<소크라테스 vs 파인만의 토론>
소크라테스가 학당의 그늘 아래 앉아 사유하고 있을 때,
갑자기 번개처럼 말을 내뱉는 한 사내가 나타난다.
샌들과 흰 로브 대신 셔츠에 나무판자를 든 그는,
바로 현대의 천재 물리학자 리처드 파인만이다.
소크라테스:
그대는 이 세상의 숨은 법칙을 연구한다 하였는가?
파인만:
맞소. 나는 세상이 어떻게 작동하는지를 배우는 것을 사랑했지요.
특히 아주 작은 것들—예컨대 원자나 전자 같은 것들이요.
소크라테스:
그 작은 것들은 눈에 보이지 않기에, 더 위험한 착각을 줄 수도 있겠군.
그럼 묻겠네. 전자란, 그것은 어떤 ‘존재’인가?
파인만:
음, 글쎄… 전자는 말이지요… 파동이기도 하고 입자이기도 합니다.
소크라테스 (미간을 찌푸리며):
허면 그대는 그것이 둘이라고 말하는가?
존재가 하나일 수도, 둘일 수도 있다는 말인가?
파인만 (웃으며):
그 질문은 고대인의 방식이군요. 하지만 아주 좋은 질문입니다.
당신이 들으면 더 놀라겠지만,
전자 하나를 두 개의 구멍에 동시에 보낼 수도 있어요.
소크라테스:
하나가 두 곳에 동시에? 그대는 환상을 말하는가, 마술을 하는가?
파인만:
마술처럼 보이겠지만, 그것은 이중 슬릿 실험에서 실제로 벌어지는 일입니다.
전자를 하나씩, 두 개의 틈이 있는 얇은 막을 향해 발사하면
그 전자는 한 틈만을 통과하는 것이 아니라,
마치 두 틈을 동시에 지나간 것처럼 행동하며
파동 간섭무늬를 만들어냅니다.”
하지만 막상 측정하면, 전자는 특정한 한 점에서 딱 ‘입자’처럼 찍혀요.
소크라테스:
측정하기 전에는 파동이고, 측정하면 입자라…
그대의 과학은 마치 꿈을 설명하는 시인의 노래 같구나.
파인만:
한 전자를 보낼 때마다, 스크린에 점 하나씩 찍히는 것은 ‘입자’처럼 보입니다.
그런데 수많은 전자를 하나하나 보냈는데도, 스크린에 파동 간섭무늬가 생기는 것이죠.
소크라테스:
간섭이라면, 그것은 두 파동이 만나 영향을 주는 일 아닌가?
그렇다면 그 전자는 스스로 자신과 간섭하였단 말인가?
파인만:
그렇소. 마치 자신의 모든 가능한 경로를 동시에 간 것처럼 말이지요.
소크라테스:
그대는 존재가 ‘하나이면서 여럿’이라 말하는가?
나는 ‘하나이면서 동시에 둘’이라는 것은 궤변이라 배웠는데,
그대의 전자는 궤변보다 더 난해하군.
파인만 (장난스럽게 웃으며):
그래서 내가 양자역학을 처음 배울 때도 멘붕이었지요.
나는 단지 수학이 그렇게 말하고 있고,
실험이 그걸 확인했기에 따를 뿐입니다.
소크라테스:
그대는 실험이 보여준 것을 믿는다 하였지.
그렇다면 내가 묻겠다.
그대는 전자가 존재한다는 것이
‘보이는 것’인가, 아니면 ‘관측된 결과’에 불과한가?
파인만 (잠시 침묵)
좋은 질문입니다.
코펜하겐 해석에 따르면, 전자는 측정하기 전까지는
특정한 상태로 존재하지 않는다고 합니다.
소크라테스:
허면, 그대는 존재가 ‘앎’에 의존한다고 믿는가?
내가 알지 않으면, 그것은 존재하지 않는다는 말인가?
파인만:
나는 그렇게까지 말하진 않지만…
양자역학은 그렇게 작동해요.
측정 전까지는 모든 가능성이 동시에 존재합니다.
측정은 그 가능성 중 하나를 현실로 만드는 ‘행위’죠.
소크라테스:
그렇다면 그대의 세계는, 결정된 실체의 세계가 아니라,
가능성의 물결 위에 떠 있는 그림자이겠군.
파인만:
멋진 표현입니다.
그래서 저는 늘 이렇게 말하죠.
"양자역학을 이해하려고 하지 말고, 그냥 계산하라!"
소크라테스 (미소 지으며):
나는 이해하려 하지 않고는 침묵할 수 없기에,
그대의 말에서 더 많은 질문이 피어오르는구나.
전자와 빛은 입자처럼도, 파동처럼도 행동할 수 있다.
이중슬릿 실험은 양자역학의 핵심을 보여주는 놀라운 장면이다.
소크라테스는 실재란 무엇인가?,
보는 것이 존재하는가?라는 철학적 질문을 던진다.
파인만은 “그게 어떻게 되든, 실험은 그렇게 나온다.”는 태도로 접근한다.
다음 편 예고:
〈2편 – 관측자가 세상을 만든다고?〉
관측 전에는 존재하지 않는 세계.
소크라테스는 묻는다:
“그대가 눈을 감으면, 세상은 사라지는가?”