모든 것은 오직 순수한 잠재력으로만 존재한다.(불확정속의 세상)

  하이젠베르크의 불확정성의 원리, 즉 모든 것(물질, 우주, 미래 현상)은 순수한 잠재력, 무한 가능성의 상태로 존재하고 있다는 불확정성의 원리들이 과학적으로 증명되고 있으며 양자물리학의 불가사의한 세계를 대표적으로 보여주는 대표적인 실험들로 Young의 이중슬릿실험과 쉬뢰딩거의 고양이 실험등을 예로들 수 있다.



   물질(눈에 보이는 것, 과학적으로 증명되고, 명확히 인식할 수 있는 것)
위에 나열한 것들은 우리 인간들이 중요시 여기고 모든 판단의 기준으로 삼는 것들이다.  인간의 감각중 정확하지는 않지만 약75%이상이 시각에 집중되어 있기 때문일까 우리는 현실세계를 구성하는 가장 중요한 것을 물질(눈에 보이는 것, 과학적으로 증명되고, 명확히 인식할 수 있는 것)이라는 것으로 단정을 짓고 그것을 진리시 여겨왔다. 이렇게 중요시하게 생각하는 물질을 구성하는 입자의 근원적인 속성을 확인해 보는 것으로 눈에 보이고 우리가 일반적으로 인식하는 현상 이상의 것들이 우리가 살고 있는 세상에 큰 영향을 미치고 있다는 사실을  Young의 이중슬릿 실험을 통하여 확인해 보자.

아래의 글은 다큐멘터리 <What the bleep do we know>의 내용과 이미지를 정리한 것이다.

 물질을 구성하고 있는 작은 소립자(구:球)를 무작위로 단일 슬릿과 이중 슬릿을 통과시키면, 작은 구(球)들은 슬릿을 통과하여 벽면에 쏘여져 만드는 무늬는  단일 슬릿에서는 단일 모양의 반응과 이중 슬릿에서는 이중 띠 모양의 무늬를 만든다. 

 두번째 실험은 파동을 단일 슬릿에 통과시키는 실험이다. 파동은  단일 슬릿을 통과한 후 방사상으로 퍼져나가면서 가장 세게 벽에 도달하는 것은 슬릿을 직접통과한 선이 된다. 벽면에 가장 밝게 표시된 가운데 부분이 바로 슬릿을 직접 통과한 부분이 된다. 소립자(구:球)의 실험과 큰 차이는 없다.

세번째 파동의 실험에서 단일 슬릿이 아니고 이중슬릿을 장치해 놓고 슬릿을 통과하는 실험을 하게되면 두개의 슬릿을 통과한 파동은 중첩의 현상을 일으키게 된다. 즉 파동의 꼭대기와 골이 만나면 서로 상쇄되고 벽에는 간섭무늬가 생기게 된다. 파동의 꼭대기가 만나는 곳이 가장 강도가 강한 가운데 가장 밝은 부분을 나타낸 것이다. 반면에 서로 상쇄된 곳은 아무런 무늬도 생기지 않게 된다.
 여기서 정리를 한번 해보면 물질을 구성하고 있는 소립자를 이중슬릿을 통과시키면 이중 띠 모양의 반응이 생기고 파동을 이중슬릿에 통과 시키면 많은 띠를 가진 간섭무늬의 반응이 일어난다. 

자 그럼 좀더 작은 양자차원에서 이 실험을 실시한 결과를 확인해보자.
물질을 구성하고 전자들을 가지고  슬릿을 통과 시키기 위해 무작위로 발사시킨다.

  여기서 중요한 현상이 나타난다. 전자를 단일 슬릿에 통과할 때는 우리의 예상과 같이 소립자의 반응을 나타낸다. 그리고 이중 슬릿에 전자를 통과 시켰을때 역시 소립자의 특성인 이중 띠 모양의 반응이 나타나리라 생각하지만 전자를 이중슬릿에 통과 시킨 실험결과는 슬릿을 통과한 전자들은 후 서로 간섭과 중첩반응을 나타내는 파동의 특성을 보였다는 점이다.

  어떻게 된 일일까? 물질을 구성하고 있는 전자가 어떻게 파동과 같은 간섭무늬를 만들어 낸 것일까?
여러개의 전자들이 서로 충돌에 의해 이런 간섭과 중첩의 반응을 나타 날 수도 있는 가능성을 배제하기 위하여 이번에는 전자를 하나씩 통과시키는 실험을 해보기로 한다.

전자를 하나씩 통과 시키는 시험을 한시간 동안 하였을 때 역시 파동과 똑 같은 간섭무의가 생겨나기 시작했다. 작은 전자가 입자의 형태로 발사된 후 파동으로 전위되어 두개의 슬릿을 통과한 후 스스로 간섭과 상쇄를 일으키고 입자 처럼 벽에 부딪힌 것이다. 하지만 더욱 신기한 것은 모든 전자가 다 그렇게 동일하게 반응하지는 않았다는 점이다. 어떤 전자의 입자는 동시에 두 슬릿을 통과하지만 어떤 전자의 입자들은 어느 슬릿도 통과하지 못하거나 하나만 통과한다거나 하는 불규칙적인 반응을 한다는 것이다. 이 모든 가능성은 입자가 여러곳에 존재한다는 것을 의미한다.  그래서 물리학자들은 입자가 실제 어떤 슬릿을 통과하는지를 보다 정밀하게 관측장치를 사용하여 확인해 보기로 했습니다.

슬릿 옆에 관측장치를 놓고 전자를 하나씩 쏘면서 전자입자가 통과하는 것을 관찰했다. 그 결과는 우리가 상상하는 것보다 휠씬 신비로운 반응을 보여준다.
  즉 관찰할 때 전자는 물질을 구성하고 있는 소립자와 같이 움직였다. 입자가 이중슬릿을 통과 할때 두개의 띠모양의 반응을 나타 낸 것처럼 전자 역시 두개의 띠 모양의 반응을 한 것이다. 방금 전까지만 해도 파동의 간섭무늬의 반응을 보였던 전자가 관찰장치를 설치하자 일반 입자와 같은 반응을 보인 것이다. 이는 전자가 관찰되고 잇다는 것을 알고 자신이 어떠한 특성을 가지고 움직이려고 결정한 것이다. 
 
 물질은 무엇이고 입자와 파동은 무엇일까?
 파동은 무엇이 움직이는 것일까?
 이러한 것들과 관찰자는 무슨 관계가 있는 것일까?

관찰자가 단지 관찰함으로써 파동의 가능성이 붕괴된 것이다.
우리는 모두 관찰자들이다.
하지만 가끔 우리는 일어나는 일들과 스스로를 너무 동일시시켜서 관찰자의 측면을 잊어버리곤 한다.
이것이 물질주의자들이 길을 잃고 관찰자 없이도 살 수 있다고 생각하는 이유가 되는 것이다. 물리학적 자료를 통해 우리는 물질이라는 것이 실재로는 우리가 '외부'라고 부르는 것들을 단순화 시켜놓은 것이라는 걸 알 수 있다. 물리학에 의하면 특히 원자와 아원자의 입자 혹은 어떤 형태의 원자와 아원자의 물질도 우리가 그것을 관찰하고 조사하기로 한 순간 외부에서 우리가 관찰한 특징이 변해버린다. 이러한 특징이 물리학체계의 발전에 존재하는 두가지 독립된 법칙( 하나는 관찰할 때 적용되는 것이고 다른 하나는 관찰하지 않을 때 적용되는 것이다.)이다.

  관찰하지 않을 때는 가능성의 파동으로 존재하고  관찰하게 되면 경험의 입자로 변해버린다.

우리가 단단한 입자라고 생각하는 물질은 실재는 소위"중첩"되어 존재한다. 가능한 위치의 파동으로 퍼져 있는 것이다. 즉 모든 장소에 동시에 존재하는 것이다.

그것을 조사하는 순간

가능한 위치에서 하나의 위치로 고정이된다.

 
즉, 관찰할 때는 일어나지만 그렇지 않을 때는 아무일도 일어나지 않는다.
위 내용이 양자물리학적으로 치우쳐 우리의 현실에서 쉽게 받아들이지 못할 이론이라 생각하시는 분들도 있을 것이다. 하지만 우리가 이 내용을 통해 분명히 배워야할 교훈들이 있다. 그것은 물질과 현실이라는 것에는 무한한 가능성이 존재하고 있다는 것이다.

동시에 여러곳에 존재할 수 있듯이 무한한 많은 가능성을 동시에 경험하는 것이다. 그리고 하나를 선택해 다른 모든 것들을 소멸시키는 것이다.

영웅은 세상이 우리가 선택할 때 까지는 무한한 가능한 조각들로 존재한다는 것을 알고 있다. 영웅은 원하는 것을 선택한다.
 
우리의 상상과 마음은 무의식 속에서 다양한 가능성의 세계를 창조해낸다.
그리고 이 가능성들은 서로 중첩되어 무의식속에 존재한다.
당신의 수많은 가능성중에 무엇을 선택할 것인가?
물질을 포함한 우주의 모든 것들은 당신의 의시에 공명하고 동조하는 의식이 있는 파동에너지이다.

당신이 의식과 무의식에서 선택한 가능성중에 한가지가 현실로 창조되고 있는 것이 당신이 지금 접하고 있는 눈에 보이는 당신이 창조한 우주이다.


쉬뢰딩거의 고양이 실험

20세기에 들어와 양자 역학이 성립되면서 불확정성 원리에서 드러나듯이 관찰자의 관측 행위가 대상의 상태에 영향을 준다는 것을 확인한 논리이다.
상자 안에 특정 장치를 하고 고양이를 넣었을 때, 이 때 고양이의 상태는 살아 있거나 죽어 있는 어떤 하나의 상태로 정해진 것이 아니라 아직 두 상태가 서로 중첩되어 존재한다는 사실. 그리고 상자를 열어 확인하는 순간, 살아 있는 상태와 죽어 있는 상태가 중첩되어 있던 고양이는, 순식간에 살아 있거나 혹은 죽어 있는 두 상태 중 하나의 상태로 실체화 된다는 것. 

관찰자와 해석자로서 의식적인 행위가 없다면 모든 것은 오직 순수한 잠재력으로만 존재할 뿐이다.