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슈뢰딩거의 고양이 : 양자 역학의 상상실험- 체드 오르젤

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    오스트리아 물리학자인 어윈 슈뢰딩거는
    양자역학의 창시자들 중 하나입니다.
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    하지만 그는 그가 실제로 해 보지
    않았던 것으로 잘 알려져 있습니다.
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    고양이를 포함한 상상실험 말이죠.
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    그는 고양이를 1시간 후에 50퍼센트의
    확률로 안에 들어있는 물체가 죽는
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    밀봉된 상자 안에
    넣는다고 상상했습니다.
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    1시간이 지나고, 그는 물었습니다.
    "고양이의 상태는 어떨까?"
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    상식적으로, 고양이는 죽거나
    살았을 것이라는 것이 정답입니다.
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    하지만 슈뢰딩거는 양자물리학으로
    이 현상을 분석해 냈습니다.
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    상자가 열리기 바로 직전의 고양이는
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    살아있는 부분과
    죽은 부분이 공존합니다.
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    우리가 하나의 상태를 보게 되는 경우는
    상자가 열렸을 때 뿐입니다.
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    그때까지, 고양이는
    확률의 모호성을 가지고 있습니다.
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    반은 살아있고,
    반은 죽은채로 말이죠.
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    슈뢰딩거의 생각은
    터무니없어 보입니다.
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    그는 양자물리학이 철학적으로
    문제가 많다고 생각하여,
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    그는 이 이론을 폐기하고
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    생물학을 연구하는 것으로 전향합니다.
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    하지만, 아무리 이론이 터무니없더라도,
    슈뢰딩거의 고양이는 매우 현실적입니다.
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    사실, 이 고양이 가설은
    필수적입니다.
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    만약 양자가 동시에
    존재하는 것이 불가능하다면,
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    당신이 이 영상을 보는 데 쓰는
    컴퓨터는 존재하지 않았을 것입니다.
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    양자적 현상으로써의 중첩은
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    모든 입자와 파동성간의
    산유물입니다.
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    어떤 물체가
    파장을 가지기 위해서는
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    반드시 공간의 영역을
    확장해야 합니다.
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    이 말은, 여러 물체가 한 장소에
    동시에 존재할 수 있다는 것입니다.
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    하지만 물체의 파장은
    작은 범위에 대해 제한되어 있습니다.
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    확실히 정의될 수도 없죠.
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    결국, 다른 길이의 파장이
    동시에 존재할 수 있게 됩니다.
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    우리는 일상에서
    파장을 볼 수 없습니다.
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    시간이 증가할수록
    파장은 감소하기 때문이죠.
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    그리고 고양이는 상대적으로
    크고 무거워질 것입니다.
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    만약 우리가 원자 하나를 가져다가
    태양계 크기만큼 크기를 키운다면
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    물리학자들이
    상상하는 고양이의 파장은
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    이 원자 태양계에서의
    원자 크기만큼 작을 것입니다.
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    이 크기는 관측하기에 너무 작아,
    우린 고양이의 파장을 볼 수 없습니다.
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    하지만 전자같은 작은 미립자들은
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    이 이중 세계에 대한
    증거를 보여줍니다.
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    우리가 한번에 하나씩 좁은 구멍에
    전자를 쏘게 된다면
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    저 멀리 있는 전자는 특정한 순간에
    한 장소에서 감지될 것입니다.
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    마치 입자처럼요.
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    하지만 당신이 모든 전자
    하나하나의 궤적을를 쫓으며
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    이 실험을 계속 반복한다면
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    당신은 파장의 특정한 패턴을
    볼 수 있게 될 것입니다.
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    어떤 전자도
    존재하지 않는 구역과 다른
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    수많은 전자로 구성된
    선들의 묶음이죠.
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    한쪽을 막으면,
    줄무늬는 사라집니다.
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    이것은 각각의 전자가 구멍을
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    동시에 통과할 때를
    나타내고 있습니다.
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    각 전자는 오른쪽이나 왼쪽으로 갈지
    자기 스스로 결정하지 않습니다.
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    오른쪽과 왼쪽으로 동시에 가죠.
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    이 중첩의 상태는
    현대 기술에도 쓰입니다.
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    전자는 원자핵 주변에 퍼져 회전합니다.
    마치 파장같은 궤도를 그리면서요.
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    두 개의 원자를 가까이 붙이면,
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    전자는 하나의
    원자핵을 선택하지 않고
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    두 원자핵을 공유합니다.
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    이것이 화학적 결합의 방식입니다.
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    이 분자에 들어 있는 전자의 갯수는
    원자 A나 B가 아닌 A+B입니다.
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    당신이 원자를 더 추가한다면,
    전자는 더 멀리 퍼질 것입니다.
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    동시에 더 많은 갯수의
    원자를 공유하면서 말입니다.
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    고체에서의 전자는
    원자에 묶인것이 아닌
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    그들의 원자를 공유하며,
    넓은 영역에 걸쳐 뻗어나갑니다.
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    이 거대한 결합상태는
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    물질을 통해 전자가 이동하는
    방식을 결정하며
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    그 방식에 따라 반도체, 부도체,
    도체가 결정됩니다.
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    전자가 원자를 공유하는
    방법을 이해하는 것은
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    우리가 실리콘 같은 반도체 물질을
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    정밀하게 조정할 수 있게 해 줍니다.
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    두개의 다른 반도체를
    순방향으로 결합하는 것으로
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    우리는 컴퓨터 칩에
    수백만개나 들어가는
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    작은 트렌지스터를 만들 수 있습니다.
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    이 칩은 전자를 방출하고,
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    당신이 이 비디오를 보는데 쓰는
    컴퓨터의 전원을 공급합니다.
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    인터넷은 고양이 영상을 공유하기 위해
    존재한다는 오랜 농담이 있습니다.
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    자세히 들어가 보면, 인터넷은
    오스트리아의 물리학자와
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    그의 상상 속 고양이에게
    그 존재의 유래가 있습니다.
Title:
슈뢰딩거의 고양이 : 양자 역학의 상상실험- 체드 오르젤
Speaker:
Chad Orzel
Description:

전체강의: http://ed.ted.com/lessons/schrodinger-s-cat-a-thought-experiment-in-quantum-mechanics-chad-orzel

양자역학의 제창자이자 오스트리아의 물리학자인 어윈 슈뢰딩거는. "만약 1시간 후에 고양이를 50퍼센트의 확률로 죽이는 밀봉된 상자에 고양이를 넣고 한시간이 지나면 고양이의 상태는 어떻겠습니까?" 라는 유명한 문제를 제시했습니다. 체드 오르젤이 이 상상 실험에 대해서 알려 줍니다.

강의: 체드 오르젤
영상: 아고타 베그소
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:38

Korean subtitles

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