우리가 사는 세상이 진짜가 아닐 수도 있다면?
안녕하세요! 다들 가끔 밤하늘의 별을 보면서 ‘이 우주는 대체 뭘까?’, ‘내가 존재하는 건 어떤 의미일까?’ 같은 생각에 잠길 때 있지 않나요? 저는 얼마 전까지만 해도 바쁜 일상에 치여 그런 생각을 잊고 살았는데요. 우연히 유튜브에서 EBS ‘취미는 과학’ 레전드 확장판 영상을 하나 보고는 며칠 동안 머리가 띵~하고 잠까지 설쳤답니다. 바로 그 유명한 ‘슈뢰딩거의 고양이’에 대한 이야기였어요!
솔직히 ‘슈뢰딩거의 고양이’는 이름만 들어봤지, 그게 뭔지 제대로 아는 사람은 드물잖아요. 저도 그랬어요. ‘살아있으면서 동시에 죽어있는 고양이? 그게 무슨 소리야?’ 싶었죠. 그런데 이 영상을 보고 나니… 와, 이건 그냥 과학 이야기가 아니더라고요. 우리가 발 딛고 사는 이 현실 세계 자체를 의심하게 만드는, 정말 무서우면서도 매력적인 철학 이야기였어요.
‘관측’하는 순간 모든 게 결정된다고? 이중 슬릿 실험의 충격
영상은 ‘물리학계의 아이돌’ 김상욱 교수님의 명쾌한 설명으로 시작해요. 교수님은 다짜고짜 고양이 이야기부터 꺼내지 않으셨어요. 대신 모든 미스터리의 시작점인 ‘이중 슬릿 실험’ 이야기부터 차근차근 풀어주시더라고요. 여러분, 여기서부터 집중하셔야 해요. 제 뇌가 처음으로 정지했던 구간이거든요!
아주 작은 전자를 총처럼 쏴서 두 개의 구멍이 뚫린 벽을 통과시키는 실험인데요. 여기서 소름 돋는 일이 벌어져요.
- 아무도 안 볼 때: 전자가 마치 파도처럼 행동해서 두 구멍을 동시에 통과한 것처럼 벽 뒤에 여러 개의 줄무늬를 남겨요. 유령처럼 벽을 통과한 거죠!
- ‘어디 한 번 볼까?’ 하고 관측할 때: 신기하게도 전자가 갑자기 얌전한 ‘입자’처럼 행동하면서 딱 두 개의 줄무늬만 남기는 거예요!
이게 무슨 뜻이냐면요… 우리가 ‘관측’이라는 행위를 하는 순간, 수많은 가능성으로 존재하던 전자가 딱 하나의 상태로 결정된다는 거예요! 김상욱 교수님은 이 상태를 ‘중첩’이라고 설명해주셨는데, 정말이지 입이 떡 벌어지는 개념이었어요. 우리가 안 보고 있을 땐 전자가 여기저기 동시에 존재하다가, 우리가 쳐다보는 순간 ‘아, 들켰네!’ 하면서 한곳에만 존재하는 척하는 느낌이랄까요? 이게 바로 양자역학의 기묘한 세계래요.
그래서 ‘슈뢰딩거의 고양이’는 왜 나왔을까?
자, 이제 고양이 이야기로 넘어올 시간이에요. 1920년대 과학자들은 이 말도 안 되는 ‘중첩’ 개념 때문에 골머리를 앓았다고 해요. 그중 슈뢰딩거라는 천재 과학자가 ‘이거 너무 이상하잖아!’ 하고 딴지를 걸기 위해 만든 사고 실험이 바로 ‘슈뢰딩거의 고양이’였던 거죠.
실험 내용은 이래요.
상자 속 운명의 고양이
밀폐된 상자 안에 고양이 한 마리와, 50% 확률로 터지는 독극물 장치를 넣어요. 이 장치는 양자역학의 ‘중첩’ 원리에 따라 움직여요. 즉, 우리가 상자를 열어서 ‘관측’하기 전까지는 독극물이 ‘터진 상태’와 ‘안 터진 상태’가 중첩되어 있다는 거죠.
그럼 어떻게 될까요? 양자역학의 논리대로라면, 독극물의 운명에 묶인 고양이 역시 ‘살아있는 상태’와 ‘죽어있는 상태’가 중첩되어 있어야 해요. 살아있으면서 동시에 죽어있는 고양이! 슈뢰딩거는 ‘이게 말이 되냐!’면서 양자역학의 불완전함을 지적하려고 이 실험을 고안했는데, 오히려 이게 양자역학의 가장 심오한 난제가 되어버렸다고 하니 정말 역사의 아이러니죠?
관측의 주체는 누구인가: 철학의 영역으로
영상을 보다 보면 머릿속에 질문이 꼬리에 꼬리를 물고 이어져요. ‘관측’이라는 게 대체 뭘까요? 꼭 ‘사람’이 봐야만 관측일까요? 상자 안에 카메라를 넣어두면요? 아니, 고양이가 스스로 ‘나 살았나?’ 하고 생각하는 건 관측이 아닐까요? 심지어 패널로 나온 데프콘 님은 ‘아메바가 보는 건 관측이냐’는 촌철살인 질문을 던지는데, 김상욱 교수님도 명쾌하게 답을 못 하시더라고요. 왜냐하면, 이건 아직 아무도 풀지 못한 현대 물리학의 가장 큰 숙제 중 하나이기 때문이에요.
우리가 세상을 인식하는 순간 세상이 결정된다는 ‘코펜하겐 해석’부터, 관측하는 순간 또 다른 우주가 생겨난다는 ‘평행우주론(다세계 해석)’까지… 영상은 우리를 무한한 상상력의 세계로 이끌어요. 어쩌면 내가 이 글을 쓰는 지금, 글을 쓰지 않는 또 다른 내가 존재하는 우주가 어딘가에 있을지도 모른다는 생각을 하니 등골이 오싹해지네요.
결론: 과학을 넘어 삶을 돌아보게 하는 영상
정말 시간 가는 줄 모르고 봤어요. EBS ‘취미는 과학’ 제작진과 김상욱 교수님께 진심으로 감사한 마음이 들 정도였답니다. 어려운 양자역학을 이렇게까지 흥미진진한 스토리로 풀어내다니, 이건 단순한 과학 강의가 아니에요. 우리가 당연하게 여겼던 ‘현실’이라는 개념에 거대한 질문을 던지는 한 편의 철학 다큐멘터리 같았어요.
영상을 다 보고 나니, 우리가 사는 이 순간이 얼마나 소중하고 기적 같은지 다시 한번 생각하게 되더라고요. 수많은 가능성 중에 바로 ‘지금, 여기’의 내가 존재하게 된 거니까요. 여러분은 ‘슈뢰딩거의 고양이’ 이야기를 어떻게 생각하세요? 우리가 관측하지 않을 때, 세상은 정말 무한한 가능성의 중첩 상태로 존재하고 있을까요? 여러분의 짜릿한 상상력을 댓글로 마음껏 펼쳐주세요!
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