코펜하겐 해석
위키백과 ― 우리 모두의 백과사전.
코펜하겐 해석(Copenhagen interpretation)은 닐스 보어와 베르너 하이젠베르크 등에 의해 1927년 무렵 코펜하겐에서 만들어진 양자역학의 해석이다. 관측되기 전의 전자는 여러 가지 위치에 있는 상태가 서로 겹쳐져 존재하지만, 관측자가 전자를 관측하는 순간 '파동의 수축'이 일어나 전자가 한 곳에서만 발견된다는 사고방식이다.
목차 |
[편집] 개론
코펜하겐 해석은 여러 과학자와 철학자들이 20세기 초반에 갖고 있던 수많은 생각들로 이루어졌으며, 따라서 그 핵심적인 주장 내용이 무엇인지를 명확히 말하기는 힘들다.[1] Asher Peres[?]는 여러 저자들이 '코펜하겐 해석'을 서로 상당히 다른, 때로는 정반대되는 의미로도 사용하고 있음을 지적했다.[2] 그러나 대략적으로는 다음의 내용들이 코펜하겐 해석을 규정한다고 말할 수 있다.
- 물리계는 관찰자의 지식을 나타내는 파동함수ψ로 완전히 묘사된다. (하이젠베르크)
- 자연의 묘사는 본질적으로 확률적이다. 특정 사건이 발생할 확률은 파동함수의 진폭의 제곱으로부터 나온다. (막스 보른)
- 불확정성 원리에 따라, 물리계의 모든 상태를 동시에 정확히 알 수는 없으며, 오직 확률을 통해 묘사할 수 있을 뿐이다.
- 상보성 원리: 물질은 입자-파동 이중성을 갖는다. 실험을 통해 특정 물질의 입자성이나 파동성을 보일 수는 있지만, 동시에 양쪽 모두를 보일 수는 없다. (닐스 보어)
- 측정 장비는 본질적으로 고전적이며, 위치와 운동량 등의 고전적 성질을 측정한다.
- 보어와 하이젠베르크의 대응원리: 큰 계의 양자역학적 묘사는 고전적 묘사에 근접한다.
[편집] 파동함수의 의미
코펜하겐 해석은 파동함수의 실재성을 부정하거나, 최소한 이에 대해 관심을 갖지 않는다.
파동함수가 실재하는 코펜하겐 해석의 '객관적' 버전이 존재한다고 주장하는 이들이 있으나, 이는 대체로 보어의 주장과는 모순되는 것으로 보인다. 실증주의에 강한 영향을 받은 닐스 보어는 과학이란 실험을 할 때 어떤 결과가 나오는가를 다루는 학문으로, 그 이상의 요구는 과학이 아닌 형이상학에 속한다고 주장했다. 그에 비해 하이젠베르크는 때때로 실재론적 성향을 보이기도 했다.[3] 파동함수의 실재성에 대한 '불가지론적' 견해로, von Weiszacker는 케임브리지에서 학회에 참석하면서 코펜하겐 해석이 "관측될 수 없는 것은 존재하지 않는다"고 주장한다는 것을 부정했으며, 올바른 내용은 "관측된 것은 확실히 존재하는 반면, 관측되지 않은 것에 대해서는 자유롭게 가설을 설정할 수 있다. 그 자유를 이용해 역설을 피하면 된다"라고 제안했다.[4] 파동함수가 확률을 계산하기 위한 수학적 도구일 뿐이라는 '주관적' 시각은 모둠 해석의 접근법과 유사하다.
[편집] 붕괴의 실제
코펜하겐 해석의 모든 버전은 어떤 형태로든 관측되지 않은 고유값들이 고려 대상에서 제외되는 파동함수의 붕괴를 포함한다.[5] 주관적 관점을 주장하는 이는 파동함수는 지식일 뿐이라고 보기에, "붕괴"도 단지 그동안 애매했던 무언가에 대해 관찰자가 알게 되는 사건일 뿐이라고 본다. 어떤 이들은 실제 파동함수의 붕괴라는 개념은 존 폰 노이만이 도입했으며 원래의 코펜하겐 해석에는 포함되지 않은 것이라고 주장하기도 한다.[6]
[편집] 지지도
1997년에 양자역학 학회에서 이루어진 투표의 결과, 코펜하겐 해석은 가장 널리 받아들여지고 있는 양자역학의 해석으로 꼽혔으며, 2위는 다세계 해석이 차지했다.[7] 이와 같이 현재도 코펜하겐 해석은 물리학자들 사이에서 가장 많은 지지를 받고 있으나, 20세기 초중반 동안에는 그 정도가 현재보다 더더욱 압도적이었다. 존 그리빈[8]에 따르면 코펜하겐 해석은 1980년대 이후로 압도적 우위를 잃었다.
[편집] 주석
- ↑ In fact Bohr and Heisenberg never totally agreed on how to understand the mathematical formalism of quantum mechanics, and none of them ever used the term “the Copenhagen interpretation” as a joint name for their ideas. Bohr once distanced himself from what he considered to be Heisenberg's more subjective interpretation Stanford Encyclopedia of Philosophy
- ↑ "There seems to be at least as many different Copenhagen interpretations as people who use that term, probably there are more. For example, in two classic articles on the foundations of quantum mechanics, Ballentine (1970) and Stapp(1972) give diametrically opposite definitions of “Copenhagen.”", A. Peres, Popper's experiment and the Copenhagen interpretation, Stud. History Philos. Modern Physics 33 (2002) 23, preprint
- ↑ "Historically, Heisenberg wanted to base quantum theory solely on observable quantities such as the intensity of spectral lines, getting rid of all intuitive (anschauliche) concepts such as particle trajectories in space-time[2]. This attitude changed drastically with his paper [3] in which he introduced the uncertainty relations – there he put forward the point of view that it is the theory which decides what can be observed. His move from positivism to operationalism can be clearly understood as a reaction on the advent of Schr¨odinger’s wave mechanics [1] which, in particular due to its intuitiveness, became soon very popular among physicists. In fact, the word anschaulich (intuitive) is contained in the title of Heisenberg’s paper [3]."Kiefer, C. On the interpretation of quantum theory – from Copenhagen to the present day
- ↑ John Cramer on the Copenhagen Interpretation
- ↑ "To summarise, one can identify the following ingredients as being characteristic for the Copenhagen interpretation(s)[...]Reduction of the wave packet as a formal rule without dynamical significance"Kiefer, C. On the interpretation of quantum theory – from Copenhagen to the present day
- ↑ "the “collapse” or “reduction” of the wave function. This was introduced by Heisenberg in his uncertainty paper [3] and later postulated by von Neumann as a dynamical process independent of the Schrodinger equation"Kiefer, C. On the interpretation of quantum theory – from Copenhagen to the present day
- ↑ The Many Worlds Interpretation of Quantum Mechanics
- ↑ Gribbin, J. Q for Quantum

