다세계

다세계 (多世界, Many-Worlds) 해석은 양자역학의 해석 중 하나로, 다른 해석들과 달리 파동 함수의 붕괴를 가정하지 않고 모든 가능한 결과가 각기 다른 세계에서 실현된다고 주장한다. 이는 관측 행위가 세계를 분기시켜 다양한 가능성을 지닌 평행 우주들을 생성한다고 보는 것이다.

개요

다세계 해석은 1957년 휴 에버렛 3세(Hugh Everett III)에 의해 처음 제안되었으며, 코펜하겐 해석의 주관성을 극복하고 양자역학을 우주 전체에 일관되게 적용하고자 하는 시도에서 비롯되었다. 이 해석에 따르면, 양자적 중첩 상태에 있는 계가 관측될 때, 단 하나의 결과만이 나타나는 것이 아니라 가능한 모든 결과가 각기 다른 우주에서 실현된다. 예를 들어, 어떤 입자가 위와 아래 스핀 상태가 중첩되어 있다면, 관측 시 위 스핀 상태를 가진 우주와 아래 스핀 상태를 가진 우주로 분기된다.

주요 내용

• 파동 함수의 붕괴 부정: 다세계 해석은 파동 함수의 붕괴를 인정하지 않는다. 대신, 양자역학의 슈뢰딩거 방정식은 언제나 정확하게 적용되며, 모든 가능한 상태는 물리적으로 실재한다.
• 우주의 분기: 관측 행위는 우주를 분기시키는 역할을 한다. 각 분기된 우주는 서로 독립적으로 진화하며, 한 우주에서의 사건은 다른 우주에 영향을 미치지 않는다.
• 상대적 상태: 관측자는 자신이 속한 우주에서 특정한 결과만을 관측하게 된다. 이는 관측자와 관측 대상 간의 상관관계(얽힘) 때문에 발생하는 것으로, 관측자는 자신의 상태에 따라 특정한 우주에 속하게 된다.

장단점

• 장점:
  • 양자역학을 우주 전체에 일관되게 적용할 수 있다.
  • 파동 함수의 붕괴라는 인위적인 가정을 없앨 수 있다.
  • 양자역학의 여러 역설적인 현상을 설명하는 데 도움이 될 수 있다.
• 단점:
  • 경험적으로 검증하기 어렵다. 다른 우주를 직접 관측하거나 상호작용할 수 없기 때문이다.
  • 철학적인 난제를 야기할 수 있다. 예를 들어, 우주의 무한한 분기는 어떻게 이해해야 하는가?

논쟁

다세계 해석은 양자역학의 여러 해석 중 하나이며, 과학계 내에서 활발한 논쟁이 이루어지고 있다. 일부 물리학자와 철학자들은 이 해석이 양자역학의 문제를 해결하는 데 유망한 접근 방식이라고 주장하는 반면, 다른 이들은 경험적 검증의 어려움과 철학적 문제점을 지적하며 비판적인 입장을 취한다.

참고 문헌

• Everett, H. (1957). "'Relative State' Formulation of Quantum Mechanics". Reviews of Modern Physics, 29(3), 454–462.