팟캐스트의 과학하고 앉아있네를 재미있게 듣고 있는 물리학 비전공자입니다.
수식은 E=mc^2 밖에 모릅니다.
과학하고 앉아있네에서 양자론에 관하여 두 번 방송을 했습니다.
이 방송을 듣고는 우리가 살고 있는 이 세계, 우주에 대해서 다른 시각을 가지게 되었네요.
먼저 양자론에 관한 몇가지를 적어보겠습니다. (비전공자이니 틀릴 수도 있습니다.)
1. 우주를 구성하는 물질인 원자 및 아원자 입자 (전자 등)는 파동이기도 하고 입자이기도 하다.
2. 이 입자들은 '관측'되지 않은 상태에서는 파동으로 존재하므로 여러 곳에 동시에 있다. (중첩 상태)
3. 이 입자들이 '관측'되면 파동함수가 붕괴되어 입자로 나타난다.
4. '관측'은 지능을 가진 생물이 할 필요는 없고, '우주가 원리적으로 알면' 된다.
즉, 이 입자들이 공기 분자에 부딫히거나 해서 위치 정보가 전달되면 '관측'된 것으로 여겨진다.
5. 미시세계가 양자론에 적용되고 거시세계가 양자론에 맞지 않는 이유는, 거시세계의 물질들이 자신의 정보를 끊임없이 다른 물질에게 전달하고 있기 때문이다.
6. 고양이를 '관측'되지 않게 유지하면 고양이도 파동으로 존재할 수 있다!
즉, 거시세계의 물질들도 파동성이 있지만 언제나 파동함수가 붕괴된 상태로 있기에 입자화되어 고전역학에 따라서 움직인다.
7. 에너지나 입자는 더이상 나눌 수 없는 최소 단위가 있고 (양자) 아날로그적으로 연속되는 값을 갖지 않는다.
이 다음부터는 제 의견입니다.
위의 내용들을 곰곰히 살펴보면, '시뮬레이션 우주' 라는 개념이 저절로 떠오릅니다. (매트릭스의 영향이 크죠)
CPU 계산속도가 유한한 컴퓨터를 가지고 효율적으로 우주를 시뮬레이션 하려면 어떻게 해야 할까요.
필요한 부분은 계산하고 필요하지 않은 부분은 미확정 상태로 놔두면 됩니다.
즉, 파동함수의 붕괴는 우주를 시뮬레이션하기에 정말로 효율적인 방법입니다.
'관측'될 때만 입자화 시키고 '관측'되지 않을 때에는 정확히 시뮬레이션 계산을 하지 않아도 되는 거죠.
그리고, 우주가 양자화되어 있다는 것은 디지털 개념과 일치하며, 시뮬레이션 우주를 뒷받침합니다.
양자론 뿐만 아니라 쿼크의 전하라던지 여러가지 물리학적 사실들이 너무나도 편리하게 되어 있습니다.
쿼크는 어떻게 그렇게 딱 맞는 전하를 가지고 있어서 양성자나 중성자를 형성할까요.
(쿼크는 기본 전하의 −⅓ 또는 +⅔의 전하를 갖고, 양성자는 2업1다운, 중성자는 1업2다운 쿼크로 구성되어 있다.)
우리 우주는 지성체가 컴퓨터로 돌리는 시뮬레이션이라는 생각이 강하게 듭니다. ^^;
수식은 E=mc^2 밖에 모릅니다.
과학하고 앉아있네에서 양자론에 관하여 두 번 방송을 했습니다.
이 방송을 듣고는 우리가 살고 있는 이 세계, 우주에 대해서 다른 시각을 가지게 되었네요.
먼저 양자론에 관한 몇가지를 적어보겠습니다. (비전공자이니 틀릴 수도 있습니다.)
1. 우주를 구성하는 물질인 원자 및 아원자 입자 (전자 등)는 파동이기도 하고 입자이기도 하다.
2. 이 입자들은 '관측'되지 않은 상태에서는 파동으로 존재하므로 여러 곳에 동시에 있다. (중첩 상태)
3. 이 입자들이 '관측'되면 파동함수가 붕괴되어 입자로 나타난다.
4. '관측'은 지능을 가진 생물이 할 필요는 없고, '우주가 원리적으로 알면' 된다.
즉, 이 입자들이 공기 분자에 부딫히거나 해서 위치 정보가 전달되면 '관측'된 것으로 여겨진다.
5. 미시세계가 양자론에 적용되고 거시세계가 양자론에 맞지 않는 이유는, 거시세계의 물질들이 자신의 정보를 끊임없이 다른 물질에게 전달하고 있기 때문이다.
6. 고양이를 '관측'되지 않게 유지하면 고양이도 파동으로 존재할 수 있다!
즉, 거시세계의 물질들도 파동성이 있지만 언제나 파동함수가 붕괴된 상태로 있기에 입자화되어 고전역학에 따라서 움직인다.
7. 에너지나 입자는 더이상 나눌 수 없는 최소 단위가 있고 (양자) 아날로그적으로 연속되는 값을 갖지 않는다.
이 다음부터는 제 의견입니다.
위의 내용들을 곰곰히 살펴보면, '시뮬레이션 우주' 라는 개념이 저절로 떠오릅니다. (매트릭스의 영향이 크죠)
CPU 계산속도가 유한한 컴퓨터를 가지고 효율적으로 우주를 시뮬레이션 하려면 어떻게 해야 할까요.
필요한 부분은 계산하고 필요하지 않은 부분은 미확정 상태로 놔두면 됩니다.
즉, 파동함수의 붕괴는 우주를 시뮬레이션하기에 정말로 효율적인 방법입니다.
'관측'될 때만 입자화 시키고 '관측'되지 않을 때에는 정확히 시뮬레이션 계산을 하지 않아도 되는 거죠.
그리고, 우주가 양자화되어 있다는 것은 디지털 개념과 일치하며, 시뮬레이션 우주를 뒷받침합니다.
양자론 뿐만 아니라 쿼크의 전하라던지 여러가지 물리학적 사실들이 너무나도 편리하게 되어 있습니다.
쿼크는 어떻게 그렇게 딱 맞는 전하를 가지고 있어서 양성자나 중성자를 형성할까요.
(쿼크는 기본 전하의 −⅓ 또는 +⅔의 전하를 갖고, 양성자는 2업1다운, 중성자는 1업2다운 쿼크로 구성되어 있다.)
우리 우주는 지성체가 컴퓨터로 돌리는 시뮬레이션이라는 생각이 강하게 듭니다. ^^;
직접 또는 간접적으로 관찰할 수 없는 것에 대해서 우리는 무엇도 말할 수 없습니다.
무슨 말이든 할 수 있기는 하지만요.
그렇지 않은 경우라면 확률론적 시뮬레이션이 결정론보다 어렵습니다.
다만 어떻게 추측 또는 가설을 이야기하더라도 아무도 태클을 걸지는 못할 겁니다.
옳아서가 아니라, 틀린 것을 증명하기가 여려워서요.
틀린 것을 증명한다는 것은 오류이지요.
주장한 것을 입증해야만 합니다.
그러므로 어떤 추측/가설이건 '그것을 증명하기전까지는 믿기지/받아들이지 못한다'라는 태클(?)을 걸수있습니다.
이것 때문에 solipsism이 아무리 흥미로운 가설이라 하더라도 받아들일수 없는 것이지요.
#CLiOS
중첩상태의 파동도 '중첩되지 않은 상태'의 다른 부분에 영향을 미치기 때문이죠.
중첩된 상태란 "중첩되어있지 않기 때문에 우리는 몰라도 된다" 라는 결론으로 귀결되지 않습니다.
흔히 파동함수는 그 입자의 "확률"을 말하고있고, 이 확률에 대한 정보가 있어야 정확한 입자의 상태가 계산이 되어집니다. 이 확률에 대한 정보가 다른 세계에 분명히 영향을 끼치고 있습니다.
그러면 이 파동함수에 대한 정보를 컴퓨터가 가지고 있으면 해결되지 않을까 하면, 이 문제 또한 간단하지 않습니다.
파동함수는 복잡한 미분방정식을 품으로써 얻을 수 있습니다만... 이 미분방정식이라는게 정말 '살짝'만 복잡해져도 풀수가 없습니다. 풀기 어려운 미분방정식이 아니라 푸는것이 "현재로써는 불가능한"미분방정식도 얼마든지 존재합니다.
또한 컴퓨터라는 친구는 계산이라고는 더하기와 빼기밖에 못하는 멍청한 친구이기 때문에 미분방정식을 "덧셈, 뺄셈"으로 푸는 방법을 일일히 입력해주어야 합니다. 이 또한 사람이 만든 여러가지 기법들을 이용하는데요, 애초에 솔루션이 존재하지 않는 방정식이라면 시작부터 불가능하겠죠^^;
만일 파동방정식이 아니라 입자의 상태가 15면 15, 100이면 100 하는 특정한 값으로만 이루어진다면 시뮬레이션이 간단해집니다. 그저 그 값을 입력해 주면 되니까요!
양자컴퓨터가 그 부분에 대한 장점을 가지고 있다고는 합니다. 하지만 이 양자컴퓨터라는게 애매한 놈이라...
애초에 양자컴퓨터 컨셉 자체가 판타지라고 생각하는 학자들도 많습니다. 아마 파인만 선생님이셨나요... 유명한 물리학자 아드님이 이 양자컴퓨터 사업을 일으키셨거든요. 그래서 초반에 유명세를 탄거지 애초에 불가능한 이론이라고 생각하시는 분들도 많거든요.
몇달전에 양자컴퓨터 개발에 성공했다는 기사를 본 적이 있습니다. 하지만 이 모델도 분명 초기모델일테구요, 아직은 이에대한 응용연구가 전무할 상태이니까 시뮬레이션 같은 복잡한 계산과는 아직 거리가 조금 멀 것입니다.
또한 앞서 말씀드렸듯이, 양자컴퓨터로 계산한다고 해도, 중첩된 부분에 대한 정보가 필요 없는 것은 아닙니다. 분명 파동함수같은 정보는 알고 있어야 하구요, 이를 양자컴퓨터로 계산하는 것은 또 다른 문제겠지요.
양자세계를 시뮬레이션 하는 것은 아직 멀고 험난하기만 합니다.
#CLiOS
얘기가 나와서 말인데 현재 양자역학적 방법(DFT)으로는 원자 수백개 수준, 말씀하신 입자.. 비슷한 방법(분자동역학, molecular dynamics)으로는 수십만개.. 수준까지 계산이 가능합니다
그리고 물 한방울(0.1ml) 에는 원자가 10^22 개 있고요..
예, 1000년이면 예측 불가능한 환타지겠죠. 요즈음 진짜 물리학자들이 다중 우주 이론이라던지 홀로그램 우주 이론이라던지 하는 환타지 같은 이론을 진지하게 연구하고 있더군요. 물론 시뮬레이션 우주 이론도 물리학자 중 몇몇이 생각하고 있고요. 이런 이론들이 아직 주류는 아니지만, 물리학자들이 SF/환타지 스러운 생각들을 하고 있다는 것이 재미있습니다.
궁극적으로 양자정보를 가장 효율적으로 담는 것은 양자일텐데... 그 양자를 어디에 두나요. ㅎㅎ 우주 사이즈의 양자컴이라면 그 자체로 우주라고 봐야할 듯
많은 과학자들이 범하는 오류중 하나는 내가 생각한게 맞아 입니다.
우주를 설명하기에 현재까지 가장 근접한 이론일 뿐이죠 이게 정답은 아닙니다.
상대성 이론도 양자 역학도 현상을 설명할 수 있는 가장 근접한 이론일 뿐입니다.
#CLiOS
['관측'될 때만 입자화 시키고 '관측'되지 않을 때에는 정확히 시뮬레이션 계산을 하지 않아도 되는 거죠.]
저는 해당 팟캐스트를 '양자역학에서는 관측하지 않고도 정확하게 계산한다'는 것으로 이해했습니다. 관측해서 계산하는 것이 빛의 '입자 특성'이면, 관측하지 않고도 계산하는 것(닥치고 계산하라는 표현~)은 '파동 특성'이지요(이 것은 저의 생각...). 무조건 계산은 해야하는 것 아닌가요?