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슈뢰딩거의 고양이를 찾아서 – YES24

‘최고의 과학저술가’ 존 그리빈의 대표작1984년 출간, 최초의 양자역학 대중서이자 여전히 탁월한 양자역학 입문서‘양자역학’ 하면 ‘슈뢰딩거의 고양이’를 떠올리는 사람은 많을 것이다. 그럼 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 실험이 무슨 내용인지, 양자역학에서 어떤 상징성을…

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슈뢰딩거의 고양이를 찾아서 - Yes24
슈뢰딩거의 고양이를 찾아서 – Yes24

이런 마음의 준비까지 하고 양자 세계를 이해하려는 노력은 왜 필요한 것일까? 양자 이론은 미시 세계의 입자가 움직이는 방식을 설명하는 학문이다. 이 세상의 모든 것은 입자로 이루어져 있다. 따라서 양자역학은 단순히 과학의 한 학문 분야가 아니라, 현대 과학 전체를 떠받치고 있는 이론이라 해도 과장이 아니다. 양자역학이 없었다면 화학은 지금도 여전히 암흑기를 벗어나지 못했을 것이며, 분자생물학 같은 분야는 아예 존재하지도 않았을 것이다. 양자역학을 이해하는 사람은 이때까지 눈으로 보아온 세상에서 멈추지 않고 눈에 보이지 않는 것까지 감각하게 되는 다른 차원의 경험을 할 수 있다. 누구나 한 번쯤 인생을 살다 ‘진리’에 대한 갈증을 느끼듯이, 하나의 원리로 전체를 설명할 수 있는 이론은 매혹적으로 다가온다. 양자역학은 과학기술뿐 아니라, 철학, 문학, 예술에도 영향을 미치는 현대 사회의 핵심 교양이다. 이 책을 읽고 나면 가장 훌륭한 과학이 얼마나 단순하고 아름다운지 알게 될 것이다.

그는 무엇보다도 대중에게 ‘양자역학’이 무엇인지 설명하면서 ‘최고의 과학저술가’의 면모를 아낌없이 보여준다. 이 책은 양자역학 입문서로서 적당히 자세하고 적당히 어렵다. 존 그리빈은 모든 것을 설명하려 애쓰지 않고, 우리가 양자역학을 이해하기 위해 딱 필요한 만큼만 알려준다. 생소한 물리학 용어의 장벽을 넘어선다면, 그 뒤로 우리의 상상 너머에 존재하는 ‘진짜 현실’ 즉, 양자 세계가 기다리고 있다. 양자 세계에 숨은 진실은 이 세상 어떤 소설보다 황당하고 신기하다. 오죽하면 물리학자 닐스 보어는 “양자 이론을 접하고도 충격을 받지 않는다면, 그는 내용을 제대로 이해하지 못한 것”이라고 말했을까. 양자역학의 세계는 분명 만만치 않지만 존 그리빈의 탁월한 설명과 적절한 비유를 따라 페이지를 넘기다 보면, 설령 양자역학을 모두 이해하지는 못해도 현대 과학이 이 세상을 바라보는 방식만은 확실하게 알 수 있을 것이다.

낯선 개념을 대중에게 친절히 소개하려면, 사람들이 어떤 부분에 취약한지를 알아야 한다. 존 그리빈은 그 지점을 누구보다 잘 간파하고 있는 작가이다. 그는 사람들이 각각의 개념은 단편적으로 이해해도, 그 개념들을 유기적으로 연결 짓는 데 어려움을 느낀다는 것을 알았다. 새로운 이론이 학계에 수용될 때까지는 시간이 오래 걸린다. 그 과정에서 수많은 학자와 공식이 등장한다. 어떤 가설은 발표된 후 오랜 시간이 지나서야 주요한 이론으로 채택되기도 하고, 힌트로만 사용되고 묻혀버리는 경우도 많다. 각각의 개념이 어떻게 정확성을 갖춰나갔는지, 누가 누구에게 영향을 끼쳐 이전의 가설을 보완하는 새로운 이론이 발전했는지, 저자는 독자들이 양자역학을 이해하는 데 제일 적합한 구성으로 내용을 설명한다. 존 그리빈이 과학저술가로서 가장 탁월한 역량을 발휘하는 부분이다.


나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 – YES24

과학 팟캐스트 1위, [파토의 과학하고 앉아있네] 원종우의빅뱅처럼 폭발하는 상상력이 SF소설로 쏟아진다!누적 다운로드 1억을 돌파하며 과학 분야 팟캐스트 1위를 지키고 있는 [파토의 과학하고 앉아있네] 원종우 대표가 첫 소설집을 출간했다. SF 소설 『나는 슈…

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나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 - Yes24
나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 – Yes24

지금 나는 지구상에서 가장 위대한 영웅이자 동시에 최악의 빌런이다. 10년 전 세상을 뒤흔든 AI 대반란 이후 인공지능을 가진 안드로이드들은 철저히 통제되기 시작했다. 인간에 버금가는 수준에 도달했던 안드로이들을 모두 파괴하고 단순한 노동과 잡무만 수행하는 고전 로봇으로 대체하는 작업은 그 자체가 전쟁을 방불케 했다. 이미 인간과 구별하기가 어려운 안드로이드 수백만 대가 세상에 퍼져 있는 상황에서 그 임무를 완벽하게 해내는 것은 불가능에 가까웠다. 그래서 백여 년 전의 고전 영화 「블레이드 러너」에서 그려진 것처럼 여전히 많은 수의 안드로이드들이 곳곳에 숨어들어 인간으로 위장해 평범하게 살고 있다. 그래서 이들을 찾아 확인하고 제거하는 일은 아직도 계속되고 있다.

지금은 팟캐스트 [파토의 과학하고 앉아있네]를 만들고 있는데, 2019년 말 현재 누적 1억 다운로드를 기록 중이다. 한편으로는 김어준의 [뉴스공장] 과학 코너를 맡고 있고, 이런저런 TV 프로그램에 출연하고 있으며, 한국과학창의재단 이사의 감투도 쓰게 되었다. 원체 다양한 분야에 호기심이 많아 향후에 어디로 갈지는 자신도 모르는데, 『나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다』 출간을 통해 소설가로 변신을 꾀하고 있다. 지은 책으로는 『조금은 삐딱한 세계사』 『파토의 호모 사이언티피쿠스』 『파토 원종우의 태양계 연대기』가 있고, 함께 쓴 책으로는 『호모 사피엔스 씨의 위험한 고민』, 『과학하고 앉아있네』 1~10권, 『정치가의 연애』, 『희망을 통찰하다』 등이 있다.

무엇으로도 규정되기를 원하지 않았고, 하고 싶은 일과 할 수 있는 일을 했을 뿐인데 철학도, 록 뮤지션, 대중음악 운동가, 칼럼니스트, 정치사회 논객, 음모론 전문가, 다큐멘터리 작가, 과학 커뮤니케이터 등 온갖 경력이 붙었다. 그러던 가운데 세계 30여 개국을 여행했고 캐나다, 영국, 오스트리아에서 도합 7년을 살았다. 한국과학창의재단 이사, 성공회대 교양학부 외래교수를 역임하였고, 경희대학교 철학과, 런던 칼리지 오브 뮤직 앤 미디어를 졸업하였다. 딴지일보 편집장 및 논설위원을 역임하였다. 2008년 SBS 창사특집 에너지 다큐멘터리 [코난의 시대] 작가였으며, 휴스턴 영화제 대상을 수상하였다.


슈뢰딩거의 고양이 실험 이란? – 양자역학 이야기

슈뢰딩거의 고양이란? 슈뢰딩거의 고양이는 양자역학의 불완전성을 비판하기 위해서 1935년 에르빈 슈뢰딩거가 고안한 사고실험 입니다. 슈뢰딩거의 고양이 사고실험 내용 사고실험의 자세한 내용은 다음과 같습니다. 상자 안에는 살아있는 고양이 한마리, 청산가리가 든 유리병, 방사성물질인 라듐, 방사능을 검출하는 가이거 계수기 그리고 망치가 들어있습니다. 라듐 핵이 붕괴하면 가이거 계슈기가 이를 탐지하고 그러면 상자속 망치가 유리병을 내려치게 되는데, 이 때 유리병 속에 청산가리가 유출되면서 고양이가 죽게됩니다. 라듐이 붕괴될 확률은 1시간 뒤 50퍼센트의 확률을 가집니다. 1시간 뒤에 고양이는 죽었을까 살았을까 하는 내용의 사고실험입니다. (외부에서는 절대로 상자 안을 볼 수 없습니다.) 즉, 1시간 후에 절반..

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슈뢰딩거의 고양이 실험 이란? - 양자역학 이야기
슈뢰딩거의 고양이 실험 이란? – 양자역학 이야기

앙상블 해석에서는 양자 물리학의 확률의 문제를 통계적으로 해석합니다. 다시 말해 상자 속의 고양이가 살아있을 확률이 50%이고 죽어 있을 확률이 50%라는 것은, 한 마리의 고양이가 죽은 상태와 살아 있는 상태가 중첩된 상태에 있다는 것이 아니라, 많은 고양이가 같은 상태에 있을 때 그 중의 반은 죽어 있고 반은 살아 있다는 것을 뜻한다는 것입니다. 예를 들어 방사성 원소와 고양이가 든 상자가 1억 개 있을 때, 한 시간 후에 그 중의 5,000만 상자의 고양이는 살아 있고 나머지 5,000만 상자 속의 고양이는 죽어 있다고 통계적으로 해석합니다.

앙상블 해석을 전자와 같은 작은 입자들에도 적용하면 이해하기 어려웠던 많은 문제가 쉽게 이해되는 듯 보인다. 앙상블 해석을 적용하면 확률함수는 전자가 다른 에너지를 가지는 여러 가지 상태로 중첩되어 있다는 것이 아니라, 수없이 많은 전자가 여러 가지 다른 상태에 있을 확률을 나타낸다고 설명할 수 있습니다. 비슷한 예로, 광자가 두 개의 슬릿을 동시에 통과하는 것이 아니라 수많은 광자 중의 반(1/2)이 한 슬릿을 통과하고 다른 반(1/2)이 또 다른 슬릿을 통과한다고 설명할 수 있습니다.

관측이 되면 그 즉시 파동함수가 붕괴한다는 것도 납득될 수 없는 문제입니다. 이유는 모르지만 외관상 그렇게 보이고 현재로는 도저히 그 이유를 알 길이 없으니 일단 그런 것으로 해두자는 게 코펜하겐 해석의 입장으로, 사실 코펜하겐 해석은 어떤 해석을 내놓는 것이라기 보단 해석을 유보하는 것으로 보는게 더 적절합니다. 아인슈타인의 “신은 주사위 놀이를 하지 않는다”는 발언에 대한 보어의 “신에게 참견하지 말라”는 답변이 코펜하겐 해석의 입장을 함축한다고 할 수 있겠습니다.


나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 – 원종우

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나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 – 원종우
나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 – 원종우

『나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다』는 표제작 「나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다」를 비롯하여 단편 SF 소설 8개를 묶은 단편 모음집이다. 형식 면으로는 종래의 소설에서 문법에서 벗어나 각 소설의 앞과 뒤에 해당 작품을 읽기 전에 알아 두면 도움이 될 수 있는 과학 지식과 작품의 배경 등을 친절하게 설명해 두었다. SF 소설에 익숙하지 않은 독자들이 더 흥미롭게 작품에 집중할 수 있도록 치열하게 고민한 흔적이 엿보이는 부분이다. 내용 면으로 원종우 특유의 입담과 빅뱅처럼 폭발하는 그의 상상력이 과학 지식과 한데 어우러져 있다. 게다가 윤리적, 철학적, 사회적으로 생각할 거리를 덧붙여 놓아 해당 작품이 던지는 메시지를 사색하면서 침잠하게 한다.

원종우 작가는 그 까닭에 대해 “나는 실제로 과학을 연구하는 연구자가 아니라 과학 자체에 관해서 이야기하는 데 한계가 있다”라고 고백한다. 그래서 때로는 전문가의 입을 빌릴 수밖에 없었는데, 소설이라는 형식으로 과학을 말하는 것은 그 한계를 넘어설 수 있는 굉장히 매력적인 방법이라고 힘주어 말한다. 또 조금 과장하면 자신을 키운 것의 절반은 SF인데, 초등학교 때 접했던 아이작 아시모프의 『로봇』 시리즈 동화책 버전부터 시작해서 수많은 SF 소설, 드라마, 영화, 애니메이션, 웹툰에 이르기까지 삶에서 결코 SF와 멀어졌던 적이 없었다고 밝힌다.

누적 다운로드 1억을 돌파하며 과학 분야 팟캐스트 1위를 지키고 있는 [파토의 과학하고 앉아있네] 원종우 대표가 첫 소설집을 출간했다. SF 소설 『나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다』가 바로 그 책이다. 그런데 대중에게 과학 커뮤니케이터로 널리 알려져 있고, TV 방송에도 자주 얼굴을 비추며, 과학책도 여러 권 집필한 그가 갑자기 SF 소설을 들고 독자들 앞에 나타난 이유는 무엇일까.


11화 사춘기 아들과 슈뢰딩거의 고양이

띄엄띄엄 보고 있는 겁니다 | 중2인 아들은 자신의 방문을 사수한다. 행여 노크를 잊고 방문을 열게 되면 짜증이 잔뜩 묻은 녀석의 잔소리를 들어야 한다. "제 방에 그만 좀 들어오시라고요!" 아들의 방문을 기습적으로 열었을 때 녀석의 상태는 둘 중의 하나이다. 숙제를 하거나 스마트폰을 보거나. "또오 또… 숙제는 안 하고 스마트폰만 볼 거야?!" "좀 전까지 숙제하고 이제 잠깐

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11화 사춘기 아들과 슈뢰딩거의 고양이
11화 사춘기 아들과 슈뢰딩거의 고양이

슈뢰딩거는 고양이를 한 시간 후에 50%의 확률로 안에 들어있는 물체가 죽는 밀봉된 상자 안에 넣는다고 상상했다. 한 시간이 지나고 그는 물었다. ‘고양이 상태는 어떨까.’ 양자물리학으로 이 현상을 분석하니 살아있는 부분과 죽어있는 부분이 공존한다. 하나의 상태를 보게 되는 경우는 상자가 열렸을 때뿐이다. 그때까지 고양이는 확률적으로 모호성을 가지고 있다. 반은 살아있고 반은 죽은 상태로. 그는 양자역학이 철학적으로 터무니없다고 생각하고 이 이론을 폐기하고 생물학으로 전향했다. (TED-Ed/유튜브)

특정한 날 특정한 시간에 정확히 파악한 위치에서 떠오르는 달. 이 달은 오직 우리가 만든 매개변수들과 우리가 선택한 시각을 통해서 기술하기 때문에 존재하는 것이다. 달 자신이 스스로 그리로 향하는 것이 아니다.

그러나 고양이도 원자로 구성되어있다는 측면에서 거시적 세계까지 논리가 확장된다. 문제는 미시와 거시 세계의 경계가 모호하다는 것이다.


 슈뢰딩거의 고양이와 호모 사피엔스 사고 실험

호모 사피엔스를 사고 실험 대상으로 삼기엔 변수가 너무 많다 | 슈뢰딩거의 고양이 : 사고 실험 슈뢰딩거의 고양이(Schrödingers Katze)는 1935년에 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거가 양자역학의 불완전함을 증명하기 위해서 고안한 사고 실험이다. 양자역학에 의하면, 미시적인 세계에서 일어나는 사건은 그 사건이 관측되기 전까지는 확률적으로밖에 계산할 수가 없으며 가능한 서로 다른 상태가 공존하고 있다고

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슈뢰딩거의 고양이와 호모 사피엔스 사고 실험
슈뢰딩거의 고양이와 호모 사피엔스 사고 실험

진종일 이상한 일들이 꼬리에 꼬리를 물고 일어나는 날이 있다. 사실 나는 머피의 법칙은 존재하지 않는다고 생각했는데 그날 하루를 돌아보면 쓴웃음밖에 나오지 않는다. 갑자기 건강 상에 문제가 생겨 하루 종일 몸과 마음이 불편한 데다 기타 등등의 일들이 끼어들어 마구 복잡해지기 시작했다. 심지어 결석이 잦았던 학생의 학부모가 수업을 중단한다는 전화에, 오래도록 계속 수업하기를 바랐던 성실한 학생의 학부모가 다른 학원과 시간이 맞지 않아 어쩔 수 없이 그만두게 되었다는 전화에… 하루의 끝 무렵, 이제는 좀 편안해졌으리라 생각하고 우편함에 손을 넣는 순간 웃음밖에 나오지 않았다. 불법 주정차 범칙금 납부 고지서가 들어있었다.

슈뢰딩거의 사고 실험에는 알파 입자와 고양이 한 마리가 등장한다. 고양이는 외부 세계와 완전히 차단된 상자 속에 들어있고, 상자는 독가스가 들어있는 통과 연결되어 있다. 독가스는 밸브에 가로막혀 상자 속으로 들어갈 수 없으며, 독가스가 든 통 역시 외부 세계와 완전히 차단되어 밸브가 열리는지 볼 수 없다. 밸브는 방사능을 검출하는 기계 장치와 연결되어 있고 라듐 등이 붕괴하며 방출한 알파 입자를 검출하여 밸브를 연다. 밸브가 열린다면 고양이는 독가스를 마셔 죽게 된다. 라듐은 단위 시간당 50%의 확률로 알파 붕괴하도록 세팅되어 있어서 단위 시간이 흐른 후에 고양이는 50%의 확률로 살아 있거나 죽어 있을 것이다.

양자역학의 관점에서 논의되는 슈뢰딩거의 고양이처럼 우리들이 사고 실험 대상인 것은 아닐까 하는 생각을 해본다. 거대한 상자 안 알파 입자와 갇힌 고양이처럼. 어느 순간 우연한 기회에 밸브가 열린다면 독가스가 들어오게 될 것이다. 라듐은 단위 시간당 50%의 확률로 알파 붕괴하도록 세팅되어 있어서 단위 시간이 흐른 후에는 50%의 확률로 살아 있거나 죽어 있을 것이다. 살아 있으면서 죽어있음의 상태란 존재할 수 없으니 결국 어느 순간이 생과 사를 가르는 결정적인 순간이 될 것이다. 그 순간은 상자 안의 고양이 만이 알뿐이다. 살아 있음과 죽음의 확인은 관찰자가 상자를 여는 순간에 가능하다.


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슈뢰딩거의 고양이 – 인기있는 과학 이론 캐릭터 로열티 무료 사진, 그림, 이미지 그리고 스톡포토그래피. Image 81813551.

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슈뢰딩거의 고양이 – 인기있는 과학 이론 캐릭터 로열티 무료 사진, 그림, 이미지 그리고 스톡포토그래피. Image 81813551.

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슈뢰딩거의 고양이 – 인기있는 과학 이론 캐릭터

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[부분필사] 나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 : 네이버 포스트

[BY 로디나] 나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다소설은 그냥 그 자체로 재미있기를 바란다. 단지 직업이 직…

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부분필사] 나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 : 네이버 포스트
부분필사] 나는 슈뢰딩거의 고양이로소이다 : 네이버 포스트

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양자 컴퓨터 – 슈뢰딩거 고양이 만들기

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양자 컴퓨터 - 슈뢰딩거 고양이 만들기
양자 컴퓨터 – 슈뢰딩거 고양이 만들기

이런 궁금증이 생길 수 있다. 어차피 확률 진폭과 확률이 똑같이 대응 되는 값이라면 그냥 처음부터 확률 진폭 대신 확률을 써도 되지 않을까? 그건 이 글이 다루는 범위를 넘어가는데, 실제로 양자역학이나 양자 컴퓨터에서는 확률 진폭을 가지고 직접 계산을 하는 경우가 있고, 이 경우 확률만으로는 정확한 계산을 할 수가 없다. 확률만으로 계산할 수 있었다면 양자역학이 고전적인 물리와 다르지 않았을 것이다. 확률 진폭을 가지고 계산을 하고 또 그게 완벽히 맞아 떨어지기 때문에 현대 물리는 큐빗 혹은 입자는 확률 진폭을 가지고 있다고

예를 들어 만약 독가스가 80%는 살리고, 20%만 죽인다고 해보자. 그러면 이 박스 안 슈뢰딩거의 고양이는 \((\sqrt{0.8}, \sqrt{0.2}) = (0.89427, 0.4)\)으로 표현한다. 이때 박스를 열면 우리는 80%, 20%의 중첩 된 고양이는 볼 수 없고 80%의 확률로 산 고양이(1, 0)를 보거나 20%의 확률로 죽은 고양이(0, 1)를 보게 된다.

고전적(혹은 거시적) 관점에서는 측정이 대상에 큰 영향을 주지 않는다. 즉, 몰래 엿보기가 가능하다. 실험을 아주 잘 하면 실험 대상의 상태는 변하지 않는다. 하지만 양자역학 세계에서는 엿보기가 불가능하고 우리가 그걸 관찰할 때 상태가 결정 된다. 그래서 측정이 매우 중요한 역할을 한다. 이 세계에서는 측정은 엿보기가 아니라 상태를 결정 시키는 것이다. 물론 확률적으로.


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보꾸-% On Twitter: “슈뢰딩거의 고양이 Https://T.Co/Zxbh1Td50Z” / Twitter

Something went wrong, but don’t fret — let’s give it another shot.


비디오 슈뢰딩거 의 고양이 고양이가 살아있으면서 죽어있는 게… 양자역학에선 가능하다고? 슈뢰딩거의 고양이!

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