본격적인 논의에 들어가기 전에 개념에 대해서 논란이 붙는 군요...
좋습니다.
허나 궂이 예견을 위해서 확률을
도입할 필요는 없지 않을까요??
고전에서 확률을 쓰는 이유는 우리가 정보를 다 알지 못하기 때문에 확률론의 힘을 빌리는 것이고요...
양자역학에서는 의미가 다릅니다. 안수타인의 숨은변수 주장이 나온 것도 이것때문이죠..
쉬운 예로 이중슬릿을 봅시다. 슬릿을 통과한(통과하지 못한 입자들이 더 많겠죠?) 입자들은 어디로 갈지 알 수 있을까요?
자 먼저 여기서, 입자의 수가 많을 경우, 쉽게 물질파로서 간섭무늬가 나올 꺼라고 생각할 수 있습니다. 자 여기서 좀더 고려해야 할 것은 수많은 입자들이 만들어낸 결과라는 것입니다.
만약 우리가 입자 하나에 관심을 갖는다면?
입자 하나를 이중슬릿에 쏘아 주고, 운이 좋아 통과했다고 합시다.
그러면, 우리는 입자가 어디로 갈지 알 수 있나요? 알 수 없죠. 좀 다행인 것은 단일슬릿이 아니라 이중슬릿이기 때문에 확률파의 간섭현상으로 입자가 절대로 가지않을 위치를 알 수 있고 좀더 나아가서는 가장 가능성이 높은 위치를 예측할 수 있습니다. 우리가 입자를 기다릴 때 절대로 가지 않을 위치는 피하고 가능성이 높은 위치에서 기다리고 있으면, 입자를 받아낼 확률이 높겠죠.
근데 이런 현상을 물질파라는 개념을 써서 알 수 있는 것인가요?
만약 물질파의 개념이 맞다면,
왜 입자 하나하나는 도착할 때마다 점으로 찍히는지
점으로 찍힌다면 파동성이 사라지고 입자성이다라고 한다면
왜 파동성이 사라졌는데도 불구하고 입자들이 찍는 점들의 분포는 다시 간섭무늬를 만들어 내는지
여기서 제가 예상할 수 있는 반박은
입자들을 많이 관찰하는 것은 다시 파동성을 보는 것이다라는 반박이 유력한데요...
문제는 입자 하나씩 만 쏘아서 도착한 것을 사진으로 찍고
그런 작업을 수만번 해서, 사진을 겹친다면
사진 하나하나는 입자성을 획득한 것입니다. 상보성의 논리대로라면
그러나, 사진을 겹치면 다시 파동성을 획득한 것이 된다? 사진은 이미 과거의 결과라서
미래의 일이라면 입자성이 될지 파동성이 될지 모르겠지만, 이미 입자성이라고 획득한 증거들을 합한 것이 다시 파동성이 된다는 것은 논리적 모순입니다.
그러나 물질파라는 개념을 버리고 확률파라고 한다면,
입자하나하나를 측정할 때 파동성을 버릴 필요가 전혀 없습니다. 왜냐하면 입자는 입자성을 지니고 있으니 점을 찍는 것이고, 확률파가 파동성을 가지고 있으니 입자는 상쇄간섭지역은 절대로 안간다고 하면 모든 것이 설명됩니다.
사진을 겹쳐 간섭무늬가 나타나는 것은 확률이론에 따라, 표본집단의 개체수를 늘릴 수록 확률함수의 모양을 정확하게 재현해 냅니다.