에르빈 슈뢰딩거
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1. 개요
오스트리아 비엔나 출신의 물리학자. 양자 역학의 체계를 세우는 데 큰 공헌을 한 과학자이다. 슈뢰딩거의 고양이로 잘 알려져 있다.
상당히 다방면에 재능이 있던 과학자로, 물리학뿐 아니라 식물학, 고대 문법, 철학 등에도 조예가 있었다. 20대 때에는 쇼펜하우어에 심취해 있었다고.
2. 업적
하이젠베르크가 처음으로 행렬을 이용하여 양자 역학의 기본 이론을 제시했는데, 이를 탐탁치 않게 여긴 슈뢰딩거는 자신만의 방식으로 양자 역학의 기본 이론을 제시하려고 했다. 한편 역학, 특히 고전 역학은 뉴턴의 방법, 라그랑주의 방법, 해밀턴의 방법으로 표현할 수 있었다. 이 중 슈뢰딩거는 해밀턴의 방법과 입자의 파동성에서 착안하여, 1926년 '슈뢰딩거의 방정식(파동방정식)'을 발표하였다.[3] 이는 양자 역학의 기본이론을 새로운 방법으로 정립한 것이다.[4] 모든 물질은 파동의 성격과 입자의 성격을 가지는데, 물질들이 가지는 파동의 성격에 대한 방정식이 슈뢰딩거의 (파동) 방정식이다.[5][6]
1933년 노벨물리학상 수상. 수상의 이유는 당연히 지금까지도 전 세계의 물리학과 및 화학과 학생들을 괴롭히고 있는 슈뢰딩거 방정식 덕분이다.
1935년 논문 "양자역학의 현상에 대해서"에서 슈뢰딩거의 고양이 역설을 발표했다.
참고로 이 '슈뢰딩거의 고양이' 역설은 원래 양자역학을 그다지 좋아하지 않았던 그가 불확정성 원리를 '까기 위해서' 사용했던 비유이나, 비유가 너무나도 적절하게 양자역학의 이중성에 대해서 비유하는 바람에 오히려 양자역학을 '설명하는' 비유로 유명해졌다.
이후 양자역학 쪽에는 별로 손을 대지 않고 다른 분야의 물리학과 생물학에 공헌했다.[7]
3. 이야깃거리
제2차 세계대전이 발발하기 전인 1938년, 에딘버러 대학으로 가기 위해서 준비하던 차에 하필 비자 발급이 늦어지는 바람에 오스트리아 그라츠에 남아서 연구를 하다가 독일의 오스트리아 병합이 일어나는 바람에 반나치주의 성향을 띠던 슈뢰딩거는 당연히 탄압 대상이 되어버렸다. 이 때문에 슈뢰딩거는 반강제로 '나는 나치즘에 반대하지 않는다'라는 성명을 해야 했으며[8] 이 때문에 나중에 아인슈타인에게 사과했다고 한다.[9] 그럼에도 불구하고 대학에서 쫓겨나고 출국 금지 조치까지 당해야 했다. 그러다가 기회를 봐서 먼저 이탈리아로 도망간 후 아일랜드로 가서 거기에 있는 더블린 고등연구소 이론물리학부에 몸을 두게 되었다. 이 분도 인생 참 험하게 살았다. 사실 이걸 피할 수 있는 길이 미리 있긴 있었다. 바로 1934년에 프린스턴에서 교수직 제의가 들어왔던 것이다. 슈뢰딩거는 이를 거절했는데, 자신이 죽은 후 미망인이 받는 연금이 다른 대학에 비해 적은 편이었기 때문이었다.
평생을 결핵 때문에 개고생했다고 한다. 사인도 결핵이다. 죽기 몇달 전인 1960년 5월경 한동안 잠잠하던 결핵 증세가 다시 나타나 빈과 인스부르크에서 정밀한 진단을 받은 후 의사의 요양 권고를 받고 평생을 그가 사랑하던 알프바흐로 떠나게 된다. 하지만, 나이는 이길 수 없는 법이다. 요양을 해도 병세는 나아지지 않았고, 결국 1961년 1월 4일 오후 7시경에 아내인 안네마리 베르텔 곁에서 눈을 감았다. 그의 시신은 이틀 후인 1월 9일 요양지였던 알프바흐에 매장되었다.
개인사에는 문제가 있었는데 바로 여성편력증이었다.[10] 어느 정도냐면 두 여자와 같이 살았을 정도이다. 아내가 있긴 있었는데[11], 슈뢰딩거가 너무 여자에 집착하다 보니 나중엔 포기하고 여자를 소개해주고 본인은 다른 남자와 맞바람을 피웠다고 한다.
심지어 파동방정식의 핵심적인 부분도 애인과 산장에 2주간 밀회 여행을 가서 완성했다 한다. 여성편력이 그의 연구의 원동력이 아니었을까 하는 생각이 들 정도다. 이 파동방정식을 완성할 때 친한 수학자 헤르만 바일(Hermann Weyl)의 조언을 많이 구했는데, 그 바일은 또 슈뢰딩거 아내와 바람 난 상태였다. 당연히 둘 사이 자녀는 없었다.
그런데, 사실 슈뢰딩거가 파동함수를 만든 것은 분명 사실이긴 하지만, 웃긴 것은 그도 사실 '''파동함수가 정확히 무엇인지 몰랐다.'''[12] 입자들이 파동의 양상으로 나타날 때, 그 파동을 서술하는 것이 파동함수라는 것까지는 슈뢰딩거가 제안하였다. 그런데 이 파동의 진폭이 복소수라서,(중심축에서 멀어진 정도가 허수 i라면, 상상이 가는가?) 파동함수가 존재한다는 건 확실한데 그 자체를 어떻게 해석해야 할지가 문제가 되었는데, 막스 보른이 '어떤 점에서의 파동함수의 진폭의 절댓값의 제곱, 즉 복소수의 절댓값의 제곱은 그 지점에서 입자를 발견할 확률에 비례한다'라는 해석을 내놓았다.[13] 이는 현재까지 표준적인 해석으로 내려오고 있다. 다만 정작 슈뢰딩거는 이 해석을 대단히 싫어했는데, 1946년 아인슈타인에게 보낸 편지에서 보른의 이름을 대며 그의 해석을 싫어한다고 노골적으로 말했다. 또한 1960년 보른에게 직접 보낸 편지에서는 "저는 박사님을 정말로 존경하지만... (중략) 박사님은 역사의 심판이 걱정스럽지 않으십니까? 인류가 박사님의 어리석은 판단에 굴복할 것이라고 정말로 확신하십니까?"라는 거의 비난 수준의 비판을 했을 정도이다.[14]
4. 기타
[1] 독일어는 연음이 없어 슈뢰딩거가 아닌 슈뢰딩'''어'''에 가깝다. 그런데 외래어 표기법의 용례집에서는 슈뢰딩거로 규정하고 있다. 일본식 표기법의 영향으로 독일어에서 모음 또는 l 앞의 ng
[ŋ]