위키독:양자 자살

양자 자살

Quantum Suicide

자살로 영생하기.

개요

MIT 물리학과 교수, 맥스 테그마크.

양자 자살은 일종의 사고 실험이다. 슈뢰딩거의 고양이로 대표되는 양자 역학 해석 문제의 여러 솔루션 중 하나인 다중 세계 해석과 연관이 있다. 이 양자 자살이라는 익살스러운 사고 실험은 현 MIT 물리학과 교수로 재직 중인 맥스 테그마크가 1997년 써낸 논문으로부터 출발한다.

해당 논문은여기에서 볼 수 있다. 논문의 제목은 『THE INTERPRETATION OF QUANTUM MECHANICS: MANY WORLDS OR MANY WORDS?』이다.

이곳에서 테그마크는 당신이 운이 아주 좋다면 영원불멸의 삶을 살 수도 있다고 한다.

양자 자살

양자 자살을 이해하기 위해선 먼저 슈뢰딩거의 고양이에 대한 이해가 필요하다. 양자 자살이 바로 슈뢰딩거 고양이의 인간버전이기 때문이다.

슈뢰딩거의 고양이

이 고양이 문제를 완전히 이해하려면 조금 복잡한 개념이 필요한데, 그런거 없이 결론만 본다면 크게 두 가지 해석이 있다.

코펜하겐 해석쪽에선 고양이는 살아있는 상태와 죽어있는 상태가 중첩되어 있고 관측하는 순간 하나의 상태로 결정된다고 한다. 즉, 죽어있으면서 살아있는 상태인 것이다. 현재 많은 사람들은 코펜하겐 해석쪽을 지지하고 있지만 다중 세계 해석쪽도 만만찮게 지지자가 많은 편이다.

다중 세계 해석은 고양이가 죽은 세계와 살아있는 세계로 세계 자체가 나눠진다고 한다. 바로 여기에서 양자자살이 시작된다.

양자 자살

양자 자살은 고양이 대신 인간이, 독가스 대신에 총이 등장한다.

이 실험은 의자에 앉아서 자신의 머리를 겨누고 있는 총을 보고 있는 사람으로부터 시작한다. 이 총은 조금 특수한 장치가 탑재되어 있다. 양자 입자의 스핀을 측정하는 장치가 그것인데, 스핀이 시계 방향이라면 총이 발사되고, 반시계 방향이라면 발사되지 않는다. 이 확률은 정확히 50%이다.

그러니까 단순히 말하면 50% 확률로 발사되는 총 앞에 한 사람이 앉아 있다. 방아쇠가 완전히 당겨졌을 때, 딸깍하는 소리와 함께 발사되지 않는다면 그는 살아남는 것이고, 소리가 들리지 않고 모든 의식이 끊어진다면 이미 죽은 것이라고 할 수 있다. 죽은 사람은 소리를 들을 수 없기 때문이다! 그런데 재미있는 것은 이 짓을 한 번이 아니라 계속해서 반복 시행하게 된다. 즉 총이 발사될 때까지 무한정 반복하는 것인데 이 사람을 외부에서 본다면 다음과 같은 상황이 벌어진다.

탕!

(운이 매우 없는 경우, 단 한 번 시행했을 때 총이 발사되어 명을 달리할 수 있다.)

딸깍....탕!

(그는 25%의 확률을 넘지 못했다.)

딸깍....딸깍....탕!

(확률은 12.5%로 줄어들었다.)

딸깍.....딸깍.....딸깍....탕!

(6.25%의 확률은 역시 넘기 힘든 벽이다.)

혹은

딸깍....딸깍....딸깍....딸깍....딸깍....딸깍....딸깍....딸깍....딸깍.........

(이것이야 말로 억세게 운이 좋은 경우이다. 물론 현실적으로는 불가능한 상황이다.)

단 한 번이라도 총이 발사되면 피실험자는 저승으로 떠나서 즉시 실험은 종료된다.

여기에서 테그마크는 엉뚱한 상황을 가정한다. 다중세계해석이 옳다면 방아쇠를 당길 때마다 총알이 발사되는 세계와, 그렇지 않은 세계로 나뉘어진다. 방아쇠가 양자역학의 지배를 받는 입자에 의해 동작하기 때문이다.

수많은 다중세계 중에서 반드시 하나 정도는 계속해서 총이 발사되지 않는 세계가 있기 마련이다. 그리고 피실험자는 언제나 그쪽 세계에서 살아간다. 다른 세계는 이미 피실험자가 죽은 세계로써 더이상 무의미하기 때문이다. 이렇게 생각하다보면 어느 세계에서는 반드시 불멸하는 존재가 있다는 뜻이 된다. 물론 언제나 그렇듯이 그게 당신은 아니지만.

맥스 테그마크 교수는 여기서 한 술 더 떠서 이러한 기묘한 양자 자살 장치가 없더라도 어느 우주에서는 반드시 영생하는 존재가 있다고 주장한다. 우리의 신체를 이루는 모든 것도 양자레벨에서 보면 결국엔 확률의 지배를 받기 마련이고, 어떠한 입자 하나의 움직임이 우리를 죽음에 이르게 할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있기 때문이다. 그리고 이 상황은 양자 자살때와 마찬가지로 계속해서 무한정 반복되므로 이 논리를 따라가다보면 어떤 세계에선 당신 또한 영원히 사는 존재일 수 있다는 것이다. 물론 아주 높은 확률로 당신은 그러한 세계에 살고 있지 않다.