[사회과학]하이젠베르크의 불확정성 원리

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하이젠 베르크의 불확정성 원리란..

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하이젠베르크의 불확정성의 원리란, “전자의 위치와 운동량을 동시에 정확히 측정할 수 없다”라는 것이다. 이에 대해 간단히 설명하면, 위치에 대한 오차는 관측하는 파장에 비례하기 때문에 위치를 측정할 때 측정오차를 줄이려면 파장이 짧은 파를 사용해 측정해야만 한다. 허나 전자기파에 있어서 파장이 짧으면 에너지가 증가하기 때문에, 에너지가 큰 전자기파와 충돌한 전자는 에너지가 증가하게 돼 운동량이 증가하게 된다. 결국 이렇게 운동량이 증가하게 되면 원래의 운동량을 측정하지 못한다.

이 둘을 종합해 보면 전자의 정확한 위치를 측정하기 위해 짧은 파장의 전자기파를 사용하면 운동량에 교란을 주기 때문에 정확한 운동량을 측정할 수 없게 되고, 정확한 운동량을 측정하기 위해 파장이 긴 전자기파를 사용하면 위치에 대한 오차가 커지므로 정확한 위치를 측정할 수 없는 것이다.

하이젠베르크의 불확정성의 원리는 양자역학에 포함되어, 새로운 물리관 을 창조했다. 즉, 불확정성의 원리를 발표함으로써, 근대적 물리관 이 변화하는 계기를 마련했다고 볼 수 있다. 뉴턴 중심의 근대적 물리관 은 19세기까지 뉴턴의 고전역학으로 고착화 되었다. 뉴턴중심의 물리관 에 입각하여 ‘라플라스’ 는 내가 만물의 운동량과 위치를 안다면, 우주의 미래를 예측하는 것이 가능하다고 호언장담 까지 했다. 물리학자에게는 뉴턴의 확실한 운동법칙이 있었고, 그들은 만물의 운동을 설명 하는 것이 가능하고, 또한 미래를 예측하는 것 또한 가능하다고 생각하였다.

그러나 20세기에 들어와 양자역학이 탄생하며, 그러한 사고는 여지없이 깨어져버렸다. 양자역학의 불확정성 원리에 의해서, 우리는 상태의 확실성을 안다는 것이 불가능해졌다. 상태의 확실성을 알 수 없다는 것은 미래의 불확실성을 의미하고, 따라서 양자역학의 탄생으로 우주는 순식간에 확실한 우주에서 불확실한 우주로 변화한 것이다. 이는 모든 것을 물리학으로 설명할 수 있다는 뉴턴의 이론을 바꾸었고, 이로 인해 새로운 현대 물리학을 창조하는 계기가 되었다.

참고자료

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