2-3. 슈뢰딩거의 고양이 — 살아 있으면서 동시에 죽어 있다?

앞에서 우리는 양자역학의 가장 기묘한 규칙, 중첩을 배웠어. 전자 같은 아주 작은 입자는 관측하기 전에 여러 상태에 동시에 존재할 수 있다는 거였지. 그런데 한 가지 찜찜한 질문이 남아 있어. 전자처럼 아주 작은 입자에서만 중첩이 일어나는 걸까? 만약 중첩의 규칙을 우리 눈에 보이는 크기의 세계에 그대로 적용하면... 대체 어떤 일이 벌어지는 걸까?

물리학에서 가장 유명한 고양이

물리학을 전혀 모르는 사람도 "슈뢰딩거의 고양이"라는 말은 한 번쯤 들어봤을 거야. 인터넷 밈으로, 티셔츠 그림으로, 심지어 드라마 대사로도 등장하니까. 그런데 이 고양이가 도대체 뭐길래 이렇게 유명한 걸까?

이것은 1935년, 오스트리아의 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)가 제안한 사고실험이야. 진짜로 고양이를 실험한 것은 아니야! (다행이지?) 슈뢰딩거는 머릿속으로만 하는 상상 실험을 통해, 양자역학의 중첩이 얼마나 기묘한 이야기인지 세상에 보여주려 했어.

그런데 재미있는 것은, 슈뢰딩거는 이 사고실험으로 양자역학의 위대함을 보여주려 한 게 아니야. 오히려 양자역학이 말도 안 된다는 것을 보여주려 했어! "이거 봐, 양자역학 규칙을 그대로 적용하면 이렇게 말도 안 되는 결과가 나온다고!" 하고 말이지.

그런데 역사의 아이러니랄까 — 이 사고실험은 양자역학을 공격하기는커녕, 오히려 양자역학을 가장 잘 설명하는 유명한 예시가 되어버렸어!