‘취미는 과학’ 슈뢰딩거의 고양이, 왜 유명한가

양자역학 탄생 100주년을 기념하는 3부작 특별 기획의 대미를 장식할 EBS <취미는 과학> ‘슈뢰딩거의 고양이, 왜 유명한가?’가 오는 12월 26일 (금) 밤 10시 50분 EBS 1TV에서 방영된다. 이번 화에서는 MC 데프콘과 성균관대 생명과학과 이대한 교수, 광운대 화학과 장홍제 교수, 과학 커뮤니케이터 항성이 경희대 물리학과 김상욱 교수와 함께 20세기 물리학계를 뒤흔든 슈뢰딩거의 문제 제기를 따라가며 양자역학의 핵심 개념을 짚는다.

하이젠베르크가 불확정성 원리를 발표하며 양자역학의 새로운 틀을 완성한 바로 그 순간! 이에 문제를 제기하며 등장한 슈뢰딩거의 이론은 물리학계를 긴장 상태로 몰아넣는다. 양자역학의 탄생과 충돌 과정을 그린 두 편에 이어 마지막 3부에서는 그 모든 논쟁이 결국 향하고 있던 질문의 중심으로 들어간다.

김상욱 교수는 이번 회차를 두고 “양자역학의 진짜 핵심”을 다룬다고 말한다. 수많은 물리학자의 고민 끝에 드러난 양자역학의 핵심 개념인 ‘중첩’은 하나의 입자가 동시에 여러 상태로 존재할 수 있다는, 우리의 직관을 정면으로 거스르는 개념이다.

중첩 개념을 가장 잘 보여주는 예시는 바로 ‘이중 슬릿 실험’. 입자를 관측하지 않을 때와 관측할 때 전혀 다른 결과가 나타나는 이 실험은 데프콘을 깜짝 놀라게 한다. “우리는 대체 어떤 세상에 살고 있는 건가요?” 과학자들조차 충격에 빠뜨린 실험 결과는 방송에서 확인할 수 있다.

중첩이 실험으로 확인되었음에도, 또 하나의 의문이 남는다. ‘관측’이란 무엇이기에 양자의 상태를 바꾸는 것일까? 이 모순을 날카롭게 지적하기 위해 슈뢰딩거가 제시한 사고실험이 바로 ‘슈뢰딩거의 고양이’다. 그는 이 사고실험을 통해 양자역학의 해석이 어디까지 유효한지를 묻고자 했다는데. 과연 슈뢰딩거가 던진 질문은 오늘날 어떤 답을 얻고 있을까?

알면 알수록 신비로워지는 양자역학의 세계. 과학자들은 지금까지 어떤 해석을 제시해 왔으며, 여전히 풀리지 않은 양자역학의 숙제는 무엇일까? 그 현재와 미래를 조명한 EBS <취미는 과학> ‘슈뢰딩거의 고양이, 왜 유명한가?’는 12월 26일 (금) 밤 10시 50분 EBS 1TV에서 방영된다.