양자역학은 물리학자들이 거의 100년 동안 연구해 온 이론 중 하나인 물리학의 한 분야입니다. 양자역학은 원자, 전자, 광자와 같은 아주 작은 입자의 운동에 대한 이론으로 시작하여 나중에 분자와 물질의 상태 변화에 대한 연구로 이어졌습니다. 양자역학은 물질이 근본적으로 파동과 입자의 성질을 동시에 가지고 있다고 가정하고, 그 결과 이론은 우리가 일상적으로 경험하는 세상과는 다른 매우 기이한 현상을 드러낸다.
양자 역학의 초창기는 막힌 문제를 해결하는 것으로 시작되었습니다. 지난 세기 초 물리학자들은 전자의 궤도와 관련된 문제를 해결하려고 노력했습니다. 그러나 이 전자들의 궤적은 고전역학으로는 설명할 수 없는 것으로 판명되었고, 진보는 중단되었습니다.
나중에 1920년대에 물리학자들은 이 문제를 해결하기 위해 새로운 이론을 개발하기 시작했습니다. 이것은 “양자 역학”입니다. 양자역학은 확률론적 이론이며, “어떤 입자가 어디에서 어디로 이동할 수 있는가?”라는 질문에 답하기 위해 만들어진 이론입니다.
양자역학의 가장 중요한 결과 중 하나는 “불확정성 원리”입니다. 이 원리는 입자의 위치나 속도를 정확하게 측정할 수 없다는 것을 의미합니다. 불확정성 원리는 이론 물리학에서 중요한 역할을 하며 나중에 양자 암호와 같은 다른 영역에서 개발되었습니다.
그런데 양자역학이 이해하기 어려운 이유는 다음과 같다.
1. 신중한 관찰의 효과: 양자역학에서 물질에 대한 관찰은 이론의 예측과 결과에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 즉, 우리가 물질을 관찰할 때 그 물질의 입자가 변합니다. 이러한 규칙은 양자 역학이 발견된 이후로 논쟁의 여지가 있었고 이해하기 어려웠습니다.
2. 수학적 복잡성: 양자역학은 수학적으로 복잡한 이론이기 때문에 이를 이해하기 위해서는 고도의 수학적 지식이 필요합니다. 이것을 이해하지 못하면 이론은 이해할 수 없는 것으로 간주됩니다.
3. 이론의 비직관성: 양자역학의 일부 현상은 우리가 매일 경험하는 것과 매우 다릅니다. 이론이 이것에 대해 설명하는 것은 매우 직관적이지 않습니다. 예를 들어 양자역학은 입자의 위치나 속도를 정확하게 측정할 수 없습니다. 이것은 매우 직관적이지 않은 개념입니다.
따라서 양자역학은 변수에 의해 결과가 예측되지 않거나 이론 자체가 일상과 매우 다른 세계를 기술하기 때문에 이해하기 어렵다고 할 수 있다.