에르빈 슈뢰딩거
양자역학은 앞서 말했든 원자나 전자처럼 아주 작은 세계가 어떻게 움직이는지 다
루는 학문이에요. 양자역학에 따르면, 전자 같은 물질들은 모두 빛처럼 입자인 동시
에 파동이랍니다! 전자는 관측하기 전에는 파동으로 ‘중첩’상태를 이루고 있고, 관
측하는 순간 입자가 되어 한 가지 상태로 귀결된다고 해요. 전자가 입자인 동시에
파동이라는 아이디어는 원자 모형에서 시작되었어요. 원자는 원자핵을 전자가 회전
하고 있는 형태예요. 태양계 모형이라고도 하죠. 그런데 원자 모형이 옳다면 전자
는 회전하며 에너지를 다 방출하고, 곧바로 원자핵과 달라붙어 원자가 안정적으로
유지될 수 없어요. 양자역학의 아버지 닐스 보어는 태양계 모형이 옳다는 것과 원자
가 안정적이라는 것을 모두 받아들이고 ‘정상 상태’라는 걸 생각해내는데요! 바로
전자가 ‘정상 상태’라는 특정한 궤도에 있으면 에너지를 방출하지 않는다는 거예요.
또 보어는 전자가 정상 상태에만 존재하며 정상 상태는 띄엄띄엄 존재한다고 주장
했답니다! 정상 상태가 띄엄띄엄 존재한다면 정상 상태에서 정상 상태로 어떻게 이
동하냐고요? 보어는 순간이동 하듯 한 궤도에서 사라져 다른 궤도에서 뿅! 하고 나
타난다고 이야기했습니다. 보어의 모형에는 수소 원자밖에 설명할 수 없다는 문제
가 있었는데요, 전자가 파동이라고 가정하니 보어의 모형을 완벽하게 설명해낼 수
있었습니다! 전자는 저희가 사는 커다란 세계와 다른 물리 법칙이 통하고, 전자처럼
작은 세계에 통하는 물리 법칙이 바로 양자역학이에요. 양자역학을 식으로 써낸 사
람이 바로 슈뢰딩거의 고양이의 에르빈 슈뢰딩거랍니다!