제6권 — 양자역학: 미시세계의 규칙

Chapter 2: 양자역학의 핵심 개념

1. 파동함수와 확률

1-2. 보른의 확률 해석 — |ψ|²이 입자를 발견할 확률

파동함수는 대체 "무엇의" 파동인가?

앞 절(1-1)에서 우리는 양자역학의 가장 핵심적인 도구를 만났다. 전자의 상태를 기술하는 함수, 파동함수 $\psi(x, t)$. 이 함수는 공간 전체에 퍼져 있으며, 전자에 대해 알 수 있는 모든 정보를 담고 있다고 했다.

하지만 앞 절을 읽은 후 이런 질문이 떠올랐을 것이다.

호수의 물결에서 파동함수 $h(x, t)$는 수면의 높이를 나타낸다 — 이것은 자를 대고 직접 잴 수 있는, 명확한 물리량이다. 기타 줄의 파동에서 파동함수는 줄의 변위(줄이 평형 위치에서 얼마나 벗어났는가)를 나타낸다 — 이것도 눈으로 보고 잴 수 있다. 소리의 파동에서 파동함수는 공기 압력의 변화를 나타낸다.

그렇다면 전자의 파동함수 $\psi(x, t)$는 무엇을 나타내는가? "전자의 높이"? "전자의 밀도"? 도대체 $\psi$의 값이 크다는 것은 물리적으로 무엇을 의미하는가?

핵심 질문: 파동함수 $\psi$는 무엇의 파동인가? $\psi$의 물리적 의미는 무엇인가?

이 질문은 단순해 보이지만, 양자역학 역사에서 가장 격렬한 논쟁을 불러일으킨 질문이다. 그리고 이 질문에 대한 답은, 물리학이 세상을 바라보는 방식을 영원히 바꾸어 놓았다.