 가능한 위치에서 하나의 위치로 고정된다. 

                           

우리가 주위의 세상을 바라보고 행하는 방식은 어떤 것이든지 다시 우리에게 돌아온다.

삶 속에서의 기쁨이나 행복, 성취감이 부족한 이유는

그런 것들에 대한 자신의 촛점이 부족하기 때문이다.

의식의 가장 깊은 곳에서 의식은 우주까지도 창조하고 있다.

의식은 자기 스스로를 알아채는 것이다.

17세기부터 물리학자들은 눈에 보이는 현상을 기술하기 위하여 '고전역학'3을 발전시켜 왔다.

고전역학은 원자보다 훨씬 큰 태양계의 행성과 달, 지구 주위에서 움직이는 투사체 운동의

연구를 위해 발전이 되었다.

그러나 이런 거시적 해석으로는 물체의 속도가 빛의 속도와 가까울 때의 현상을 설명할 수 없었다. 

또한 원자와 같은 아주 작은 물체인 미시세계에서의 실험 결과도 고전역학으로 설명할 수가 없었다.

이에 1900년도에 들어서면서 닐스 보어, 아인슈타인, 플랑크, 드브로이, 하이젠베르크, 슈뢰딩거 등의

많은 물리학자들이 그 대안으로 양자역학4이라는 역학체계를 제시하였다.

            
 
   

고전역학은 현재의 상태를 정확하게 알고 있다면 미래 어느 순간에

어떤 사건이 일어날지를 분명하게 예측할 수 있다는 결정론적입장을 취한다

그러나 양자역학은 고전역학과 달리 상당히 확률론적인 입장을 취한다.

확률론적 입장은 비록 현재 상태에 대하여 정확하게 알 수 있더라도

미래에 일어나는 결과를 분명하게 예측하는 것은 불가능하다는 입장이다.

양자역학의 출현으로 인해

고전역학은 충격적인 딜레마에서 빠져나올 수 없었다.

(장갑을 벗었을 때, 손이 있으리라 예측했지만 가재의 발이 목격된 것이다.)

양자역학의 결론들은 당시 과학자들의 직관으로도 이해하기 힘든 것이어서

많은 논쟁과 시행착오가 따랐지만 다수의 가능성을 돌출해 낸다.

-양자역학은 모든 역학을 포함하는 고전역학을 일반화 한다.

-양자역학은 고전역학으로 설명되지 않는 현상에 대한 정확한 설명을 제공한다.

처음에 양자역학은 과학자나 일반인들에게 모호하고 당황스런 이론이었지만

그것을 무시할 수도 없는 이론이었다. 현재의 물리학 시스템의 전반을 예측하는데

양자역학은 검증된 가장 강력한 이론이었기 때문이다. 

                             

계속해서 불행한 일들이나 비극과 마주친다면

어쩌면 그것은 스스로의 마음이 그것을 받아들이는데 맞추어져 있기 때문이다.

원하는 것을 찾지 못하는 이유는 스스로가 할 수 있다는 것을 믿지 않기 때문이다.

스스로가 할 수 있다는 믿음은... 지금 당신을 규정하고 있는 습관들과 대립되어 있다. 

 우리가 눈으로 보는 물질세계와 보이지 않는 양자세계의 경계선과 출발점은

바로 신비스러움에서 시작된다. 이 미세한 세계에서는

* 사물이 동시에 여러 곳에서 존재할 수 있고 (Super position)

* 시간과 공간을 뛰어넘어 파동처럼 되어있고(Particle duality / Wave )

* 끝없이 떨어져 있어도 서로 연결 되어있고 (Entanglement)

*하나의 파동에 지배를 받는 (Boss) 통일장이 존재하기 때문이다.

양자역학을 달리 말하면 잠재적인 가능성의 펼쳐짐과 응축이라고도 할 수 있다.

가능성있는 잠재적인 파동의 세계다. 파동의 장은 순수한 잠재성의 바다이다.

추상적이고 잠재적인 존재의 바다!

그것을 물리학자들은 통일장or 초끈장이라고 부른다.

            

양자역학이 흥미로운 것은 세상을 이해하는 아주 새롭고 신기한 방식이라는 점이다.

우리가 시간에 따라 흘러간다는 것은 단지 의식적인 경험일 뿐이다.

우리는 시간을 초월할 수 있다. 시간의 앞으로도 뒤로도 갈 수가 있다.

시간은 절대적인 것이 아니라 상대적인 것이다.

모든 현실들이 우연히 존재하는 것이 아니라 정교하게 짜여진

우리가 살고 있는 또다른 세상이었던 것이다.

거시적인 세상도 존재하고 미시적인 세상도 존재한다.

이들 세상은 나름의 질서를 지니고 있는 각자 다른 세상이다.

그러나 이들 세상은 서로 상호작용이 있어 서로 보완이 된다.

우리 스스로는 원자이기도 하고, 세포이기도 하고, 눈으로 보이는 인간의 형상이기도 하기 때문이다.

그러나 진정 중요한 것은...

우리 스스로는 눈으로 확인되는 인간의 형상만이 아니라는 것이다. (…….)  

우리 모두는 보이지 않게 연결되어 있다.

우리가 눈으로 구분할 수 없는 어떤 깊은 단계에서는 공간 속의 많은 장소는 같은 것이다.

그것들은 함께 위치하고 존재한다. 우리가 인식하지 못할 뿐이다.

우리는 모두 스스로의 현실을 창조한다. 우리는 항상 주시자이기 때문이다.

하지만 우리는 일어나는 일들과 스스로를 너무 동일시 시켜 주시자의 측면을 잊어버린다.

어쩌면 우리는 어설픈 관찰자인지도 모른다. 외부의 자극에 너무 빠져있어서

창조의 영역이 아니라.. 반응의 영역에서만 움직이기 때문이다.

                     

양자역학이 던져주는 관점은 이러한 신비한 경험들이 무엇인지 토대를 세우는 것이다.

서로가 멀리 떨어진 장소에서텔레파시가 통했다면 그것은 마음이 이동한 것이 아니라

어떤 깊은 차원에서 마음들의 세상이 같이 존재했기 때문이다.

우리의 머리에서 일어나는 일들이지만 그것은 지금 이순간, 시간과 공간을 통해 퍼져나간다.

            

빅뱅의 순간 이후,  모든 것은 서로 공명하기 때문에.. 모든 것은 여전히 접촉하고 있다.

공간이라는 것은 단지 물질이 분리되어 있다는 환영을 심어주는 구성개념일 뿐이다.

우리의 상식이라는 것이 글자 그대로 감각을 통해서만 세상을 느끼는 것이라면

영혼(神)이나 신비에 관한 체험은 전혀 말이 되지 않을 것이다.

우리의 생각 안에서 일어나는 일들과 시간이나 공간 어딘가에 있는 일들 사이에는

어떤 연결고리가 틀림없이 존재하고 있다. 

그 연결고리를 깨달음을 갈구하는 당신이 확인하기 바라면서 …… 

아울러 양자역학이라는 파동에 따라 여기까지 온 당신은

분명히 창조를 이룰 수 있는 선택된 주체자임을 인지하시길...

우리는 우리의 감정을 돌보는데 너무 정신이 없어서

무한한 가능성의 꿈은 뒤로 미루고 있다.

그것은 무엇인가(?)의 음모이기도 하다.

그러나 그 음모의 실체를 알아채는 것! 또한 우리의 가능성이다.

             

[eeroom]

식물의 파동 등이 고스란히 느껴지는 것이 너무 자연스러운 상황이었는데 양자물리학이 그것을 이론으로 설명해 놓은 것을 보고 과학을 통해 물질을 만드는데 그런것을 사용하면서 점점 인간 고유의 교감능력을 잃게 하는 것이구나 싶었네요.

[정재호]

이글의 출처가 궁금하네요

[파트너]

글 앞에 출처남겨놨어요.글 시작부분에 사이트 주소가 글의 출처입니다.