아인슈타인과 보어의 직접적인 논쟁은 두 번 모두 벨기에의 브뤼셀에서 열렸다. 벨기에에서 화학회사를 일으켜 자산을 형성한 에르네스트 솔베이가 과학의 기초연구를 진흥하기 위해 저명한 학자를 초청해 온 솔베이 회의로 아인슈타인과 보아는 1927년 제5회 솔베이 회의에서 얼굴을 마주쳤다. 아인슈타인이 양자역학의 결함을 증명하기 위해 차례차례로 제출하는 사고실험을 많은 학자는 무시했지만 보어는 혼자 주의 깊게 고심했다.
1930년의 솔베이 회의에도 당시 초일류인 과학자들이 참가했다. 우리에게 친한 이름으로는 퀴리 부인이 있다. 그런데 이 회의에서 아인슈타인은 시한장치가 탑재된 광자상자를 제출했다. 아인슈타인의 사고실험은 양자역학의 중요한 이론인 하이젠베르크의 불확정성 원리가 성립되지 않음을 보여주었다. 이 이론이 틀리다면 양자역학 전체가 무너질 위기였다.
1개의 밀봉된 상자가 있다. 그 안에는 하나하나 광자를 발하는 장치가 장착되어 있다. 그리고 상자에는 구멍이 하나 뚫려 있다. 그 구멍은 시계와 연동한 셔터로 극히 짧은 시간에 개폐되어 광자가 하나 빠져나가는 시간을 포착할 수 있다. 그 상자는 스프링으로 매달려 있다. 광자가 하나 빠져나가면 저울로 광자의 무게를 알 수 있다. 이것 자체는 그렇게 어려운 이야기가 아닐 것이다.
여기서 중요한 것은 에너지와 질량은 =로 연결된다는 특수상대성 이론을 기억하는 것이다. 이렇게 무게를 알면 에너지가 계산에서 나오는 것이다. 즉 아인슈타인이 제출한 쌍은 시간과 에너지의 쌍이기도 하다. 양자역학에서는 둘 다 정확하게 계산할 수 없다고 말했지만 아인슈타인은 둘 다 정확하게 계산해냈다. 보어에게는 매우 충격적인 것이었다. 그는 제대로 된 반박을 할 수 없었다. 그러나 다음날 아침 보어의 승리가 다가왔다.
상자 안에서 튀어나온 광자의 질량을 계산하기 위해 스프링 저울이 놓여 있다. 상자가 가벼워지면 스프링으로 인해 위로 움직인다. 상자는 지구의 중력 속을 움직이고 있는데, 아인슈타인의 상대성 이론에 의하면 중력 속을 물체가 움직이면 시간은 느려진다. 즉, 시간은 정확하지 않다. 물체가 움직이면 시간이 늘어나는 것이 상대성 이론의 결론이다. 아인슈타인은 스스로 낳은 상대성 이론에 의해 논쟁에서 패하는 아이러니한 결과가 되었다.
출처 참고 번역
· Wikipedia
· 英知の対決 ＝アインシュタイン・ボーア論争
http://blog.livedoor.jp/notesfromjoanna/archives/7363622.html
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