나라는 미시 세계와 양자얽힘

아주아주 작은 가슴

레벌루션 REVOLUTION은 원래 코페르니쿠스가 주장하던 지동설에서 공전을 뜻하는 말이었다. 이 주장은 사회에 엄청난 의식의 변화를 가져왔고, 후에 "혁명"이라는 뜻으로 사용하게 된다. 이처럼 과학의 발전은 인류 사회를 크게 변화시켜 왔다. 과학은 이전에 없던 놀라운 것을 만들어 낼 뿐만 아니라 우리가 사는 세상을 더 잘 알수 있게 해 준다. 별이 어떻게 태어나고 죽으며, 생명체가 어떻게 진화하는지, 인간이란 얼마나 변덕스럽고 종잡을 수 없는 존재인지까지.

양자 얽힘도 그런 놀라운 과학적 성과 중 하나다. 이 이야기는 빛은 파동인가 입자인가를 밝히려는 유명한 이중슬릿 실험에서 시작된다. 이중 슬릿을 통과하는 입자들은 관찰자가 없을 때는 파동처럼 행동하고, 관찰자가 있을 때에는 입자처럼 행동한다. 관찰자의 존재가 광자의 성질을 파동에서 입자로, 입자에서 파동으로 변화 시키는 것이다. 빛의 이런 다중인격적이고 소시오패스 같은 성질이 오늘날의 양자역학을 탄생시켰다. 그리고 양자얽힘에 대한 논란이 시작된다. 관찰자가 보기 전에는 죽은 것도 산 것도 아닌 상태여야 한다는 슈레딩거의 고양이도 비슷한 이야기다. 과학자들은 빛의 이런 성질에 기반해서 양자얽힘에 대해 이야기 한다. 만일 소립자를 둘로 쪼개어 멀리 떨어뜨려 놓는다면, 관찰자가 한쪽이 양입자임을 관찰하면 제아무리 멀리 떨어져 있어도 다른 쪽은 자동으로 음입자가 되어야 한다.

빛은 입자이면서 파동이고, 나뉘어진 입자는 하나의 상태가 결정되면 다른 하나의 상태가 저절로 결정이 되는 세계. 이것이 양자역학의 세계이다. 이 미시 세계의 변덕은 우리 세상을 더욱 잘 설명하게 될 것이다.

마루에서 딸이 뾰루퉁해서 말했다.

"아빠는 사고형 인간이야. 왜냐하면 뭘 말할 때 항상 설명을 하거든."

아, 나는 사고형 인간이다. 방에 들어갔더니 아내가 말했다.

"남편은 감정적이야. 아직도 몰랐어? 이봐. 또 그런다. 남편 화내지 마."

마루에서 나는 사고형 인간이었기 때문에 저절로 방에서는 감정적 인간이 된다. 양자얽힘현상이다. 양자 얽힘은 속이 미시적인 사람의 상태를 설명하는 최고의 이론이다. 그렇다 나는 빛과 같이 감정적이면서 설명적인 사람이다. 관찰자가 볼 때마다 감정적이거나 혹은 설명적이 된다. 내가 아내에게 말했다.

"내가 화를 내는 게 아니라. 말이 그렇잖아. 내가 설명을 해줄게. 그게 어떻게 된거냐면!"

화내는 거 아니다. 설명하는 거다. 내가 변덕스럽고 종잡을 수 없다고? 이것이 좁은 속을 다루는 양자역학의 세계다! 그렇다. 만일 나를 다중인격적이고 소시오패스 같다고 느꼈다면 지금 당신은 막 양자역학을 이해한 것이다!