양자역학의 역사와 철학 보어, 아이슈타인, 실재론

김유신 지음

이학사 2018년 04월 17일 출간 종이책 : 2012년 04월 20일 출간

작품소개

책소개

보어, 아인슈타인, 실재론『양자역학의 역사와 철학』. 자연과학과 인문학이 어떻게 상호작용하고, 서로의 한계를 드러내고, 서로를 자극하고 고무하는지를 실감나게 이해할 수 있도록 구성하였다. 양자역학의 형성 과정과 해석의 역사부터 양자역학을 둘러싼싼 보어와 아인슈타인의 논쟁, 보어를 둘러싼 실재론과 반실재론 논쟁을 살펴본다.

목차

머리말

제1부 양자역학의 형성

1장 양자역학의 시작
1절 고전역학과 낙관의 시대
2절 붕괴하기 시작하는 고전역학
1. 전환기에서의 빛
2. 흑체복사의 문제
3. 플랑크의 복사파 공식과 양자
3절 새로운 과학을 위한 증거들의 출현
1. 광전효과
2. 광양자가설과 입자-파동의 이중성: 1905~1912년
3. 보어의 초기 원자 이론
4. 자발적 방출
5. 콤프턴효과

2장 보어의 양자 이론과 대응원리
1절 보어의 대응원리
2절 아인슈타인 광양자가설에 대한 보어의 태도
3절 보어-크라메르스-슬레이터 이론

3장 합리적 양자역학의 출현
1절 하이젠베르크 버전의 새로운 양자역학
1. 하이젠베르크의 새로운 운동학
2. 보른, 하이젠베르크, 요르단의 매트릭스역학
3. 하이젠베르크의 불확정성원리
2절 슈뢰딩거의 파동역학
1. 아인슈타인의 특수상대성이론
2. 드브로이의 입자-파동 이중성
3. 슈뢰딩거의 파동방정식
4. 슈뢰딩거의 파동방정식의 수소 원자에의 적용과 성공
3절 파동함수의 해석
1. 슈뢰딩거의 해석
2. 보른의 확률적 해석
3. 파동역학과 매트릭스역학의 등가성

4장 보어와 상보성
1절 보어와 매트릭스역학
2절 상보성의 논변
1. 인과적 기술과 시공간적 기술의 상보성
2. 입자와 파동의 상보성
3. 두 가지 상보성의 관계
4. 상보성의 기본 구조
3절 코펜하겐 해석
1. 양자역학과 해석
2. 하이젠베르크와 코펜하겐 해석
3. 코펜하겐 해석의 긴장: 하이젠베르크와 보어
4. 코펜하겐 해석의 실용주의적 성격
5. 코펜하겐 해석에 대한 비판과 다른 대안적 해석

제2부 보어와 아인슈타인의 논쟁

5장 보어와 아인슈타인의 논쟁
1절 서론
2절 양자 이론의 출현부터 솔베이학회(1927년) 이전까지
3절 솔베이학회(1927년)부터 EPR 논문 출현 직전까지
1. 5차 솔베이학회(1927년)
2. 6차 솔베이학회(1930년)

6장 EPR 논증과 보어와 아인슈타인 논쟁
1절 물리적 실재에 대한 고전적 개념과 양자역학
1. 물리적 존재론
2. 세계의 개념화
3. 완전성, 인과성, 통계
4. 측정과 지식
2절 EPR 논증
3절 EPR 논증에 대한 보어의 답변
4절 아인슈타인의 반론
5절 보어와 아인슈타인 논쟁의 평가
6절 보어와 아인슈타인 논쟁 이후: EPR-Bohm-Bell 사고실험의 철학적 함축
1. 서론
2. 벨 상관관계와 머민 장치
3. 벨 상관관계, 국소성, 완전성
4. 전체론, 비국소성, 불완전성

제3부 보어에 대한 실재론-반실재론 논쟁

7장 보어는 반실재론자인가?
1절 파이에의 보어 해석: 객관적 반실재론
2절 머독의 보어 해석: 도구주의적 실재론
3절 경험적 가설로서 실재론과 독립성 논제
4절 보어의 전체론적 독립성

8장 보어와 실재론 논쟁
1절 보어와 신의 관점
2절 벨러와 파인의 보어 해석
3절 폴스의 보어에 대한 실재론적 해석

맺는말: 과학적 지식의 객관성
[보론] 양자역학, 특이점 그리고 불확정성원리의 물리적인 의미

참고 문헌
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출판사 서평

?일반 독자들도 충분히 읽어낼 수 있을 것이다.

제1부는 양자역학의 형성 과정과 해석의 역사이다. 일종의 통사처럼 고전역학으로 설명할 수 없는 현상들이 어떤 것이 있는지, 또한 이 현상들을 왜 고전역학의 수정을 통해 해명하지 못했는지를 살펴보았다. 그리고 그것들이 고전역학의 붕괴로 이어져 새로운 역학의 출현으로 나타난 과정을 밝혔다. 즉 양자역학의 시작부터 보어의 상보성의 출현까지를 다루었다. 그리고 이 양자역학을 형성하는 데 중요한 역할을 했던, 양자역학의 주류 해석인 코펜하겐 해석을 최근의 연구 결과를 고려하여 다루었고, 대안적 해석도 다루었다. 특히 제1부에서는 양자역학 전체 역사를 일목요연하게 보여주고 있다.
제2부는 양자역학을 둘러싼 보어와 아인슈타인의 논쟁을 다루었다. 이 논쟁은 과학사에서는 라이프니츠-클라크 논쟁에 비길 만한 거대한 논쟁이다. 이 논쟁은 물리학적인 세부 논쟁이 아니라, 이론의 본성, 인과론, 결정론-비결정론, 물리적 이해의 의미, 물리적 존재자의 본성 등 양자 이론의 철학적 해석에 대한 논쟁이었다. 이 논쟁에서 우리는 두 거인이 물리학에 대해 가진 철학적 태도가 양자역학을 서로 다르게 보게 했다는 것을 발견할 수 있다. 이 논쟁은 우리에게 과학과 철학의 관계를 잘 보여준다. 두 거인이 타계하고 난 이후 벨은 벨 정리를 유도하면서 교착 상태에 있던 그 논쟁에 새로운 지평을 열었다. 여기서는 결정론, 비결정론보다는 국소성, 비국소성, 전체론 등이 중요한 주제가 되는 벨 실험의 철학적 해석을 다루었다. 이것은 세계의 본성의 이해에 대한 새로운 국면을 제공하는 흥미로운 분야이다.
제3부는 보어를 둘러싼 실재론-반실재론 논쟁이다. 실재론-반실재론 논쟁은 이론과 세계의 관계를 다루는 논쟁이기 때문에 과학철학에서 중요한 부분일 뿐만 아니라, 철학, 문학, 역사, 사회과학 등 학문 전반과 관련된 유의미한 쟁점이다. 보어의 상보성의 철학을 둘러싼 실재론-반실재론 논쟁은 기존의 세계 이해와 다른 독특한 관점을 보여줌으로써 우리의 인식에 큰 자극을 준다.

4. ‘융합’의 새 지평을 열다

양자역학은 물리학에서 매우 특별한 위치를 차지한다. 지금까지 물리학이 결정론적 인과율을 따른다는 것에 아무런 의심도 없었지만, 양자역학이 등장하면서 사정이 바뀌었기 때문이다. 심지어 대부분의 물리학자조차도 물리적 개념만으로

작가정보

저자(글) 김유신

저자 : 김유신
저자 김유신은 서울대학교 전자공학과를 졸업하고, 미국 버클리대학교(UC Berkeley)에서 전자공학을 스탠포드대학교 대학원에서 전자재료를 공부하였다. 그후 부산대학교 전자공학과 교수로 있으면서 미국 코넬대학교 대학원에서 과학철학으로 철학 박사학위를 받았다. 현재 부산대학교에 재직하면서 전자전기공학부, 과학기술학 협동과정, 국제학부에서 전기자기학, 과학철학, 사회과학철학 등을 가르치고 있으며, 한국과학철학회 회장, 한국통신학회 정보사회연구회 회장 등을 지냈다. 주요 관심 분야는 전자공학에서는 영상처리, 신경회로망, 인공지능 등이고, 철학에서는 과학철학, 양자역학 철학, 실재론-반실재론 논쟁, 사회과학철학, 문화철학 등이다. 지은 책으로는 『현대 과학철학의 제 문제』(공저), 『과학적 지식과 인간다운 삶』(공저) 등이 있고, 논문으로는 「보어와 실재론 논쟁」(2008), 「닐스 보어의 상보성과 과학적 지식의 객관성」(2009), 「문화 다원주의, 문화적 정체성, 공약불가능성」(2011) 등이 있다.