안녕하십니까? 김 영식입니다.

‘절대성이론’의 ‘2. 광의 파동성과 입자성에 대한 오해’를 올립니다.
진정한 의미의 물리학을 연구하시는 분들에게 도움이 되기를 바랍니다. 


2. 광의 파동성과 입자성에 대한 오해

현대물리학의 양자역학과 상대성이론은 강단 물리학자들의 비호 속에서 비정상의 사변적 논리로 진화되었다. 현대물리학이 비정상의 사변적 논리로 진화되었다는 필자의 주장은 오늘날의 양자역학이 갖는 미완성적 논리를 통하여 편리하게 이해될 수 있다. 현대물리학의 양자역학은 광파(전자기파)의 본질을 에너지의 관점으로 해석하는 과정에서, 광의 본질이 양자에너지의 형태로 구성되는 것을 전제한다.

광의 본질이 양자에너지의 형태로 구성되었다는 양자역학의 기본개념은 그동안 다양한 분야에서 매우 유효한 의미로 활용되었고, 양자역학의 유효한 업적은 강단 물리학자들의 큰 자랑이었다. 그러나 강단 물리학자들의 안내로 도달한 오늘날의 양자역학에서, 이 양자역학의 긍정적 부분과 유효한 업적만이 과장적으로 부각되었을 뿐이고, 양자역학의 논리적 결함과 부정적 의미는 강단 물리학자들에 의해 의도적으로 은폐되었다. 하나의 예로 현대물리학의 양자역학은 광의 구조적 형태를 정의하는 과정에서 돌발적으로 출현하였으나, 이 광의 구조적 형태는 오늘날까지도 명확한 형상으로 표현되지 않았다. 여기에서 광의 구조적 형태가 명확한 형상으로 표현되지 않았다는 필자의 주장은, 오늘날의 양자역학이 비정상적으로 진화되었다는 것을 암시한다.

양자역학의 기본개념이 성립되는 과정에서는 광학적 회절현상과 간섭현상을 근거하여 광의 본질이 파동성을 갖는 것으로 인식하였다. 이러한 광의 파동성은 광학적 편광현상을 통하여 더욱 확고한 신념으로 인식되었다.  또한 양자역학의 다른 한편에서는 광학적 광전효과와 콤프톤효과를 근거하여 광의 본질이 입자성을 갖는 것으로 인식하였다. 그러므로 현대물리학의 양자역학에서는 불가피하게 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용하지 않을 수 없었고, 이러한 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용한 것이 양자역학의 기본개념이다.

현대물리학에서 양자역학의 기본개념은 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용하였으나, 이 광의 파동성과 입자성이 하나의 단일체로 묶어진 이중적 결합체의 구조는 현실적으로 존재할 수 없다. 즉 파동성과 입자성의 두 기능을 하나의 단일체로 묶은 이중적 결합체의 구조가 실제의 현상으로 발현되는 것은 불가능하다. 하나의 예로 광의 파동성을 주장하기 위해서는 광파의 전파매질로 가득 채워진 물질적 구성체의 공간모형이 요구되고, 광양자의 입자성을 주장하기 위해서는 물질적 진공의 공허한 공간모형이 요구된다. 그러나 광의 파동성이 나타나는 일시적 순간에 우주공간의 모든 영역은 광학적 전파매질로 가득 채워질 수 없고, 광의 입자성이 나타나는 일시적 순간에 우주공간의 광학적 전파매질은 동시적으로 제거될 수 없다.

필자의 주장처럼 파동성과 입자성의 두 기능을 하나의 단일체로 묶는 것이 불가능할 경우, 광의 본질은 파동성과 입자성의 두 기능을 동시적으로 공유할 수 없다. 그러므로, 광의 파동성과 입자성을 동시적으로 허용한 양자역학의 기본개념이 정상적으로 성립되지 않는다. 만약 양자역학의 사변적 주장처럼 파동성과 입자성의 두 기능을 하나의 단일체로 묶은 이중적 결합체가 형성되더라도, 이러한 파동성과 입자성의 이중적 결합체는 물리학적 시각의 관점으로 수용할 수 없는 괴물의 구조가 된다.

광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용한 양자역학의 기본개념은 정상적으로 성립될 수 없다. 그러므로 비정상적 양자역학의 기본개념을 활용하는 과정에서는, 반드시 논리적 결함이 나타난다. 양자역학의 기본개념처럼 광의 본질이 파동성과 입자성의 두 기능을 이중적으로 가질 경우, 이 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 발현될 수 있게 하는 두 종류의 환경적 조건(공허의 공간모형과 광학적 매질로 구성된 공간모형)이 동시적으로 인정되어야 한다. 또한 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용한 양자역학의 기본개념에서는, 파동성과 입자성의 두 기능이 구조적으로 통합되어야 하고, 이 파동성과 입자성의 통합적 기능을 통하여 광학적 효과의 모든 작용원리가 합리적으로 해석되어야 한다.

엄밀한 의미의 관점에서 광의 부피적 직경을 표현하려면, 파동적 구조의 조건과 입자적 구조의 조건이 동시적으로 반영되어야 하고, 파동성의 부피적 직경과 입자성의 부피적 직경이 동일한 크기를 가져야 한다. 그러나 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용한 양자역학 기본개념에서는 파동성과 입자성의 연계적 구조를 인정하지 않고, 광의 부피적 직경을 입자적 형태나 파동적 형태로 표현하기 위한 구체적 수단이 없다. 이와 같이 양자역학의 기본개념이 도입되는 과정에서는 광의 파동적 기능과 입자적 기능을 이중적으로 허용하였으나, 양자역학의 기본개념이 실제적으로 활용되는 과정에서는 광의 파동성과 입자성이 연계된 이중적 결합체의 구조를 인정하지 않는 것은, 이 양자역학의 기본개념이 비정상적으로 성립되었다는 것을 암시한다.

양자역학의 기본개념은 광의 파동성과 입자성을 이중적으로 허용하였으나, 오늘날의 양자역학에서는 광학적 효과의 작용원리가 광의 파동적 기능이나 입자적 기능으로 해석되지 않는다. 오늘날의 양자역학에서 광학적 효과의 작용원리가 광의 파동적 기능이나 입자적 기능으로 해석되지 않는다는 필자의 주장은, 다음과 같은 사례를 통하여 편리하게 이해할 수 있다. 전자의 부피는 광의 개체단위를 자유롭게 방출하거나 흡수할 수 있다. 그러므로 광의 부피적 직경은 반드시 전자의 직경보다 작을 것으로 예상된다. 그러나 실제의 상황에서 전자의 부피로부터 방출된 광의 개체단위는 전자의 직경보다 수 천 배가 더욱 큰 간격을 통과할 수 없다. 이러한 효과의 광학적 현상은 양자역학의 입자적 기능이나 파동적 기능으로 해석하는 것이 곤란하다.

오늘날의 양자역학에서는 광학적 효과의 작용원리를 파동적 기능이나 입자적 기능의 논리로 해석하지 않고, 수리학적 확률분포의 논리로 해석한다. 여기에서 수리학적 확률분포의 논리는 실체적 존재의 규모를 오직 정량적 가치로 표현하기 위한 상징적 의미의 도구에 불과하다. 이러한 수리학적 확률분포의 논리는 광학적 효과가 갖는 물리량의 정량적 가치만을 상징적으로 표현할 수 있으나, 광학적 효과의 본성과 작용원리를 정성적 기능의 관점으로 해석할 수 없다.

양자역학의 주장처럼 광의 본질이 파동적 구조의 형태를 가지면, 이 파동적 구조의 형태를 구성하기 위한 광학적 매질의 존재가 반드시 필요하다. 그러나 광의 파동성을 도입한 양자역학의 기본개념에서는 광학적 매질의 존재를 인정하지 않는다. 이와 같이 광학적 매질의 존재를 부정하는 동시에 광의 파동성을 도입한 양자역학의 주장은 상반적 전제조건을 요구하고 있어서 자가당착의 논리적 모순을 갖는다. 하나의 예로 현대물리학의 양자역학은 투명물질(유전체)의 내부를 통과한 광의 전파속도가 매질적 변화의 영향에 의해 감소되는 것으로 해석하고, 일반적 우주공간에 분포된 광학적 매질의 존재를 부정한다. 이러한 양자역학의 논리적 모순은 양자역학의 관점으로 해결될 가능성이 없다.

다른 한편으로 전자기학의 분야에서는 광의 본질을 파동형태의 전자기파로 인식하였다. 여기에서 전자기파의 파동형태는 횡파모형의 전기파와 자기파가 수직적으로 결합된 구조를 갖고, 수직적으로 결합된 전기파와 자기파가 광속도로 전파된다. 이러한 전자기파의 구조적 형태는 광의 입자성을 완전히 무시하고 있어서, 광전효과와 콤프톤효과의 작용원리가 합리적으로 해석되지 않는다. 또한 자기력의 본질은 반드시 N극과 S극의 방향성을 가져야 한다. 그라나 전자기학적 광의 모형에서 제시한 전자기파의 구조적 형태는 자기력의 방향성을 무시하고, 오직 자기력의 정량적 가치만을 파동형태로 표현하였다. 이와 같이 자기력의 방향성을 무시한 전자기파의 구조적 형태는 미완성적 표현의 의미를 갖는다.

필자의 지적처럼 오늘날의 양자역학에서는 광의 구조적 형태를 명확하게 표현할 수 없는 한계적 장벽이 존재한다. 이러한 양자역학의 한계적 장벽을 극복하려면, 이 양자역학의 논리적 모순을 보완하는 수준의 부분적 개선으로 해결될 수 없고, 양자역학의 기본개념을 대체할 수 있는 새로운 패러다임의 해결방법이 모색되어야 한다. 왜냐하면 양자역학의 논리적 모순이 양자적 모형의 도입으로부터 시작되었고, 양자역학의 논리적 모순을 양자역학의 관점으로 해결할 수 없기 때문이다.

양자역학의 기본개념은 광의 파동성과 입자성을 양자역학이라는 하나의 범주에 포함되게 하고, 이 파동성과 입자성의 유효한 기능만을 편의적으로 선택하여 기회적으로 적용하는 것이다. 즉 양자역학의 기본개념에서는 광학현상의 파동적 효과를 파동기능의 부여로 해결하고, 광학현상의 입자적 효과를 양자역학의 입자기능의 부여로 해결하는 대증적 처방의 기법이 적용되었다. 이와 같은 양자역학의 기회적 논리를 적용하면, 파동성과 입자성의 유효한 기능만이 활용되고, 파동성과 입자성의 부정적 의미가 은폐될 수 있어서, 양자역학의 논리적 모순이 겉으로 드러나지 않는다. 양자역학의 기본개념이 논리적 모순의 결함을 갖는 원인은, 하나의 단일체로 결합될 수 없는 파동성과 입자성의 두 기능을 동시적으로 도입하였기 때문이다.

필자의 입장에서는 양자역학의 기본개념이 갖는 논리적 모순의 결함을 해결하기 위하여 양자역학의 기본개념이 대체되는 새로운 패러다임의 대안을 제시한다. 이러한 필자의 새로운 대안에서는 광의 본질이 역학적 기능으로 유지되는 결집체제의 구조를 갖고, 이 광의 역학적 결집체제가 전파매질을 이용하여 광속도로 전파된다. 특히 광을 구성한 역학적 기능의 결집체제는, 오늘날의 양자역학에서 그동안 입자모형의 광양자로 착각하였다. 필자가 주장하는 광의 역학적 결집체제는 양자역학의 관점으로 인식된 파동모형을 갖지 않고, 입자모형의 구조도 갖지 않는다. 여기에서 광의 본질이 양자역학의 파동모형이나 입자모형으로 구성되지 않았으나, 양자역학의 파동모형이나 입자모형에서 나타날 수 있는 효과적 특성을 갖는다. 즉 광의 역학적 결집체제가 파동적 효과나 입자적 효과처럼 반응할 뿐이고, 광의 역학적 결집체제가 파동적 구조의 형태나 입자적 구조의 형태를 갖지 않는다.

필자가 주장하는 광의 본질은 광전류와 광자기의 상호적 보완기능으로 유지되는 고유의 결집체제를 갖는다. 이러한 광의 역학적 결집체제는 주기적 반복구조의 파동이 아니고, 고형체의 입자도 아니다. 그러므로 광의 본질과 광학적 효과의 모든 작용원리는 광의 결집체제를 구성한 광전류와 광자기의 기능으로 해석되어야 한다. 오늘날의 양자역학이 출현하게 된 원인은, 광의 역학적 결집체제가 갖는 연속적 주기성을 파동형태로 오해하고, 광의 역학적 결집체제가 갖는 개체단위를 입자형태로 오해하였기 때문이다. 광의 결집체제가 광전류와 광자기의 상호적 보완기능으로 유지되는 이유는, 필자가 이미 저술한 ‘자기력의 합리적 이해’에서 구체적으로 설명된다. 또한 ‘자기력의 합리적 이해’에서는 광의 본질이 갖는 광전류와 광자기의 결집체제를 적용하여, 반사효과, 굴절효과, 회절효과. 간섭효과, 편광효과, 광전효과, 콤프톤효과 등의 발현과정과 작용원리가 구체적으로 설명된다. 


끝까지 읽어 주셔서 감사드립니다.
다음의 차례는 ‘3. 상대성이론의 비정상적 출현’입니다.