같은 조건으로 쐈는데, 매번 다른 자리에 닿습니다

첫 번째 손잡이 — 한 알씩

낱개로 쐈는데 무늬가 생깁니다

가운데 벽에 틈이 둘 있습니다. 왼쪽에서 알갱이를 한 알씩 쏘아 오른쪽 화면에 닿는 자리를 찍습니다. 한 알이 어디에 닿을지는 아무도 미리 말할 수 없습니다. 그러니 많이 쏴 보는 수밖에 없습니다.

한 알씩 쐈는데 줄무늬가 생겼다는 것은 이상한 일입니다. 알갱이 하나가 두 틈을 다 지났다는 뜻이니까요. 그런데 「어느 쪽으로 갔나」를 켜면 무늬가 사라지고 덩어리 둘만 남습니다. 어느 길로 갔는지 알아낼 수 있게 되는 순간, 두 길이 겹치는 일이 없어집니다.

여기서 가장 많이 새는 오해 하나. 「사람이 봐서 그렇다」, 「의식이 영향을 준다」는 설명이 널리 퍼져 있지만 그렇지 않습니다. 중요한 것은 누가 보느냐가 아니라 어느 길로 갔다는 정보가 세상에 남는가입니다. 사람이 그 기록을 읽지 않아도, 아무도 없는 방에서도 무늬는 똑같이 사라집니다. 그 정보가 왜 무늬를 지우는지 — 그 해석은 지금도 논쟁 중입니다.

두 번째 손잡이 — 상자

그 확률은 무엇에 대한 확률인가

상자 안에 장치가 있고, 한 시간 안에 절반의 확률로 작동합니다. 열기 전까지 우리는 결과를 모릅니다. 그런데 모르는 것과 정해지지 않은 것은 같은 말일까요? 이 물음을 날카롭게 만들려고 슈뢰딩거가 지어낸 것이 고양이 이야기입니다 — 그는 이 상황을 받아들이자고 든 예가 아니라, 터무니없다고 든 예로 꺼냈습니다.

여러 번 열어 보면 반반에 가까워집니다. 여기까지는 동전과 똑같습니다. 갈리는 지점은 이것입니다 — 동전은 손바닥 아래에서 이미 정해져 있고, 우리가 모를 뿐입니다. 양자의 경우에는 그렇게 볼 수 없다는 것이 이중슬릿이 보여준 바입니다. 이미 정해진 채로 한 길만 갔다면, 무늬가 생길 수 없었으니까요.

그래서 이 이야기의 핵심은 고양이가 아닙니다. 「모르는 것」과 「없는 것」의 차이입니다. 그리고 슈뢰딩거 자신은 이 결론이 틀렸다는 뜻으로 고양이를 꺼냈는데, 지금은 양자역학을 설명하는 대표 그림이 되어 있습니다. 반론으로 만든 예가 교과서가 된 셈입니다.

이 도구는 무엇을 보여주고 무엇을 안 보여주나

• 점의 자리 — 실제 실험 데이터를 옮긴 것이 아니라, 이론이 말하는 확률분포에서 난수로 뽑습니다. 검출기가 꺼져 있을 때는 두 길이 겹치는 간섭무늬를, 켜져 있을 때는 두 덩어리의 단순한 합을 씁니다. 모양이 왜 그런가를 보이는 것이 목적이고, 수치를 재현하는 것이 목적이 아닙니다.
• 안 다루는 것 — 왜 정보가 무늬를 지우는지, 상자를 열기 전 상태를 무엇이라 불러야 하는지는 해석의 문제이고 지금도 합의가 없습니다. 이 도구는 그 앞에서 멈춥니다.
• 고양이의 출처 — 1935년 슈뢰딩거가 양자역학의 결론이 터무니없음을 보이려고 든 예입니다. 같은 해 아인슈타인·포돌스키·로젠도 다른 반론을 냈습니다.

이상하게 느껴지는 것이 맞습니다. 이 결과를 만든 사람들 자신이 끝까지 받아들이지 못했습니다. 이해가 안 되는 것이 아니라, 아직 아무도 완전히 이해하지 못한 것에 가깝습니다.