양자역학과 수학의 불확정성의 원리와는 무슨 관계가 있나요?

저도 양자역학에 대해서 잘 아는건 아닙니다만,

기본적으로 세상을 구성하는 것은 입자일수도 있고 파동일수도 있다는 '확률'에 근거하는 이론이라고 알고 있습니다.

관측을 하기 전에는 파동의 성질을 띄는 것이 관측을 하자 입자처럼 운동하더라는 거죠.

즉 관측을 통해 '확정'시키기 전에는 그 위치를 알수는 없고 확률로만 짐작할 수 있다는 것이 '불확정성의 원리'이고,

양자역학의 요체이기도 합니다.

아인슈타인은 놀랍게도 양자역학을 인정하지 않는 학파였습니다.

자신의 필생의 역작인 상대성이론에 부합되지 않기 때문이죠.

아인슈타인은 양자역학을 부정하기 위해서,

EPR 역설이라는 것을 생각해냈죠(EPR의 E는 아인슈타인, P,R는 나머지 공동 제안자인 학자들).

이 내용은 전자 두 개를 양쪽에서 맞부딪치면, 그 전자들은 반동으로 서로 반대로 날아가는데,

양자역학대로라면 이 전자를 한쪽에서 관측하면 위치가 확정되는 동시에 다른 한쪽 또한 위치가 확정되어야합니다.

하지만 전자의 속도는 빛의 속도고, 상대성이론에 따르면 빛의 속도를 넘어서는건 불가능합니다.

그렇기 때문에 '광속으로 반대로 날아가는 두 입자의 측정되었다는 정보는 광속을 넘어서 서로에게 전달 불가능하기 때문에 역설이고 실험결과가 그렇게 나오는게 불가능 할것이다'라며 위의 실험을 하면 저렇게 되지 않을것이라고 했는데,

실험해보니 덜컥 실험에 성공해버렸다고 합니다.

얼마전에 CERN의 연구결과에 빛보다 빠른 입자 발견이라며 뉴트리노를 가지고 말이 많았는데, 떠든것에 비해 너무 쉽게 '측정오류'라는 결론을 내렸더군요. 그정도로 떠들려면 오류나 오차의 가능성을 줄이기 위해, 엄청난 횟수의 실험을 했을테고, 실제로 그랬다는 기사도 있는데... 뭔가 억지스런 과학적인 이유과는 관계없는 일이 껴들어 있는거 같기도 하고...

어쨌거나 이렇게 떠들때 '아인슈타인의 상대성 이론이 틀렸다는걸 증명했나?'라는 말들을 했지만,

EPR역설이 실제로 존재한다는 실험결과가 나옴과 동시에 역설이 아니게 됨으로써 'EPR상관'으로 개명되어,

이미 상대성이론의 오류가 증명되어버렸습니다.

앞에 전제했다시피,

저도 잘 아는건 아니기에, 설명이 부족할수도 있고

저 자신도 EPR역설에 대해 뭔가 통제가 제대로 안된부분이 있지는 않을까하는 의심도 가지고 있습니다.

딱히 아인슈타인 편든다기보다는, 양자역학은 너무 뜬구름 잡는다는 느낌이 강해서 완전히 인정은 못하겠네요.(뭐 제가 인정하고 말고가 뭐가 중요하겠습니까만...)

그런데 수학의 불확실성 원리라는건 뭔가요?

수학이라고 말하시는거 보면 불확정성 원리의 오타는 아닌거 같고...

출처: ko.wikipedia.org/wiki/양자역학 ...

고전역학과 양자역학은 보는 관점에서부터 볼 수 있는 시각적 한계에 이르기 까지 많은 차이가 있다. 이러한 차이에 의해 같은 현상이라도 다르게 보이는 것입니다. 1927년에 하이젠베르크에 의해 발견된 불확정성 원리에 의하면 입자의 위치와 운동량 간에는 입자의 위치가 더 정확하게 결정되면 운동량은 덜 정확하게 결정되고 반대로 운동량이 더 정확하게 결정되면 위치는 덜 정확하게 결정된다. 직선상에서 입자의 위치의 불확정도의 범위를 △x, 운동량의 불확정도의 범위를 △p라고 하면 이 두 양이 곱 △x△p가 h/2π≒10^(-34)보다 작을 수 없다는 것이다. 예를 들어 △x = 10^-20m라면 (10^-20m이내의 오차를 두고 정확하게 측정한다면)  운동량은 △p= 10^-14 kgm/s 이상의 오차를 갖게 된다는 것이다. 이러한 △x나 △p의 값은 고전 역학적 사고에서는 매우 정확한 값에 해당하는 것이었습니다.

따라서 고전역학이 적용되는 거시적인 대상에 대해서는 측정의 정확도에 한계가 매우 컸기 때문에 이러한 원리가 발견되지 않았던 것입니다. 측정기술의 발달로 원자적인 현상이 알려지면서부터 측정의 한계가 작아지고, 매우 정확한 측정이 가능해지자 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정하는 것이 불가능하다는 원리가 발견된 것입니다. 예를 들면, 원자 안에 있는 전자는, △x△p의 값이 허용하는 최소값에 접근하는 값을 갖고 있습니다. 즉 전자는 원자 안에 어딘가에 있어야 하므로, 그 오차는 아무리 커도 원자의 크기를 벗어나지 못합니다. 따라서 △x = 10^(-10)m이고, 전자의 속도도 대략 △v=10^6m입니다. 따라서, △x△p= △x(m△v) ≒(10^-10m) × (10^-30kg) ×(10^6m/s) ≒ 10^(-34)으로서 허용되는 값이 됩니다. 따라서 원자내의 운동에 대해서는 하이젠베르크의 원리가 매우 중요하다. 이 워닐는 원자 구조 뿐만 아니라 원자 및 원자를 이루는 입자의 물리현상을 이해하는 데에도 매우 중요하다. 어떤 의미에서는 이 원리는 고전역학과 양자물리간의근본적인 차이점을 나타내는 것입니다.

----------

양자역학이란 양자론의 기초를 이루는 물리학이론의 체계이다. 원자, 분자, 소립자 등의 미시적 대상에 적용되는 역학으로 거시적 현상에 보편적으로 적용되는 고전역학과 상반되는 부분이 많다. 양자역학의 등장으로 물성물리학을 비롯한 다양한 물리학 분야에서 큰 발전이 이루어졌다. 양자역학(Quantum Mechanics)은 현대 물리학 연구의 가장 중요한 분야 중 하나로 눈으로 볼 수 없는 미시 세계(Microscopic world)에서의 역학에 대한 연구입니다. 우리가 눈으로 볼 수 있는 세상을 매우 간결하고 아름답게 설명하는 뉴턴 역학에 의하면, 우리가 공을 던지면 그 공은 포물선을 그리며 날아가다 떨어지지요. 하지만 양자 역학이 적용되는 미시 세계에서 입자들은 그렇게 단순하게 움직이지 않습니다. 입자를 멀리 던지면 그 입자는 포물선을 향해 날아가기도 하고, 뒤로 돌아갔다 앞으로 가기도 하고, 직선 경로를 따라 움직이기도 하고, 심지어는 태양 주변을 공전하다 목적지를 향해 날아가기도 합니다. 더욱 놀라운 사실은, 이 모든 움직임이 한 입자에게서 "동시에" 관측될 수 있다는 것이지요. 양자 역학을 이해하기 위해서는 ‘하이젠베르그‘의 행렬역학(Matrix Mechanics)에 대한 이해가 선행되어야 합니다. 슈뢰딩거의 물질-파동역학(Matter Wave Mechanics)을 이해하기 위한 다른 방법으로 제시된 이 강력한 역학은 비 상대론적 슈뢰딩거 방정식(Non-relativistic Schrodinger Equation)이 다룰 수 없었던 위치 의존적이지 않은 시스템(예를 들어 전자의 스핀 같은)에 대한 풀이를 찾을 수 있게 해줍니다. 또 ’하이젠베르그‘의 불확정성 원리(Uncertainty Principle)에 대한 연구와 해석학적 풀이가 존재하지 않는 시스템을 연구하는 Approximate Methods 또한 양자 역학의 분야에 포함됩니다.  불확정성 원리와 양자적 얽힘 현상은 물론 아인슈타인, 포돌스키, 로젠이 양자 역학을 부정하기 위해 세운 것으로 유명해진 EPR 패러독스 (EPR Paradox)와 그 해법 역시 양자 역학의 역사에서 빼놓을 수 없는 중요한 논쟁입니다

출처: 양자역학 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

분류 - 물리학의 미해결 문제

양자역학(量子力學)은 분자, 원자, 전자와 같은 작은 크기를 갖는 계의 물리학을 연구하는 분야이다. 19세기 중반까지의 실험은 뉴턴의 고전역학으로 설명할 수 있었다. 그러나, 19세기 ... "ko.wikipedia.org/wiki/양자역학" - 에서 더 보세요

-----------

사람들은 저걸 가능한한 최대한 제어하려고 노력하죠.

지금 10~20nm 반도체를 생산하고 있는게 그 증거... 이미 100nm이하로 내려간 시점부터 뉴턴역학은 쓸모가 없어졌습니다.

어떻게든 제어할 수 없는 것을 제어하려고 노력하고 있고, 전류기반이 아닌 양자기반의 컴퓨터소자를 개발하려고 엄청 노력하고 있지요.

매일매일 슈퍼컴퓨터가 양자역학으로 반도체 소자의 특성을 예측하는 것을 옆에서 지켜보고 있는 1人.