양자역학의 해석

양자역학의 해석은 양자역학의 수학적 이론이 어떻게 현실에 대응하는지 설명하려는 시도다.

양자역학은 인간이 일상에서 체험하는 물질들에 대한 경험으로 형성된 직관으로는 이해되지 않기 때문에, 이를 이해시키기 위한 다양한 해석이 등장하였다. 현재 물리학계에서 표준적으로 수용되는 대표적인 해석 방법은 코펜하겐 해석이나, 그 외에도 다음과 같은 해석들이 존재한다.

1. 앙상블 해석(Ensenble Interpretation of Quantum Mechanics)은 코펜하겐 해석과 유사하게 파동함수에 대한 해석을 제공한다. 그러나 코펜하겐 해석과 달리 단일 입자에 대한 것은 아니다.
2. 숨은 변수 이론(Local hidden variable theory)은 파동함수 자체가 불완전한 것으로 간주하며 물리적 대상, 예들 들어 전자는 측정하기 이전에도 여전히 존재하고 있다는 주장이다. 단지 현재로서는 인간이 전자의 측정 이전의 상태를 알 수 있는 능력이 부족하여 알 수 없을 뿐이지 전자 그 자체가 존재하지 않은 것은 아니라는 주장이다.
3. 다세계 해석(Many-World Interpretation, MWI)은 에버렛, 휠러, 그레엄등이 주장한 가설이다. 다세계 이론에서 파동함수는 실재하는 것으로 간주되며, 파동함수의 붕괴를 인정하지 않는다. 입자는 관측하기 이전에 확률적으로 동시에 여러 곳에 분포하고 있는 데, 이는 우주의 서로 다른 세계에 존재한다는 것이다. 관측자는 이 중에서 어느 하나의 우주에 존재하는 입자만을 관측할 뿐이다. 다르게 말하면 측정할 때마다 서로 다른 세계로 세계가 갈래친다라고 볼 수 있다.

비교

가장 일반적인 해석은 아래 표에 요약되어 있다. 표의 각 칸에 나타난 것은 논란의 여지가 없는 것은 아니며, 관련된 개념들 중 일부의 정확한 의미는 불명확하며, 사실 그 자체가 주어진 해석을 둘러싼 논란의 중심에 있다.

이러한 해석을 구별하는 실험적인 증거는 존재하지 않는다.

이러한 해석의 대부분은 나름대로의 변형들을 가지고 있다.

해석	출판 연도	저자	결정론적인가?	파동 함수는 실재하는가?	고유의 역사?	숨은 변수 이론인가?	파동 함수는 붕괴하는가?	관찰자의 역할은?	국소적인가?	조건법적 명확성?	우주적 파동함수는 존재하는가?
앙상블 해석	1926	막스 보른	불가지론	아니요	예	불가지론	아니요	아니요	아니요	아니요	아니요
코펜하겐 해석	1927	닐스 보어, 베르너 하이젠베르크	아니요	아니요	예	아니요	예	예	아니요	아니요	아니요
드 브로이-봄 이론	1927- 1952	루이 드 브로이, 데이비드 봄	예	예	예	예	현상학적	아니요	아니요	예	예
양자 논리	1936	개릿 버코프	불가지론	불가지론	예	아니요	아니요	해석적	불가지론	아니요	아니요
시간-대칭성 이론	1955	와타나베 사토시	예	아니요	예	예	아니요	아니요	예	아니요	예
다세계 해석	1957	휴 에버렛	예	예	아니요	아니요	아니요	아니요	예	잘못 제기됨	예
의식이 파동함수의 붕괴를 일으킴.	1961- 1993	유진 위그너, 헨리 스탭	아니요	예	예	아니요	예	예	아니요	아니요	예
확률적 해석	1966	에드워드 넬슨	아니요	아니요	예	예	아니요	아니요	아니요	예	아니요
여러 마음 해석	1970	디터 체	예	예	아니요	아니요	아니요	해석적	예	잘못 제기됨	예
정합적 역사	1984	로버트 그리피스	아니요	아니요	아니요	아니요	아니요	아니요	예	아니요	예
거래적 해석	1986	존 크라머	예	예	예	아니요	예	아니요	아니요	예	아니요
객관적 붕괴 이론	1986- 1989	Ghirardi–Rimini–Weber, Penrose interpretation	아니요	예	예	아니요	예	아니요	아니요	아니요	아니요
관계적 양자역학	1994	카를로 로벨리	불가지론	아니요	불가지론	아니요	예	내재적	예	아니요	아니요
양자 베이즈주의	2010	크리스토퍼 푹스, 뤼디거 샤크	아니요	아니요	불가지론	아니요	예	내재적	예	아니요	아니요

• ¹ } 보어에 따르면, 실험 관찰 조건과는 무관한 물리적 상태의 개념은 잘 정의된 의미를 가지고 있지 않다. 하이젠베르크에 따르면, 파동함수는 확률을 나타내지만, 공간과 시간에 있어서 객관적인 실재 그 자체는 아니다.
• ² 코펜하겐 해석에 따르면 측정이 이루어지면 파동 기능이 붕괴된다.
• ³ 입자와 길잡이 파동은 실재한다.
• ⁴ 고유 입자 역사, 그러나 복수의 파동 역사.
• ⁵ 그러나 양자논리는 정합적 역사 이론보다 적용가능성이 더 제한되어 있다.
• ⁶ 양자역학은 관측을 예측하는 방법, 즉 측정 이론으로 간주된다.
• ⁷ 관찰자는 보편적인 파동기능을 직교적인 경험의 집합으로 구분한다.
• ⁸ TI에서 주 벡터의 붕괴는 거래를 완료한 것으로 해석된다.
• ⁹ 이 해석에서 시스템 간의 역사를 비교하는 것은 잘 정의된 의미가 없다.
• ¹⁰ 모든 물리적 상호작용이 단순히 거시적으로나 의식적인 관찰자가 아닌 관련 시스템과 관련된 붕괴사건으로 취급된다.
• ¹¹ } 시스템의 상태는 관찰자에 의존한다. 즉, 상태는 관찰자의 기준 프레임에 한정된다.
• ¹² 거래적 해석은 명백하게 비현지적이다.
• ¹³ 내성 주기의 가정은 인과관계적으로 주기가 다르기 때문에 상대성과 일치하는 비국소성의 요소다.
• ¹⁴ 확률론적 해석으로는 입자의 속도를 규정할 수 없다. 즉, 경로가 매끄럽지 않다. 더구나 어느 순간에라도 입자의 움직임을 알기 위해서는 마르코프 과정이 무엇인지 알아야 한다. 그러나 일단 우리가 정확한 초기 조건과 마르코프 과정을 알게 되면 그 이론은 사실 양자역학에 대한 실재론적 해석이다.
• ¹⁵ 이론에 의해 요구되는 일종의 비국소성은, 벨 부등식을 위반하기에 충분하며, EPR에서 가정된 것보다 약하다. 특히 이러한 종류의 비국소성은 신호 정리가 없고 로렌츠 불변성과 양립할 수 있다.
• ¹⁶ 파동함수는 단지 미래의 경험에 대한 기대를 나타낼 뿐이다. 베이즈 확률론에 있는 확률 분포보다 더 실재가 아니다..
• ¹⁷ 양자이론은 기대를 관리하는데 도움이 되는 도구다.
• ¹⁸ QBism은 이 용어를 회피할 것이다. 대리인이 경험을 한 결과로 시스템에 설명하는 파동 기능의 변화는 그들이 가질 수 있는 더 많은 경험에 대한 신념의 변화를 나타낸다.
• ¹⁹ 관찰자, 또는 그 이상의 적절한 참여자는 상호작용하는 시스템만큼이나 형식에 필수적이다.

외부 링크

• 이상욱 (2002년 봄). “양자역학의 철학적 이해” (PDF). 《자연과학》 12. 2005년 12월 14일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2012년 9월 19일에 확인함.