양자얽힘에 대한 잘 정리된 글.. 로 추측됩니다.

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서울에 있는 A와 부산에 있는 B가 동전을 던져서 똑 같은 면이 나올 확률은 50%이다. 10번을 던졌더니 똑 같은 면이 10번 나왔다면 매우 운이 좋은 것이라 말할 수 있다. 그런데 10000번을 던졌더니 10000번 다 똑 같은 면이 나왔다면 이것은 운이라고 볼 수 없다. 이것은 의도적으로 계획된 것이든지 아니면 동전이 서로 깊이 연결된 것이라 생각할 수 있다. 동전을 양자라고 한다면 아인슈타인은 의도적으로 계획된 것이라 주장했고 양자역학자들은 동전끼리 서로 연결된 것이라 주장했다. 물론 상식적으로는 아인슈타인의 주장이 더 설득력이 있어 보이지만 실험적으로는 양자역학자들이 옳았다. 실제 세계에서 이런 일은 일어나지 않는다. 그런데 양자세계에서는 이런 일이 일어난다. 양자역학자들은 한 입자의 속도와 위치는 동시에 측정할 수 없다고 하였다. 이는 입자를 측정하려고 빛을 쏘는 순간 빛의 영향으로 입자가 교란을 입기 때문이다. 양자역학자들과는 반대로 EPR(아인슈타인-포들스키-로젠)은 입자는 임의의 순간에 명확한 속도와 위치를 갖고 있다고 주장했다. 측정하기 위해 빛을 쏘는 순간 입자가 교란하게 된다면 입자를 교란하지 않고 간접적인 방법으로 입자를 측정할 수 있다고 하였다. 예를 들어 원래 하나였던 입자가 어느 순간에 갑자기 질량이 같은 두 개의 입자로 분해되었다면 각각의 입자들은 동일한 속도로 서로 반대 방향을 향해 날아간다. 이것은 원자물리학에서 빈번하게 나타나는 현상이다. 두 입자를 각각 R과 L이라고 하자. 이 둘은 속도는 같고 위치는 서로 반대방향이다. R의 위치를 알기 위해 강한 빛을 쏘는 순간 R은 튕겨나가 어디에 있는지 알 수 없다. 그러나 빛을 맞는 R은 그 자리에 없지만 반대방향으로 움직이고 있는 L은 그 자리에 그대로 있다. 이로써 L의 입자를 건드리지 않고서도 L의 위치와 속도를 정확하게 측정할 수 있다. 결과적으로 입자 L은 임의의 순간에 정확한 위치와 속도를 가지고 있다. EPR이 제기한 이 역설은 양자역학의 완전성을 심각하게 위협하는 듯 보였다. 그런데 여기서 엄청난 반전이 일어났다. 우리는 L의 입자를 건드리지 않고 R의 입자를 건드리면서 L을 측정할 수 있다고 하였다. 그런데 실험결과 R의 입자를 건드리면 L도 동일하게 영향을 받는다. 물리학은 국소성의 원리를 따른다. 국소성의 원리란 공간적으로 멀리 떨어져있는 두 물체는 절대 서로 직접적으로 영향을 줄 수 없다는 물리학 원리이다. 서로 멀리 떨어져 있는 R이 L에게 영향을 줄 수 없다. 그런데 양자세계에서는 영향을 준다. 이를 비 국소성이라 한다. 1997년, 제네바 대학의 니콜라스 기신과 그의 동료들은 두 감지기 사이의 거리를 11㎞까지 띄워 놓고 두 양자의 상호연관성을 조사했더니 한 광자에 미치는 영향이 공간을 초월하여 상대방에게 영향을 미쳤다. 물리학자들은 이것을 양자얽힘이라고 부른다. 광자 A와 광자 B가 서로 멀리 떨어져 있어 A의 스핀을 측정하면 B도 동일한 스핀을 갖는다. A와 B 사이를 아무리 멀리 떨어지게 해도 반응은 즉각적으로 온다. A에게 1이라는 정보를 주었을 때 10광년 떨어진 B에게 즉각적으로 1이라는 정보가 뜬다. 그럼 이 둘을 매개하는 무슨 정보전달자가 있는가? 가장 빠른 빛으로 정보를 전달한다고 하더라도 10년은 걸린다. 이는 빛보다 빠른 것이다. 특수상대성이론으로는 빛보다 빠른 것은 없다. 아인슈타인은 이를 가리켜 무슨 ‘유령 같은 리모컨’이라도 있느냐고 반대했다. 아인슈타인의 반대에도 양자가 서로 얽혀 있다는 것은 실험적으로 사실로 증명되었다. 벨, 버클리 등 물리학자들은 양자얽힘에 대한 실험을 이어갔다. 그 결과 양자얽힘 현상이 부정할 수 없는 사실로 확인됐다. 최근 실험 과학자들이 밝혀낸 얽힘 현상에 의하면 거리가 무한히 떨어져있다고 하더라도 입자 간의 상호작용이 유지된다는 구체적인 증거가 드러났다. 그 어떤 장애물이 가로막고 있어도 얽혀있는 입자들은 시공간을 초월한 채 마치 한 몸처럼 신호를 전달 받았다. 2015년 10월 29일 독일의 딜루크 공과대학 연구소에서는 얽혀있는 두 양자를 1.4km 떨어진 곳에 배치한 후 다른 방식으로 소통할 수 없게 통신을 차단한 채 신호가 이어지는지 확인해보는 실험이 진행됐다. 비교적 장거리에서도 실험은 성공적인 결과를 도출해냈다. 다시 한 번 두 개의 입자가 얽혀져 있다는 사실이 증명된 것이다.

양자가 얽혀있다는 것은 우주가 국소성의 원리로 움직이는 것이 아니라 비 국소성의 원리로 움직인다는 것이다. 우주는 한 몸처럼 행동한다. 얽혀있는 양자는 우주 이쪽 끝에 있는 양자나 저쪽 끝에 있는 양자나 서로 한 몸이다. 대니얼 그린버거가 이런 말을 했다. ‘아인슈타인은 양자역학이 옳다면 세상이 미처 돌아가는 것이라고 말했다. 아인슈타인은 옳았다. 세상은 미처 돌아가고 있다’ 출처 - kaistq 의 블로그

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    우연이라고 생각해도 좋지만 구조론은 37년 전부터 이와 유사한 이야기를 해왔습니다. 외부의 영향을 받지 않는 닫힌계 곧 장 안에서는 시공간이 무시된다는 거죠. 왜냐하면 어딘가 그것을 만들어내는 지점이 있어야 하기 때문입니다. 그것을 만들어내는 지점에서 그것의 영향을 받는다면 모순이죠. 중요한 것은 양자얽힘의 이러한 성질이 인간의 직관적 판단과 어긋난다는 것입니다.

   과연 직관과 어긋나는가? 뉴턴의 기계론적인 시공간관은 동양에 없는 것입니다. 신선놀음에 도끼자루가 썩어가고 장자의 나비가 날아다니는 동양적 세계관으로 보면 뉴턴의 시공간이 오히려 인류의 경험적 직관과 어긋나고 아인슈타인의 상대성이 오히려 직관과 일치합니다. 직관과 어긋난다는 환상은 과학자들이 만들어낸 것이고 동양적 사유의 최종근거인 주역사상은 그 반대입니다. 

    보어가 괜히 주역의 음양론을 인용해먹은게 아니죠. 양자개념은 주역의 태극을 연상시킵니다. 태극은 음양이 얽혀 있습니다. 태극의 음양을 멀리 떼어놓아도 즉각 반응한다는게 신기하기는 합니다. 얽혀있다는 사실은 전혀 신기하지 않습니다. 동양적 세계관으로 보면 너무나 자연스러운 것입니다. 그런데 멀리 떼어놓아도 즉각 반응을 한다는 것은 주역에도 안 나오는 이야기입니다.

    구조론은 의사결정이 일어나는 장 안에서 시공간의 거리와 크기를 부정합니다. 그것은 제 3자가 개입할 때 작동하는 것입니다. 그 제 3자를 관측이라고 표현할 수 있습니다. 인체 내부에서는 굉장히 많은 센서들이 서로 관측하고 있으므로 슈뢰딩거의 고양이가 성립하지 않습니다. 하나의 단일한 장 안에서만 작동합니다. 과학자들은 굉장히 큰 분자나 물질에도 적용된다고 말합니다. 

    왜 이 점이 중요한가 하면 거시세계에도 굉장히 많은 양자적 상황이 있기 때문입니다. 외부의 제 3자가 개입하지 않은 의사결정의 장 말입니다. 백치 아다다와 같죠. 백치 아다다와 남편 수롱 둘 만 사는 섬에서 화폐는 휴지가 됩니다. 크기는 성립하지 않습니다. 영화 쏘우와 같은 밀실. 외부와 차단된 공간에서 일체의 가치는 부정됩니다. 둘의 상대적인 관계만 존재하는 것입니다.

    양자얽힘의 비국소성이 최종적으로 확정된다면 둘 사이에 장이 존재한다고 봐야 합니다. 장이 그 사이에 존재하는 많은 물질들을 어떻게 무시하는지는 밝혀지지 않았다고 봐야지요. 결론은 구조론을 공부하려면 어떤 둘의 상대적인 관계 외의 다른 모든 것들을 무시하는 훈련을 해야 합니다. 대부분 오판은 사건과 직접 관계가 없는 제 3자들을 판단에 개입시키기 때문에 일어납니다.