관찰자 효과라는 게 왜 유사과학이 아닌지 궁금합니다.
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23.07.11
·
조회 1011
안녕하세요. 새벽에 호기심이 생겨 질문드려요.
예체능이라 잘 모르기에… 대충 쉽게 씁니다.
(테넷 보다가~~ 결정론vs자유의지론보다가~~ ‘이중슬릿 실험’의 ‘관찰자 효과’까지 갔네요.)
이중슬릿 실험= '빛이 파동이냐 입자냐’ 알아보는 실험입니다.
이 주제로 입자vs파동 침펄토론이 팽팽하게 붙었다고 해요.

입자면 저렇게 두줄이 나타나고, 파동이면 여러줄이 나타나겠죵?
딱 보니까 여러줄이 뜬 거에요.
근데 여러줄이 뜨길래 “오 빛 파동 맞네~” 했는데
입자파가 갑자기 관측장비 꺼내서(미립자는 눈에 안보이니까)
관측하니까 갑자기 두 줄로 뜬 거 있죠?
관측하는 행위 자체가 입자를 통한 상호작용이기에 영향을 끼쳤다고 하고,
결국 관측하는 행위 자체가 결과를 바꾸게 만들수 있다는 거지요?
그런데 이거 자체가 그냥 실험을 통제하지 못한 거 아닌가 싶어요.
빛을 관찰하는 실험인데, 실험장에 빛에 영향가는 걸 넣어서 결과가 바꼈다.
이건 비유하자면, 이산화탄소량 측정하러 가서 사람이 숨쉬고 있는 꼴 아닌가요?
이게 왜 관찰자 효과라는 이름으로 불리는 지.
'이처럼 미립자는 사람의 생각을 그대로 읽어내고 자신의 움직임을 관찰자의 생각에 따라 결정했다.
물리학 전문지 <물리학 세계(Physics World)>는 이 실험을 ‘인류 과학상 가장 아름다웠던 실험'으로 선정했다.'
같은 내용의 말들이 과연 진짜인지 좀 의아해 질문 올립니다.
댓글
윤치빗따이
23.07.11
저도 문과라 지식이 짧지만, 말씀 그대로 관측을 하고자하는 순간부터는 원하는대로 실험통제가 제대로 안되는 게 맞지 않나요?
양자역학에서 다루는 미시세계는 말 그대로 너무너무 작기 때문에 관찰을 하려는 행위 자체에도 너무 큰 영향을 받기 때문에, 관찰하지 않을 때와 동일한 상황이라는 것이 성립되지 않는다고 이해하고 있어요.
윤치빗따이
23.07.11
그리고 양자역학은 과학이 인간의 언어논리로 번역되지 않은 가장 대표적인 분야라서, 설명하는 걸 인간언어로 풀어내고 그 문장을 논리적으로 분석하면 절대 이해할 수 없고 그 문장 그대로 받아들여야하는 것 같더라고요.
예전에 본 영상 중에서 김상욱 교수님도 논리적으로 말이 안되게 잘 설명하시고는, 이게 또 과학의 언어인 수학으로는 딱 떨어지게 설명할 수 있다고 하셨었습니다.
HANSY
23.07.11
인간이 모든 것을 이해할 수는 없다에 공감합니다. 하지만 알고 싶은건 본능인가봐요ㅎㅎ
언젠가는 지동설처럼 깔끔하게 설명되는 개념이 나타나면 좋겠어요!
왜 관측될때 입자로서 존재하는지! 아무데도 관측되지 않게 되면 파동으로 존재하는지!
그러면 슈뢰딩거의 고양이도 파동으로 존재할 수 있다는 건지!
@윤치빗따이
시카고노동자
23.07.11
관측 이라는 것을 서술하기 위해서는 긴 강의가 필요합니다.
몇 번 들었지만 아직 잘 모르겠는 부분이 많고요
우선 중요한 것은 파동과 입자의 차이가 뭔지 부터입니다 파동은 슬릿의 두 틈을 동시에 통과하고 입자는 둘 중 하나만 통과합니다.
빛으로 이중 슬릿을 통과해서 두줄 무늬를 만드는건 가능한지 모르겠는데 아주 어려울 거고 저 실험의 목적에서 핵심이 아닙니다.
이중 슬릿 실험은 물질의 파동성을 보여주는 것이기 때문이죠
시카고노동자
23.07.11
전자는 입자입니다 질량과 운동량이 있는 명백한 입자죠
근데 잘 설계된 이중 슬릿에 전자를 하나씩 쏘면 파동처럼 무늬가 생깁니다.
여기서 이미 놀라운 결과입니다. 전자 하나가 두 슬릿을 동시에 통과한다는 거니까요.
왼쪽 슬릿을 통과하는 확률 파동과 오른쪽 슬릿을 통과하는 확률 파동이 중첩되는 거라는데
그게 이해가 안 되니까 한 슬릿에서 관측을 합니다.
그럼 관측 장비에서 보면 전자는 있거나 없어야 하니까 중첩된 상태가 붕괴됩니다
시카고노동자
23.07.11
전자가 파동무늬를 낸다
라는 사실에서 이미 물질의 파동성은 입증이 된 거고요
관측했을때 더이상 파동이 아니게 되었다는 부분에서 그 파동의 성질이 드러나는 겁니다.
정확하지 않은 표현이라고 이야기 하시는 분들도 있는데 확률 파동 이라고 이름을 붙이고 있는 이유가 마치 동전 던지기 전에는 앞면과 뒷면이 나올 확률이 5:5로 동시에 존재하지만 던지고 나면 둘 중 하나로 붕괴되는 것과 유사한 거죠. 관측이라는게 던지고 확인하는 행위인 거고요
관측이 영향인데 영향을 주면 영향을 받는게 당연한거 아닌가? 라고 생각하실 수 있는데
더 중요한건 관측 전에 확률로 존재하던 상태가 관측으로 결정된다는 내용입니다
@시카고노동자
HANSY
23.07.11
제겐 이 설명이 가장 실험에 대해 가까이 이해하게 한 것 같습니다.
자세한 설명 너무 감사드립니다. ㅎㅎ
.
제가 이해한 바가 맞다면 빛은 파동성과 입자로 동시에 존재하는데,
빗방울을 촬영하면 그 순간엔 그 위치에 있는 것처럼 입자거나 파동으로 존재하는 것 같아요.
그런데 그렇다면 궁금한 것이 있습니다. 그러면 언제 관측하냐에 따라 빛이 파동으로, 입자로,
파동과 입자 둘다로도 관측이 될 수도 있는건가요?
.
제가 본 몇 영상들에선 "관측시 입자, 비관측시 파동"으로 존재한다고만 하길래
관측 자체가 '확률입자가 아닌 입자로 성질을 결정'해버리는 건가 싶었거든요.
(카메라 셔터스피드를 높이면 촬영되는 빛이 적어져 모션블러가 줄어들듯 선 개수도 그 차이인걸까요?)
@시카고노동자
시카고노동자
23.07.11
관측이라는 것이 뭔지에 대해서 조금 더 생각을 해 봐야 하는데
이중 슬릿 실험에서는 “위치”에 대한 관측을 하기 때문에 (왼쪽인지 오른쪽인지) 위치의 양자 중첩은 붕괴하지만 위치와 관련 없는 다른 물리량 예를들어 속도는 붕괴되지 않을 수도 있습니다 (완전한 입자라면 위치와 속도가 모두 정해져야 하는데 실제로는 불확정성 때문에 그럴 수 없죠)
그러니까 사실은 입자나 파동으로 완전히 결정된다기 보다 이중성은 항상 가지고 있는데 관측을 했을때 특정한 물리량에 대한 확률 중첩이 없어진다고 보는 것이 더 괜찮은 이해 같습니다.
말씀 하신 것 처럼 촬영도 관측이 될 수 있는데 ‘위치’정보만 관측할 수 있고, 다른 정보에 대해서는 여전히 모르는 상태인 거랑 비슷하죠
@HANSY
병건씨
23.07.11
실험을 통제하지 못한것 맞습니다. 다만 우리는 현재로써는 그 실험을 절대 통제하지 못한다는것, 그렇기에 불확실하다는 것입니다. 관측해야 아는데 관측한다는걱 자체을 통제해야합니다. 그래서 저희로써는 파동상태자체를 관측할수 없습니다. 중첩된 모든 경우를 보려면 다른 차원이어야하지않을까요?
ABCJ
23.07.11
"관측자 효과의 특히 특이한 예는 이중슬릿 실험에 의해 가장 잘 입증된 것처럼 양자 역학에서 발생한다. 물리학자들은 양자 현상의 관측이 실제로 이 실험의 측정 결과를 바꿀 수 있음을 발견했다. 이중 슬릿 실험의 "관측자 효과"가 전자 탐지기의 존재로 인해 발생했음에도 불구하고 일부 사람들은 실험 결과를 잘못 해석하여 의식이 현실에 직접 영향을 미칠 수 있다고 제안한다. "관측자"가 의식해야 할 필요성은 과학적 연구에 의해 뒷받침되지 않으며, 양자 파동 함수 ψ와 양자 측정 과정에 대한 이해 부족에 뿌리를 둔 오해로 지적되었다."
ABCJ
23.07.11
예전부터 실험 결과를 종교, 영적 존재, 신과 연관지어 설명하려는 과학자들이 많았습니다. 그냥 그런 과학자들이 남긴 하나의 이론이자, 현재는 쓰이지 않는 '잘못된 해석'으로 여겨진다고 아시면 됩니다. 지구를 중심으로 우주가 돈다는 천동설과 비슷한 개념입니당
Foucault
23.07.11
관측이란게 그냥 관측 장비 꺼내고 어쩌고 이런게 아닙니다 양자역학은 본인이 생각하시는 그런 일반 상황이 일어나는 세계가 아니에요
나비요뎡
23.07.14
여기에서 관찰이라는 것은 양자에게 양자상태를 붕괴시킬 만큼의 외부적 힘을 일부 대표하는 것이라 할까요? 보통 '본다'라는 것은 빛의 반사가 필요하기에 이 빛의 반사만으로도 양자상태가 붕괴되기에 '관찰'로서 양자상태가 붕괴되는 것이겠지요. 참고로 양자상태가 붕괴되지 않을 정도의 힘이라면 원자가 아닌 분자상태의 입자도 양자상태가 유지될 수 있습니다.
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