에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)의 생애, 업적, 명언 그리고 사망

에르윈 슈뢰딩거는 20세기 물리학자로 양자역학에 기여했으며, 파동역학과 파동-입자 이중성에 관한 연구를 주도했습니다. 그의 유명한 '슈뢰딩거의 고양이' 사고 실험은 양자역학의 철학적 문제를 제기하였습니다. 1933년에 노벨 물리학상을 수상하여 현대 물리학에 큰 영향을 끼쳤습니다.

 

 

에르빈 슈뢰딩거의 생애

에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrdinger)는 1887년 8월 12일 오스트리아 빈에서 태어났습니다. 그의 부모는 아버지 루돌프 슈뢰딩거와 어머니 게오르긴 에밀리아 브렌다 슈뢰딩거였습니다. 아버지는 납포 제작자이자 식물학자였고, 어머니는 화학교수 알렉산더 바우어의 딸로, 반은 오스트리아인이며 반은 영국인이었습니다.

슈뢰딩거의 가정은 루터교와 가톨릭 신앙을 가진 부모님 사이에서 자라났습니다. 그러나 그는 무신론자로 자아를 형성했으며, 미래에는 동양 종교와 범신론에 강한 관심을 갖게 됩니다. 이후 그는 연구에서 종교적 상징주의를 적극 활용하며, 자신의 과학적인 탐구가 신성한 의미를 지니고 있다고 여겼습니다.

슈뢰딩거는 영국인 외할머니의 영향으로 어릴 때부터 영어를 습득할 기회를 얻었습니다. 1906년부터 1910년까지(박사학위 획득 년도) 비엔나 대학교에서 물리학자 프란츠 S. 엑스너와 프리드리히 하젠외를의 지도를 받으며 수학을 공부했습니다. 박사학위는 하젠외를의 지도 하에 받았습니다. 또한 카를 빌헬름 프리드리히 프리츠 클라우슈와도 실험을 진행했습니다. 1911년에는 엑스너의 조수로 일하게 되었습니다.

 

1914년, 에르빈 슈뢰딩거는 하빌리타치온(venia legendi)을 얻어 교수 자격을 취득했습니다. 이어서 1914년부터 1918년까지 제1차 세계대전 동안 그는 오스트리아 요새 포병 장교로 전쟁 작전에 참여했습니다.

1920년에는 예나에서 맥스 빈(Max Wien)의 조수로 일하며 연구를 시작했고, 동년 9월에는 슈트트가르트 대학에서 ao. Prof.(ausserordentlicher Professor) 지위로 승진하였습니다. 1921년에는 브레슬라우 대학에서 정교수(o. Prof.)로 임명되었습니다.

1921년에 취리히 대학으로 이동하였으며, 1927년에는 프리드리히 빌헬름 대학교에서 교수로 재임하였습니다. 그러나 1933년 나치의 반유대주의로 인해 독일을 떠나게 되었습니다.

이후 옥스퍼드 대학 모들린 칼리지의 펠로우로 활동하면서, 1934년 프린스턴 대학에서 강연을 하며 영구적인 직위 제안을 받았지만 거절하였습니다. 1936년에는 그라츠 대학과 인도 알라하바드 대학에서 교수직을 맡아 활동하게 되었습니다.

1935년에는 알베르트 아인슈타인과의 서신 교환을 통해 "고양이 사고 실험"이라 불리는 개념을 제안하였는데, 이는 후에 양자 역학 분야에서 중요한 개념으로 인식되게 되었습니다.

1938년 이후 슈뢰딩거는 나치즘으로부터 피해를 받고, 오스트리아와 이탈리아로 도피하여 연구와 학문에 전념했습니다. 아일랜드로 이주한 후 더블린 고등연구소 설립을 돕고, 이론물리학 학과장으로 활약했습니다. 그는 "생명이란 무엇인가"와 같은 책을 저술했으며, 생물체의 유전 암호와 네겐트로피에 대해 논의했습니다. 1955년에는 빈 대학교의 교수로 임명되어 오스트리아로 돌아갔고, 파동-입자 이중성에 대한 철학적 논의를 이끌었습니다.

에르빈 슈뢰딩거의 고양이 사고 실험

에르빈 슈뢰딩거의 "고양이 사고 실험"은 양자역학의 괴리성을 비유적으로 설명한 실험으로, 양자역학에서 파동과 입자의 이중성을 강조하는데 사용되는 개념입니다. 이 실험은 슈뢰딩거가 1935년에 고안하였으며, 양자역학의 이론적인 어려움을 간접적으로 시각화하고 설명하기 위한 예시로 사용됩니다.

이 실험은 다음과 같이 설명됩니다

상자 안에는 독성 물질로 가득 찬 고양이와 방사성 동위원소의 붕괴로 인해 죽을 수 있는 물질이 있는 시한 폭탄이 들어있다고 상상해보십시오. 양자역학에서는 입자가 여러 상태에 동시에 존재할 수 있다는 개념을 강조하는데, 이를 "중첩 상태"라고 합니다.

그렇다면 상자가 닫혔을 때 고양이는 죽은 상태와 살아있는 상태 양쪽 모두에 동시에 존재할 수 있을까요? 이것은 양자역학에서 중요한 논쟁 중 하나입니다. 슈뢰딩거는 이 문제를 강조하기 위해 고양이 사고 실험을 제시했습니다.

이 실험은 양자역학의 이론적인 난점과 해석학적인 문제를 강조하기 위해 사용되는 비유적인 예시로서 널리 언급되며, 양자역학의 핵심 개념 중 하나인 "중첩 상태"와 더불어 양자역학의 이해를 돕는데 활용됩니다.

 

에르빈 슈뢰딩거의 업적

1. 슈뢰딩거 방정식 (Schrdinger Equation): 1926년, 슈뢰딩거는 양자역학의 기본 원리를 기반으로 한 파동방정식인 "슈뢰딩거 방정식"을 개발했습니다. 이 방정식은 입자의 파동성을 설명하며, 양자역학의 중요한 기반이 되었습니다. 슈뢰딩거 방정식은 양자역학에서 파동 함수의 변화를 예측하는데 사용되며, 양자역학의 수학적 기반을 제공합니다.

 

2. 고양이 사고 실험 (Schrdinger's Cat): 슈뢰딩거는 1935년에 양자역학의 이론적인 어려움을 설명하기 위해 "고양이 사고 실험"을 제시했습니다. 이 실험은 양자역학에서 입자의 중첩 상태를 강조하는데 사용되며, 입자가 동시에 여러 상태에 존재할 수 있다는 개념을 이해하는 데 도움을 줍니다.

 

3. 슈뢰딩거의 개 (Schrdinger's Dog): 슈뢰딩거는 고양이 사고 실험과 유사한 개념으로 "슈뢰딩거의 개"를 소개했습니다. 이는 양자역학적 상태의 관찰이 어떻게 현실을 결정하는지에 대한 논의를 돕는 비유적인 예시입니다.

 

4. 양자역학의 불확정성 원리 (Uncertainty Principle of Quantum Mechanics): 슈뢰딩거는 또한 양자역학의 불확정성 원리를 해석하는 데 기여했습니다. 이 원리는 양자역학에서 동시에 입자의 위치와 운동량을 정확하게 측정하는 것이 불가능하다는 원리를 설명합니다.

 

5. 양자역학과 생명과학 (Quantum Mechanics and Biology): 슈뢰딩거는 양자역학이 생명과학에도 영향을 미칠 수 있다고 주장했습니다. 그는 생명체 내에서도 양자역학적 원리가 작용할 수 있다는 가설을 제시하며, 생명과학과 물리학 간의 연결점을 탐구한 논문을 발표했습니다.

 

에르빈 슈뢰딩거의 명언

"양자역학은 강력한 철학적 흥미를 끌 수 있을 뿐만 아니라, 단순한 인생의 믿음을 더 부유하게 해줄 수 있다."

 

"과학적 진리는 마지막 수사 판결이 아니며, 모든 합의를 도달할 수 있는 것이 아니다."

 

"젊음에는 많은 것을 알고 있으나 그 경험 없이는 모든 것을 이해하지 못한다."

 

"지식은 고독함을 해소하는 유일한 수단이다. 이는 지식을 소유하는 자만이 현실에서 진정한 친구를 찾을 수 있다는 뜻이다."

 

"내 삶이 끝나면 모든 것이 끝나는 것은 아니다. 우주는 어떻게든 계속될 것이며, 나의 작은 일에도 지속성이 있다면 좋겠다."

 

에르빈 슈뢰딩거의 사망

에르빈 슈뢰딩거는 결핵을 앓고 있었으며, 1920년대에 여러 차례 요양소에서 치료를 받았습니다. 결국 1961년 1월 4일에 73세의 나이로 오스트리아 빈에서 결핵으로 인해 세상을 떠났습니다. 그의 사망은 과학계와 물리학 연구 분야에 큰 애도를 남겼으며, 그의 업적과 아이디어는 오늘날까지도 계속해서 물리학 연구에 영향을 미치고 있습니다.

슈뢰딩거는 미망인 안니를 남겨두고 오스트리아 알프바흐(Alpbach)에 있는 가톨릭 공동묘지에 묻혔습니다. 비록 슈뢰딩거는가톨릭 신자는 아니었지만, 묘지를 관리하는 사제는 슈뢰딩거가 교황청 과학원의 회원이었다는 사실을 알게 되어 매장을 허락하게 되었습니다. 이로써 그는 자신의 마지막 안식처로 가톨릭 공동묘지에서 휴식하게 되었습니다.