질물리학 과학자 드브로이 · 디랙 · 벨 · 보른 · 보스 · 보어 · 봄 · 빈 · 살람 · 슈뢰딩거 · 에렌페스트 · 에버렛 · 요르단 · 위그너 · 조머펠트 · 크라머르스 · 파울리 · 파인먼 · 폰 노이만 · 플랑크 · 하이젠베르크 v. d. e. h 양자역학에서, 다세계 해석 ( 多 世 界 解 [UNK], 영어 : many - worlds interpretation ) 은 양자역학에서 나타나는 여러 역설적인 상황을 해결하기 위해 개발된 양자역학의 해석이다. 다세계 해석에 따르면, 파동 함수 붕괴가 실재하지 않고, 대신 모든 사건에 대해 가능한 모든 결과들이 양자 결풀림이라는 현상을 통해 각자의 " 역사 " 혹은 " 세계 " 에 실재한다. 지지자들에 따르면, 이 해석은 양자역학의 결정론적 방정식으로부터 어떻게 비결정론적 관측이 도출되는지를 설명한다. 목차 1 역사 2 양자역학의 해석의 필요성 2. 1 코펜하겐 해석 2. 2 코펜하겐 해석의 한계 3 다세계 해석의 주요 내용 3. 1 양자 얽힘과 결풀림 3. 2 다중 우주론 3. 3 다세계 해석과 결정론 문제 4 문제점 4. 1 확률의 해석 4. 2 관찰 불가능 4. 3 물리량 보존 4. 4 오컴의 면도
보어가 1927년 제시한 코펜하겐 해석이 가장 통상적이다. 이 해석에 따르면, 관찰자 혹은 관측자와의 상호작용이 파동함수의 붕괴를 초래하고 그에 따라 다양한 가능성의 결과들은 한 가지의 결과로 오그라든다고 설명한다. 보어와 연구자들이 내린 추론의 결과는, 전자는'관측되기 전에는 파동이며 관측되면 입자가 되며 이로부터 이중 슬릿 실험에서의 간섭 무늬 현상을 설명할 수 있다는 것'이었다. 그리고 이 파동의 본질은'입자가 어디서 관측될 지의 확률의 파동'이다. 파동의 본질을'입자가 어디서 관측될 지의 확률의 파동'으로 보는 것은 파동이 입자처럼 특정한 지점에 위치를 잡을 수 있는 것은 아니기 때문이다. 이 외에도 프린스턴 대학교의 존 폰 노이만이 제안한'프린스턴 해석 ', 알베르트 아인슈타인을 중심으로 통계적으로 해석하는 것을 제안한 앙상블 해석과 숨은 변수 이론 등이 있다. 이러한 다양한 해석에 따라 양자물리학의 여러 가지 현상을 바라보는 시각이 달라진다. 코펜하겐 해석의 한계 [ 편집 ] 역설적이게도 양자론의 주역이자 슈뢰딩거 방정식을 만든 장본인인 오스트리아의 에르빈 슈뢰딩거는 코펜하겐 해석이 도입하는 미시 입자의 확률적 해석에 반발하여'
3. 2 다중 우주론 3. 3 다세계 해석과 결정론 문제 4 문제점 4. 1 확률의 해석 4. 2 관찰 불가능 4. 3 물리량 보존 4. 4 오컴의 면도날 4. 5 정체성 문제 5 같이 보기 6 참고 문헌 7 외부 링크 역사 [ 편집 ] 다세계 해석은 휴 에버렛이 1957년에'상대적 상태'의 개념을 창안해내면서 나타났고, [ 1 ] 이는 이후 브라이스 디윗이 60년대와 70년대에'다세계'로 이름을 바꾸면서 유명해졌다. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 다세계 해석은 양자역학의 토대가 확립되고 나서 30년 가량이 지난 1954년 휴 에버렛 3세가 창안하였다. 1957년 프리스턴 수학과 학생이었던 에버렛은 박사 논문 주제로 이 해석을 도입하였다. 1955년 에버렛은 프리스턴 대학교 명예 교수로 있던 물리학자 존 휠러를 자신의 박사 과정 지도 교수로 바꾼 뒤 세계의 파동 함수 이론이란 주제로 자신의 졸업 논문을 쓰기 시작한다. 1956년 1월에 그는 다세계 해석으로부터 유도된 수학적 결과를 정리하여 휠러에게 제출했다. 휠러는 에버렛의 논문을 매우 좋게 평가하여, 그 해 5월에 에버렛의 아이디어에 대한 호의적인 반응을 기대하고 코펜하겐에 있
유한 퍼텐셜 우물 · 퍼텐셜 단 · 중심 퍼텐셜 속 입자 양자 조화 진동자 ( 사다리 연산자 · 결맞는 상태 · 후시미 표현 · 글라우버 - [UNK] 표현 ) 보스 기체 · 페르미 기체 ( 파울리 배타 원리 ) · 교환 연산자 스핀과 전자기 상호작용 각운동량 연산자 ( 총 각운동량 양자수 ) · 클렙슈 - 고르단 계수 · 스피너 아로노프 - 봄 효과 · 기하학적 위상 · 양자 홀 효과 ( 란다우 준위 ) 제이만 효과 · 슈타르크 효과 산란과 섭동 이론 산란 이론 · 산란 행렬 산란 진폭 · 산란 길이 위그너 - 에카르트 정리광학 정리 · 보른 근사 부분파 방법 리프먼 - 슈윙거 방정식 실험 이중 슬릿 · 데이비슨 - 거머 · 슈테른 - 게를라흐 · 벨 부등식 · 슈뢰딩거의 고양이 양자 측정과 해석 드브로이 - 봄 이론 · 정합적 역사 해석 · 코펜하겐 해석 · 앙상블 해석 · 숨은 변수 이론 · 다세계 해석 · 객관적 붕괴 해석 · 양자 논리 · 관계 양자 역학 · 추계적 해석 · 교류 해석 · 서울 해석 응용 양자 정보 과학 · 양자 컴퓨터 · 양자장론 · 응집물질물리학 과학자 드브로이 · 디랙 · 벨 · 보른 · 보스 · 보어 · 봄 · 빈 · 살람 · 슈뢰딩거 · 에렌페스트 · 에버렛 · 요르단 ·
이게도 양자론의 주역이자 슈뢰딩거 방정식을 만든 장본인인 오스트리아의 에르빈 슈뢰딩거는 코펜하겐 해석이 도입하는 미시 입자의 확률적 해석에 반발하여'슈뢰딩거의 고양이'사고 실험을 고안하였다. 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험은 미시입자가 아닌 거시입자인 고양이를 코펜하겐 해석의 논리에 도입함으로써 양자론, 코펜하겐 해석의 확률적 해석이 완전하지 않다는 모순점을 지적한다. 본질적으로 이중 슬릿 실험이 관측 행위를 배제하고, 전자의 거동방식에 대한 일정한 가능성의 추론만이 가능한데다'관측하지 않는 존재'에 대해 단언하는 것은 불가능하다는 점에서 코펜하겐 해석은 타당성을 확보할 수 없다. 나아가 입자라고 생각해왔던'한 개의 원자'가'위치가 정해져 있지 않은 채의 가능성이 서로 겹친 파동과 같은 존재'라는 코펜하겐 해석이 옳다면, 인간을 포함해 모든 물질 ( 우주 ) 도'모든 가능성이 서로 겹쳐진 파동 같은 존재'라고 생각할 수 있다. 그러면 우주에 있는 모든 가능성은 동일한 시간과 공간 안에서 서로 겹쳐 존재하는 것이 된다. 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험은 전자가 다중으로 존재할 수 있다는 가설로부터 고양이 역시 현실에서 다중으로 존재해야 한다는 결론은
하여 휠러에게 제출했다. 휠러는 에버렛의 논문을 매우 좋게 평가하여, 그 해 5월에 에버렛의 아이디어에 대한 호의적인 반응을 기대하고 코펜하겐에 있는 닐스 보어를 방문하였으나 결과는 좋지 않았다. 이에 존 휠러는 에버렛이 박사 학위 논문을 수정하기를 권고했다. 1957년 3월 에버렛은 이전의 논문을 수정한 박사 학위 논문을 제출하여 4월에 심사를 통과했고, 이 논문은 그해 7월 《 현대 물리학 리뷰 》 ( 영어 : Review of Modern Physics ) 라는 학술지에 〈 양자역학의 상대 상태 공식화 〉 란 제목으로 게재되었다 [ 1 ] ( 원래 휴 에버렛이 양자 얽힘을 설명하기 위해 연관적 해석으로 제목을 지었으나 휠러는 상대 상태로 제목을 고치도록 하였다 ). 그러나 당시 에버렛의 논문은 커다란 호응을 얻지 못했다. 약 10년 뒤, 이 아이디어는 물리학자 브라이스 디윗에 의해'상대 상태 공식화'또는'세계 파동 함수'대신'다세계 해석'이란 이름으로 바뀌어 많은 사람들의 전반적인 지지를 얻었다. 디윗은 대학원생 닐 그레엄의 아이디어와 휴 에버렛이 개발한 수학을 기반으로 에버렛의 해석을 발전시켰다. 디윗은 에버렛의 아이디어를 소개하는 몇
안에서 서로 겹쳐 존재하는 것이 된다. 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험은 전자가 다중으로 존재할 수 있다는 가설로부터 고양이 역시 현실에서 다중으로 존재해야 한다는 결론은 도출해낸다. 이는 코펜하겐 해석의 모순점을 지적하는 한편, 이를 관측하는 사람 ( 관측자 ) 역시 다중으로 존재한다는 새로운 시각의 탄생을 가능케 했다. 나아가 관측 대상을 관측하는 사람이 다중으로 존재한다는 것은 내가 존재하는 세계가 다중으로 존재한다는 것이며, 결국 다세계가 존재한다는 결론을 이끌어낸다. 에버렛은 이 점에 착안해 새로운 이론을 창설해 내면서 일어날 가능성이 조금이라도 있는 사건 ( 양자역학적 확률이 0이 아닌 사건 ) 은 분리된 세계에서는 하나도 빠짐 없이'실현'된다고 하였다. 다세계 해석의 주요 내용 [ 편집 ] 양자역학에서, 양자 상태의 시간 변화는 슈뢰딩거 방정식과 파동 함수 붕괴 ( wavefunction collapse ) 라는 두 과정을 따른다. 다세계 해석에 따르면, 후자는 관찰자를 계에 포함시키지 않았을 때에만 적용되는, 근사적인 법칙이다. 만약 관찰자를 계의 일부로 포함시킨 경우, 관찰자를 포함한 전체 계의 상태 오직 슈뢰딩거 방정식을 따라 결정론적으로 변화한다. 일반적으로, 양자
. 디윗은 대학원생 닐 그레엄의 아이디어와 휴 에버렛이 개발한 수학을 기반으로 에버렛의 해석을 발전시켰다. 디윗은 에버렛의 아이디어를 소개하는 몇 편의 논문을 발표했고, 1970년에는 이 내용을 《 피직스 투데이 》 ( 영어 : Physics Today ) 라는 학술잡지에 소개하여 물리학자들의 관심을 끌었다. [ 3 ] 이 논문이 다세계 해석의 주요 내용을 이룬다. 그 후 에버렛의 해석은 또 달리 해석되어'여러 마음 해석'이 나온다. 이 개념은 1970년 디터 체 ( 독일어 : Dieter Zeh ) 에 의해 처음 제시되었고, 데이비드 앨버트 ( 영어 : David Z. Albert ) 와 배리 로어 ( 영어 : Barry Loewer ) 가'여러 마음 해석'이란 용어를 처음 사용하였다. 이 밖에 다세계 해석은 머리 겔만과 제임스 하틀 ( 영어 : James Hartle ) 에 의해'여러 역사 해석'으로 발전하기도 하였으며, 최근에는 데이비드 도이치가 자신의 양자 컴퓨터에 관한 이론에서 다세계 해석의 개념을 적용하면서 다시금 많은 지지를 얻고 있다. 그 뒤 결풀림을 이용해 양자역학을 이해하려는 시도에는 많은 발전이 있었으며, 대중적으로도 널리 알려졌다. [ 6 ] [ 7 ] [
확률론적 결정론이 주장되기도 한다. 문제점 [ 편집 ] 확률의 해석 [ 편집 ] 다세계 해석에서는 파동 함수의 확률만큼의 비율로 모든 세계가 현실화되므로 한 세계에서의 확률의 의미는 모호해진다. 양자역학은 이를 수학적으로 기술한 슈뢰딩거 방정식에 따라 확률론적 입장을 취한다. 슈뢰딩거 방정식은 파동 함수로 나타내어진 상태를 지닌 확률을 계산하는 함수이다. 이 때 다세계 해석에서의 파동은 모든 가능한 세계에서 그 상태가 차지하는 비율로 표현된다. 즉, 확률이 높다면 그 사건이 일어나는 세계의 수가 많다는 것을 뜻한다. 다세계 해석에서는 양자역학적 확률이 0이 아닌 모든 사건, 즉 일어날 가능성이 조금이라도 있는 사건은 분리된 세계를 통해 모두 실현된다고 설명하였다. 그러나 모든 확률의 실현된다고 한다면 하나의 세계에서 그 확률은 0 아니면 1인 셈이 되므로 그 확률의 의미가 사라진다. 즉, 모든 값들의 실현은 각각의 해들이 지닌 확률의 역할을 모호하게 하고, 양자역학의 확률적 예견의 의미 또한 무의미해진다. 다시 말하면, 양자역학에서 중요한 " 확률적으로 존재한다 " 는 해석은 다세계 해석에서는 " 모두 존재한다 " 는 해석으로 그 의미가 사라진다. 따라서 이 해석에 의하면 확률
의 성질을 가진다는 사실을 발견하였고, 전자에서도 빛에서와 같이 이중 슬릿 실험에서의 간섭무늬가 발생한다는 것이 밝혀지면서 이 세계의 모든 물질 ( 물질은 전자로 이루어지므로 ) 이 입자성과 파동성이 동시에 나타날 수 있다는 사실이 확인되었다. 이로써 양립할 수 없을 것이라 여겨지던 입자의 입자성과 파동성이 양립가능함이 증명되어 기존의 물리학적 상식은 뒤흔들리고 양자역학이 탄생하였다. 양자역학은 미시세계에서 설명되지 않는 수 많은 현상을 설명하기 위해 나왔다. 그러나 양자역학은 고전역학과 달리 확률론적 입장을 취한다. 정확한 수학 공식만 알고 있으면 미래를 예측할 수 있다고 본 고전역학과 달리, 양자역학에서는 현재 상태에 대해 정확하게 알더라도 미래에 일어나는 사실을 정확하게 예측하는 것은 불가능하기 때문에 양자역학에서 이 난점을 설명하는 해석이 필요해졌다. 코펜하겐 해석 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 코펜하겐 해석입니다. 양자역학을 설명하는 다양한 해석 중, 닐스 보어가 1927년 제시한 코펜하겐 해석이 가장 통상적이다. 이 해석에 따르면, 관찰자 혹은 관측자와의 상호작용이 파동함수의 붕괴를 초래하고 그에 따라 다양한 가능
양자역학에서 다세계 해석(多世界解釋, 영어: many-worlds interpretation)은 양자역학에서 나타나는 여러 역설적인 상황을 해결하기 위해 개발된 양자역학의 해석이다. 다세계 해석에 따르면, 파동 함수 붕괴가 실재하지 않고, 대신 모든 사건에 대해 가능한 모든 결과들이 양자 결풀림이라는 현상을 통해 각자의 "역사" 혹은 "세계"에 실재한다. 지지자들에 따르면, 이 해석은 양자역학의 결정론적 방정식으로부터 어떻게 비결정론적 관측이 도출되는지를 설명한다.