자신을 인식하는 물질, 존재와 의식... 자연철학적 접근

양자 역학에서 같은 공간에 같은 입자들이 존재하면 그들은 구별되지 않는다. 고전 역학적으로는 한 입자를 끝까지 스토킹하면 모든 입자들을 A, B, C와 같이 이름지을 수 있지만, 가장 본질적인 레벨에서 신은 세상을 그렇게 만들지 않았다. 두 입자들이 멀리 떨어져 있으면 그들은 서로 독립적으로 움직이는 것처럼 보이고 실제로 그렇게 해석해도 무방하다. 그러나 그들이 가까이 접근하고 파동이 합쳐지기 시작하면, 그들은 스스로의 정체성을 잃어버린다. 열심히 쫓아가서 "너 영자냐" 하면, 그는 "쟤가 영자야"라고 하고, 반대로 쫓아가도 마찬가지이다. 그들은 같은 존재이면서 동시에 다른 존재이다. 자연은 이렇게 가장 본질적인 레벨에서는 분별지를 잃어버린다. 선도 없고, 악도 없다. 그냥 인연으로 엮일 뿐이다. 인류는..

quantum entanglement, 양자 얽힘은 참 흥미있는 현상이다. 그 시작은 바로 두개의 입자가 존재하고 각각이 각자의 양자 상태를 가질 때, 전체 시스템의 양자 상태는 각 양자 상태의 tensor product로 주어진다는 사실이다. 텐서곱이라.. 현대 물리에서 텐서를 피해 나갈 방법이 없는데, 많은 밴친 분들이 텐서에 막혀서 진도를 나가지 못하는 경우를 많이 본다. A, B가 각각 spin up/down |0>, |1> 두 가지만 가질 수 있다면, A와 B가 서로 얽히지 않은 경우에는 |0>|0>, |0>|1>, |1>|0>, |1>|1> 의 중첩 상태를 가질 수 있다. 그리고 보통은 그들 상태는 어떤 확률 분포를 가지면서 모두 존재할 수 있다. 이를 mixed state라고 부른다. A, ..

양자역학에 관심이 있다면 양자지우개, quantum eraser라는 말을 들어봤을 것이다. 못 들어보신 분도 있을 것이니 간단하게 설명해 보자. 먼저 레이저 포인터로 벽을 비춘다. 거리가 멀면, 벽에 둥글게 초점이 흐려진 붉은 영역이 보일 것이다. 이제, 벽과 포인터 사이에 수직으로 긴 줄을 하나 놓은 후, 벽을 바라보자. 그러면 아래와 같은 간섭 패턴을 관측할 수 있다. 빛은 파동이이고 wire때문에 그 빛은 좌측과 우측으로 갈라져서 벽에 도달할 때에 상쇄 혹은 보강 간섭하기 때문이다. 빛은 파동이다. 빛은 수직 혹은 수평 혹은 회전 편광이 가능하다. 빛을 수직 편광기를 통과시키면 수직 방향 성분만 남고 반대로 수평 편광기를 통과시키면 수평 방향 성분만 남는다. 입체 영화를 우리가 감상할 수 있는 방식..

현대 물리학, 상대성이론과 양자역학은 존재의 본질에 대해서 상당히 재미있는 얘기를 한다. 우리는 누구인가가 아니라 우리란 무엇인가에 대한 질문에 대해서 말이다. 물리학과 자연과학에 시간을 뺏기지 않을 때, 나는 현실과 가까워 진다. 재테크 방법, 친구들과의 관계, 여행은 어디로 갈까, 주말에는 어떤 카페에서, 어떤 여행지에서 재미있는 시간을 보낼까... 그러나, 실제로는 나는 실제와는 더 멀어져서, 현상계에 몰입하게 되는 것이다. 대부분의 범인들은, 자신이 무엇인지, 내가 여기 있게 된 역사적 경로는 무엇인지에 대해서 거의 관심이 없다. 심지어는, 자신이 죽음을 향해 가고 있는 존재인지도 망각하고 마치 영원히 존재할 수 있는 것처럼 행동한다. 여기에는 사실, 본질에서 방향을 돌리고 싶어하는 불순한 의도,..

광자 한 개.. 두개.. 이렇게 셀 수 있다는 말은 우리는 광자를 입자로서 생각한다는 얘기이다. 빛은 파동인데, 이렇게 한 개 두개 조각을 낼 수 있을까? 자주 얘기한 데로, 그것은 가능하다. 그리고, 진정 광자 한개로만 이루어져 있는지도 확인할 수 있다. 그것은 Mach zehnder interferometer라고 불리는 장치를 통해서이다. 아래 그림이 바로 그 장치이다. 장치는 50:50 beam splitter(BS1, BS2)라고 불리는, 광자의 경로를 반은 통과 반은 반사시키는 장치, 그리고, 거울 2개(M1, M2), 그리고 빛 알갱이가 도달하면 울리는 광검출기 D1, D2를 통해서이다. 우리가 관측하려는 단 1개의 광자와 진공에 존재하는 vacuum photon 들이 먼저 첫번째 빔 분리기 ..

양자장론에서 공간에 아무것도 없을 때에도 field는 존재한다. 그리고 불확정성의 원리에 따라 그 field는 항상 요동치고 있다. 이를 quantum fluctuation 혹은 vacuum fluctation이라고 부른다. 이러한 요동은 당연히 에너지를 가지고 있고 이를 zero-point energy (ZPE) 혹은 vacuum energy라고 부른다. 오랫동안 인류의 머리에서 사라졌던 에테르의 부활이다. 광자는 파동이지만 매질이 없다. 따라서 에테르는 없다. 그러나, 광자는 field위에서 요동친다. 에테르는 있다. 진공에 있는 모든 에너지를 모으면 얼마나 될까… 전구 하나에도 전세계 바다를 모두 끓게 만들 수 있는 엄청난 에너지가 스며들어 있다. 그렇게 엄청난 에너지가 공간에 있는데, 어떻게 이 ..

“도가도 비상도, 명가명 비상명” 노자의 도덕경은 참으로 묵직한 울림을 주는 말로 시작한다. 도라고 말하면 도가 아니고 철수하고 부르면 철수가 아니다. 이 말은 참으로 다양한 해석이 가능하고 그 해석에 따라, 노자를 읽는 전체 독서의 방향성도 설정된다. “도”를 언어로써 규정지을 때, 그 언어의 여백 사이의 의미가 상실되고 도는 언어의 그물망을 벗어나서, 저 곳으로 달아난다. 또한, 우리가 “도”라고 말할 때, 그 도는 이미 과거의 “도”이기에, 변화 무쌍한 변화로서의 의미를 캐치하지 못하게 된다. 김춘수의 꽃은 “내가 그의 이름을 불러주기 전에는 그는 다만 하나의 몸짓에 지나지 않았다. 내가 그의 이름을 불러주었을 때 그는 나에게로 와서 꽃이 되었다.”로 시작한다. 우리가 의미를 부여하기 전, 꽃은 존..

양자역학에 관심이 있다면 양자지우개, quantum eraser라는 말을 들어봤을 것이다. 못 들어보신 분도 있을 것이니 간단하게 설명해 보자. 먼저 레이저 포인터로 벽을 비춘다. 거리가 멀면, 벽에 둥글게 초점이 흐려진 붉은 영역이 보일 것이다. 이제, 벽과 포인터 사이에 수직으로 긴 줄을 하나 놓은 후, 벽을 바라보자. 그러면 아래와 같은 간섭 패턴을 관측할 수 있다. 빛은 파동이이고 wire때문에 그 빛은 좌측과 우측으로 갈라져서 벽에 도달할 때에 상쇄 혹은 보강 간섭하기 때문이다. 빛은 파동이다. 빛은 수직 혹은 수평 혹은 회전 편광이 가능하다. 빛을 수직 편광기를 통과시키면 수직 방향 성분만 남고 반대로 수평 편광기를 통과시키면 수평 방향 성분만 남는다. 입체 영화를 우리가 감상할 수 있는 방식..