자기계발과 마음공부

데이비드 봄(David Bohm)의 量子理論과 超量子場

장백산-1 2012. 11. 10. 19:07

 

 


 

(David Bohm)은 미국 출신으로 영국 런던 대학의 이론 물리학 교수를 역임했던 물리학자로써 코펜하겐 학파의 不確定性 原理를 正面으로 反對하였다. 그 理由는 宇宙가 그토록 不確定한 것처럼 보이는 것은 人間의 認識의 限界 때문이거나 아니면 測定 機具의 限界 때문이지 宇宙 自體가 不確定한 것은 아니라고 믿었기 때문이었다. 그래서 봄(Bohm)은 人間이 미처 모르는 어떤 숨은 變數가 있을 것이라고 生覺하였고 그래서 ``숨은 變數 假說(hidden variable theory)''을 提案하였다[5].

 

다시 말하면 하이젠베르크의 不確定性 原理에서 ``電子가 어디에 있는지 어떻게 움직이는지 모르기 때문에 電子의 位置와 運動量(速度)을 同時에 알 수 없다''라고 말하는 對身에

 

봄(Bohm)은 正確한 位置와 正確한 運動量을 同時에 가지는 電子가 반드시 있을 것이라고 假定하고 그 해(解)를 求하기 위하여 숨은 變數 假說을 假定하였으며, 이를 위하여 아인슈타인이 質量과 에너지의 二重性(질량 ↔ 에너지)을 相對性 理論에 依해 解決했듯이 봄(Bohm)은 粒子와 波動의 二重性(입자 ↔ 파동)을 숨은 變數 假說로 解決하려고 하였다.

 

봄(Bohm)은 ``숨은 變數 假說(hidden variable theory)''을 제안한 以後 이 ``숨은 변수''가 무엇인가를 集中的으로 硏究하였으며 봄(Bohm)은 一次的으로 波動函數를 存在의 確率로 生覺하지 않고 實際의 장(場)으로 生覺하였고 이 장(場)의 해(解)를 求하는 硏究를 계속하였다. 그래서 그는 아인슈타인(Einstein), 플랑크(M. Planck) 및 드브로이(de Broglie)가 밝힌 公式들을 綜合하여 量子理論의 새로운 數學公式을 만들어 냈다.

 

다시 말하면 봄(Bohm)은

아인슈타인(Einstein)의 公式, (物質↔에너지),

 

플랑크(M. Planck)의 공식,(에너지 ↔ 量子 × 波動) 그리고

 

드브로이(de Broglie)의 공식, (物質 ↔ 波動) 등을 綜合함으로써

 

物質은 原子로, 原子는 素粒子로 그리고 素粒子는 波動으로 還元될 수 있다고

生覺하게 되었다.

 

다시 말하면 素粒子란 바로 波動의 다발(wave packet)이라고 生覺한 것이며 단지

素粒子의 種類에 따라서 그 振動數만 다른 것이 素粒子라고 생각하였다[6].

그리고 봄(Bohm)은 마지막으로 波動이 어디서 起源하였는가(出處)를 硏究하였다.

그 結果 맥스월(James Maxwell)의 電磁氣場 方程式에서

스칼라 포텐셜(scalar potential)이 있다는 事實을 發見하였다.

 

영국의 물리학자 맥스웰[13]은 패러데이(Faraday)의 電磁氣場 理論을 土臺로 하여 20개의 전자기학의 기초 방정식을 수립하였다.

 

그런데 영국의 전기공학자이며 물리학자인 올리버 헤비사이드(Oliver Heaviside)가 맥스웰의 방정식을 4개로 再構成해버렸다. 그 이유는 맥스웰의 방정식에 들어 있는 電氣場 E의 방정식 속에 들어있는 스칼라 포텐셜(scalar potential)과 磁氣場 B의 방정식에 들어있는 벡터 포텐셜(vector potential)이 양자이론이 없었던 그 당시로서는 그 정체가 확실치 않았고 또한 그 필요성을 느끼지 않았기 때문이었다. 이와 같이 멕스웰 방정식에서 힘의 장(場)은 消滅시키지 않으면서 任意로 對稱的으로 포텐셜(potential)을 變幻시키는 것을 게이지 變幻이라고 부른다.

 

原來의 멕스웰의 公式대로 해석하면 전자기장(場)은 포텐셜장(場)에서 起元하는 것으로 되어 있는데 이 포텐셜을 삭제하였기 때문에 古典 전자기학에서는 마치 전자기에너지가 전자기장(場)에서 발생하는 것으로 錯覺하게 된 것이다. 다시 말하면 게이지 변환은 억지로 짜 맞춘 변환이었는데 사람들은 그것이 참 진리인 것처럼 錯覺한 것이었다.

 

그런데 20世記에 들어와서 量子 物理學이 始作되면서 전자(電子)의 運動에너지의

出處를 규명하는 過程에서 포텐셜의 필요성이 발견된 것이며 削除된 포텐셜의 필요성을 認定하고 이를 멕스웰이 본래 밝힌 대로 還元시킨 사람이 바로 봄(Bohm)이었다. 그래서 봄(Bohm)은 스칼라 포텐셜(scalar potential)을 이름을 바꾸어 초양자장(superquatnum field) 혹은 초양자 파동(superquantum wave)이라고 불렀다.

 

따라서 봄(Bohm)은 物質은 原子로, 原子는 素粒子로, 素粒子는 波動으로 그리고

波動은 다시 超量子場으로 還元될 수 있다고 하였다.

이것의 봄(Bohm)의 量子理論이다[6].

 

이상에서 보는 바와 같이 봄(Bohm)의 양자이론은 코펜하겐의 표준해석과 상당한 해석상의 差異가 있음을 알 수 있는데 그 差異点을 要約하면 다음과 같다.

 

標準解析에서는 量子는 觀測되기 以前에는 不確定的이어서 存在 혹은 非存在인가를 알 수 없으나 觀測하는 瞬間에 비로소 양자(量子)는 波動 혹은 粒子로 태어나는 것이라고 하였다.

 

이에 比하여 봄(Bohm)은 波動은 觀測되기 以前에도 確實히 存在하는 것이며

波動이 모여서 다발(packet)을 形成할 때 粒子가 되는 것이라고 하였으며,

波動의 出處는 虛空을 꽉 채우고 있는 超量子場이라고 하였다.

따라서 봄(Bohm)의 量子 理論은 코펜하겐의 표준해석과를 比較하면

엄청난 差異가 있음을 알 수 있다.

 

이와 같이 봄(Bohm)의 양자이론은 잘 정리된 수학 공식과 이론으로 구성되어 있으나 코펜하겐 학파의 거물인 보어와 원자 물리학의 대부인 오펜하이머 등이 죽기 以前에는 물리학계에서 별로 주목을 받지 못하였고 오히려 異單者로 취급되었다.

 

그러나 봄(Bohm)의 양자이론이 아스페(Alain Aspect)에 의하여 實驗的으로 證明한 以後로 봄(Bohm)의 양자이론은 새로운 注目을 받게 되었다. 특히 블랙홀 이론을 창시한 옥스퍼드 대학의 펜로즈(Roger Penrose), 양자이론의 개념적 토대를 세운 세계적 권위자 중의 한 사람인 파리 대학교의 베르나르 데스파냐(Bernard d'Espagnat) 그리고 1973년 노벨 물리학상을 수상자 한 켐브리지 대학교의 조셉슨(Brian Josephson) 등은 봄(Bohm)의 양자이론을 熱熱히 지지하였다.

 

봄(Bohm)의 量子理論의 要点은 다음과 같다[5]-[12].

 

첫째, 宇宙의 虛空은 텅 비어 있는 것이 아니라

        超量子場(super quantum field)로  充滿 되어 있다고 하였다.

 

둘째, 超量子場으로 充滿 된 宇宙는 하나(oneness)로 連結되어 있는데

        이것을 非局所性 原理(non-locality principle)라고 불렀다(그림 참조)

 

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그림 2.1 : 3次元에서 보면 두 개의 圓은 따로 따로 떨어져 있다. 그러나 3次元에다

時間 次元을 보탠 4次元에서 보면 두 개의 圓은 서로 連結 되어 있다.

따라서 3次元에서 보면 各各이던 두 圓이 4次元에서는 모두 連結되어 있다고

生覺 하는 論理가 非局所性 原理이다.

셋째, 宇宙에 存在하는 모든 것은 超量子場으로부터 分化되며, 이렇게 하여 생긴

   存在는 크게 3 가지 部類, 卽 精神係, 에너지係, 物質係로 나눌 수 있다고 하였다.

 

이때 에너지가 分化하는 過程을 보면 超量子場이 重疊되어 波動이 되고,

波動이 重疊되어 에너지가 된다고 하였고,

 

意識의 分化는 超量子場이 重疊되어 波動이 되고, 波動이 重疊되어 에너지가 되며, 에너지가 重疊되어 素粒子가 되며 이 素粒子가 意識(精神/마음)이 된다고 하였으며,

 

物質의 分化는 超量子場이 重疊되어 波動이 되며, 波動이 重疊되어 에너지가 되며, 에너지가 重疊되어 素粒子가 되며, 素粒子가 重疊되어 原子가 되고, 原子가 重疊되어 分子라는 物質이 된다고 하였다.

 

따라서 에너지, 마음(意識), 물질 등은 同一한 質料로부터 만들어진다고 하였다. 이와 같이 宇宙에 存在하는 모든 것은 超量子場으로부터 分化하기 때문에 마치

러시아 人形처럼 部分 속에 全切의 情報가 들어 있다고 하였으며

이것을 홀로그램(hologram) 모델이라고 불렀다.

 

또한 봄(Bohm)은 宇宙를 홀로그램이라고 말함으로써 數學的 言語로 宇宙의 모든 것을 說明할 수 있다고 하였으며

따라서 宇宙에 存在하는 物質, 에너지 그리고 마음(意識 같은 것도 數學으로 表現할 수 있다고 하였다. 이와 같이 봄(Bohm)은 現在의 科學 水準 때문에 實驗으로 證明할 수 없는 것은 數學的 理解로 說明하고자 하였는데 이것을 봄(Bohm)의 量子 形以像學(quantum metaphysics)이라고 부른다.

 

-강길전 박사의 양자의학- http://www.dr4mind.net/sub_2/sub2_1_5.html