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본 논문은 양자 계의 결 어긋남(decoherence)과 상태 붕괴를 외부 환경과의 상호작용에만 귀속시키는 기존 관점을 확장하여, 계 내부의 국소적 정보 처리 밀도(local information density) 자체가 자발적이고 비가역적인 상태 확정을 유도할 수 있다는 가설을 제안한다. 우리는 플랑크 시간 tPt_P​ 동안 발생하는 무차원 엔트로피 생성률 S˙/kB\dot S / k_B이 시스템의 정보 처리 한계에 해당하는 임계 상수 ε\varepsilon를 초과할 … 더 읽기

— 무한 계산을 하지 않는 우주에 대하여 우리는 학교에서 이렇게 배운다. 0.999… = 1 이 등식은 수학적으로 완벽하게 참이다.의심의 여지가 없다.무한히 이어지는 9의 나열은, 한계(limit)를 취하면 정확히 1이 된다. 그런데 여기서 한 가지 질문을 던져보자. 자연은 정말로 ‘무한히 이어지는 계산’을 수행하는가? 1. 수학의 실수(real number)는 값이 아니라 언어다 수학에서 실수는 완결된 객체다.0.999…도, π도, √2도 모두 … 더 읽기

— 컴퓨터는 숫자를 ‘계산’하지 않고 ‘타협’한다 우리는 흔히 컴퓨터를 이렇게 생각한다. “컴퓨터는 계산을 잘한다.”“계산기보다 훨씬 정확하다.”“사람보다 실수가 없다.” 하지만 이 말은 반만 맞다. 컴퓨터는 빠르지만,정확함에는 구조적인 한계가 있다. 1. 컴퓨터는 10진수로 계산하지 않는다 사람은 숫자를 이렇게 쓴다. 이건 모두 10진수다. 하지만 컴퓨터는 10진수를 이해하지 못한다.컴퓨터가 이해하는 건 오직 이것뿐이다. 즉, 2진수다. 2. 문제의 시작: 대부분의 … 더 읽기

— 가장 진보된 계산 장치조차 ‘계산을 끝내야’ 결과를 낸다 앞에서 우리는 이런 이야기를 했다. 여기까지 읽은 사람이라면 이런 질문이 떠오를 것이다. “그건 일반 컴퓨터 이야기 아닌가?요즘 양자 컴퓨터는 소수점 이하까지 정확히 계산한다던데?” 아주 좋은 질문이다.그리고 결론부터 말하자면 그건 오해다. 1. “양자 컴퓨터는 소수를 정확히 계산한다”는 말의 정체 양자 컴퓨터에 대해 흔히 이런 이미지가 있다. 하지만 … 더 읽기

우리는 보통 이렇게 생각한다. “값이 있으면, 그것은 존재한다.” 하지만 물리학에서 이 문장은 항상 참이 아니다.특히 계산이 끝나지 않은 값에 대해서는 더더욱 그렇다. 1. ‘계산 중’인 값은 존재일까? 앞 장에서 우리는 두 가지 사실을 확인했다. 여기서 중요한 질문이 하나 생긴다. 끝나지 않은 계산 결과는, 이미 존재한다고 말할 수 있을까? 수학에서는 “그렇다”고 말한다.하지만 자연은 수학처럼 행동하지 않는다. … 더 읽기

상대성이론은 처음 들으면 이상하다. 하지만 더 이상한 사실이 하나 있다. 이 이론은 100년 넘게 검증되었고, 단 한 번도 틀린 적이 없다. 그렇다면 질문은 이것이다. 왜 우주는 굳이 이렇게 복잡한 방식으로시간을 다르게 흐르게 만들었을까? 1. 시간은 흐르는 것이 아니라 ‘측정되는 것’이다 우리는 흔히 시간을“강처럼 흐르는 것”으로 상상한다. 하지만 물리학에서 시간은 다르다. 즉, 시간은 독립적인 실체가 아니라사건이 … 더 읽기

우리는 학교에서 이렇게 배운다. 질량은 시공간을 휘게 만든다.그래서 중력이 생긴다. 이 문장은 맞다.하지만 한 가지 질문은 남는다. 왜 하필 ‘휘어짐’일까?왜 밀거나 당기는 힘이 아니라,공간과 시간이 변형되는 걸까? 1. 중력은 힘이 아니다 아인슈타인의 일반 상대성이론에서중력은 더 이상 힘이 아니다. 이 설명은 우아하지만,직관적이지는 않다. 그래서 질문이 다시 돌아온다. 도대체 무엇이 휘어지고 있는가? 2. 공간이 아니라 ‘연산 조건’이 … 더 읽기

블랙홀은 늘 신비의 대상이다. 하지만 지금까지 쌓아온 관점으로 보면블랙홀은 더 이상 공포의 대상이 아니다. 오히려 이렇게 말할 수 있다. 블랙홀은우주에서 가장 정직한 물리 시스템이다. 1. 블랙홀은 ‘무한 중력’이 아니다 흔한 오해부터 짚자. 실제로 블랙홀은아주 단순한 조건을 만족할 뿐이다. 정보 밀도가 임계치를 넘은 영역 즉,그 안에서는 사건 하나를 확정하는 데필요한 연산 비용이외부 기준으로는 감당 불가능해진다. 2. … 더 읽기

우주는 이미 충분히 오래 존재했다.별은 태어나고 사라졌고, 은하는 흩어지고 있다.열역학적으로 보자면, 우주는 이미 ‘식어야’ 정상이다. 그런데 이상하다.우주는 끝날 기미가 없다. 오히려 더 빠르게 팽창하고 있다. 이 팽창을 설명하기 위해 물리학은 두 개의 이름을 만들었다.암흑물질과 암흑에너지.보이지 않고, 만질 수 없고, 직접 측정할 수도 없지만우주 질량–에너지의 95%를 차지한다고 알려진 존재들이다. 그러나 질문은 여전히 남는다. 왜 우주는 굳이 … 더 읽기

우주의 끝을 상상할 때,사람들은 대개 폭발을 떠올린다.혹은 모든 것이 붕괴되는 거대한 붕락을. 그러나 현대 우주론이 말하는 가장 유력한 결말은의외로 조용하다. 빅 프리즈(Big Freeze).우주는 폭발하지 않는다.그저… 점점 아무 일도 일어나지 않게 된다. 별은 더 이상 태어나지 않고,은하는 서로를 잃어버리며,모든 상호작용은 희미해진다. 그리고 결국,우주는 침묵한다. 1. 기존 물리학이 말하는 빅 프리즈 표준 우주론에서 빅 프리즈란 다음 상태를 … 더 읽기