허나거절한다 [789614] · MS 2017 (수정됨) · 쪽지

2018-08-10 01:29:34
조회수 9,561

양자역학+비고전 논리 지문 분석(스압)

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이 지문, 제가 좋아하는 과학+논리 지문입니다!


그리고 지문 분석보다 문제 분석을 끝내주게 잘한것 같으니

문제분석은 꼭 보세요!



고전 역학에 따르면, 물체의 크기에 관계없이 초기 운동
상태를 정확히 알 수 있다면 일정한 시간 후의 물체의 상태는
정확히 측정될 수 있으며, 배타적인 두 개의 상태가 공존할 수
없다. 하지만 20세기에 등장한 양자 역학에 의해 미시 세계에
서는 상호 배타적인 상태들이 공존할 수 있음이 알려졌다.


응?
배타적인 두 개의 상태가 공존 안되는건 알겠는데
초기운동상태 알면 일정한 시간후의 물질 상태를 어떻게 아냐?
혹시
뭐가 등속 원운동 하고 있으면 5초 후에도 등속 원운동
뭐가 자유낙하운동 지금 시작했으면 3초 후 속도 30m/s이다
이런거?
그건 당연하지
그래




미시 세계에서의 상호 배타적인 상태의 공존을 이해하기 위해,
거시 세계에서 회전하고 있는 반지름 5 ㎝의 팽이를 생각해
보자. 그 팽이는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 한쪽으로
회전하고 있을 것이다. 팽이의 회전 방향은 관찰하기 이전에
이미 정해져 있으며, 다만 관찰을 통해 알게 되는 것뿐이다.


당연한 말이지
거시세계에서 팽이는 동시에 양쪽으로 회전할 수는 없잖냐
미시시계에서는 그게 가능하다고 말하려고 이렇게 뜸들이는거지?

어 근데 그거 말하려고 한거면
거시세계에서 팽이의 회전 방향이 관찰되기 전에 정해져 있다는 말을 한 이유는
미시세계에서는 아니라는 거?
관찰 되어야 정해지냐?




이와 달리 미시 세계에서 전자만큼 작은 팽이 하나가 회전하고
있다고 상상해 보자. 이 팽이의 회전 방향은 시계 방향과 반시계
방향의 두 상태가 공존하고 있다. 하나의 팽이에 공존하고 있는
두 상태는 관찰을 통해서 한 가지 회전 방향으로 결정된다.
두 개의 방향 중 어떤 쪽이 결정될지는 관찰하기 이전에는 알
수 없다.


어우 뭐라는거야
마음으로 받아들이라는건가
어쨌든 내 예상이 맞았네
미시세계에서는
관찰로 결과가 정해지며 그 전에는 배타적 상태가 공존하네




거시 세계와 달리 양자 역학이 지배하는 미시 세계에
서는, 우리가 관찰하기 이전에는 상호 배타적인 상태가 공존하는
것이다. 배타적인 상태의 공존과 관찰 자체가 물체의 상태를
결정한다는 개념을 받아들이기 힘들었기 때문에, 아인슈타인은
“당신이 달을 보기 전에는 달이 존재하지 않는 것인가?”라는
말로 양자 역학의 해석에 회의적인 태도를 취하였다.


양자역학은 미시세계를 해석하는 역학이구나!
그럼 배타성이 공존할 수 있겠네

그래 아인슈타인도 이해 못한 걸 우리에게 들이밀겠다는거지
어쨋든
“당신이 달을 보기 전에는 달이 존재하지 않는 것인가?”
을 생각해 보니까
미시세계의 관점에서는 "응 맞음 ㅇㅇ"이라고 답할 질문이겠네
거시세계에서는?
당연히 "보기 전에도 있다"고 얘기하겠지



최근에는 상호 배타적인 상태의 공존을 적용함으로써 초고속
연산을 수행하는 양자 컴퓨터에 대한 연구가 진행되고 있다.
이는 양자 역학에서 말하는 상호 배타적인 상태의 공존이 현실
에서 실제로 구현될 수 있음을 잘 보여 주는 예라 할 수 있다.
미시 세계에 대한 이러한 연구 성과는 거시 세계에 대해 우리가
자연스럽게 지니게 된 상식적인 생각들에 근본적인 의문을
던진다. 이와 비슷한 의문은 논리학에서도 볼 수 있다.


실화냐 현실에 구현한다고 이걸?
양자 컴퓨터... 양자역학을 이용하나 보네
근데 "우리가 자연스럽게 지니게 된 상식적인 생각들"이 뭔데?
'상호 배타적 공존이 불가능'하다는 거?
근데 너 아까 그거 말고 딴것도 말했잖아
'초기운동상태 알면 일정한 시간후의 물질 상태를 알수 있다'는 거
그것도 일반적인 상식이면서
양자역학(미시세계)에서는 통용되지 않는거구나



고전 논리는 ‘참’과 ‘거짓’이라는 두 개의 진리치만 있는 이치
논리이다. 그리고 고전 논리에서는 어떠한 진술이든 ‘참’ 또는
‘거짓’이다. 이는 우리의 상식적인 생각과 잘  들어맞는다.
그러나 프리스트에 따르면, ‘참’인 진술과 ‘거짓’인 진술 이외에
‘참인 동시에 거짓’인 진술이 있다. 이를 설명하기 위해 그는
‘거짓말쟁이 문장’을 제시한다.


어우 또 이상한 말 한다
아 혹시 모순 얘기하는거냐?
아닌가
쨋든 다음 내용 봐야겠네



거짓말쟁이 문장을 이해하기 위해
자기 지시적 문장과 자기 지시적이지 않은 문장을 구분해 보자.
자기 지시적 문장 은 말 그대로 자기 자신을 가리키는 문장을
말한다. 예를 들어 “이 문장은 모두 열여덟 음절로 이루어져
있다.”라는 ‘참’인 문장은 자기 자신을 가리키며 그것이 몇
음절로 이루어져 있는지 말하고 있다. 반면 “페루의 수도는
리마이다.”라는 ‘참’인 문장은 페루의 수도가 어디인지 말할 뿐
자기 자신을 가리키는 문장은 아니다.



자기 지시적 문장은 자기 자신에 대해 서술된 문장이군
근데 그게 거짓말쟁이 문장하고 무슨 상관이냐?
지금 자기서술적인 참인 문장하고 자기서술적이지는 않은데 참인 문장
두개 줬는데
혹시 자기서술적인데 거짓인 문장이 거짓말쟁이 문장이냐?



“이 문장은 거짓이다.”는 거짓말쟁이 문장이다. 이는 ‘이 문장’
이라는 표현이 문장 자체를 가리키며 그것이 ‘거짓’이라고 말하는
자기 지시적 문장이다.


오 맞춘 듯?
아 잠만 아닌데 거짓말쟁이 문장이 참인 동시에 거짓이라며!



그렇다면 프리스트는 왜 거짓말쟁이
문장에 ‘참인 동시에 거짓’을 부여해야 한다고 생각할까? 이에
답하기 위해 우선 거짓말쟁이 문장이 ‘참’이라고 가정해 보자.
그렇다면 거짓말쟁이 문장은 ‘거짓’이다. 왜냐하면 거짓말쟁이
문장은 자기 자신을 가리키며 그것이 ‘거짓’이라고 말하는 문장
이기 때문이다. 


이게 뭔... 아 귀류법이네
참이라고 가정하면 모순이 생기네



반면 거짓말쟁이 문장이 ‘거짓’이라고 가정해
보자. 그렇다면 거짓말쟁이 문장은 ‘참’이다. 왜냐하면 그것이
바로 그 문장이 말하는 바이기 때문이다.


아이씨 좀
거짓이라고 가정해도 모순이 생기잖아
그래서 참인 동시에 거짓이라고 상정하는거냐?



 프리스트에 따르면 어떤 경우에도 거짓말쟁이 문장은 ‘참인
동시에 거짓’인 문장이다. 따라서 그는 거짓말쟁이 문장에
‘참인 동시에 거짓’을 부여해야 한다고 본다.
그는 거짓말쟁이 문장 이외에 ‘참인 동시에 거짓’인 진리치가
존재함을 뒷받침하는 다양한 사례를 제시한다. 특히 그는 양자 역학에서
상호 배타적인 상태의 공존은 이 점을 시사하고 있다고 본다.


그렇구나
그런 점이 비슷하기는 하네



고전 논리에서는 ‘참인 동시에 거짓’인 진리치를 지닌 문장을
다룰 수 없기 때문에 프리스트는 그것도 다룰 수 있는 비고전
논리 중 하나인 LP를 제시하였다. 그런데 LP에서는 직관적으로
호소력 있는 몇몇 추론 규칙이 성립하지 않는다. 


와 정보량 진짜 많은 지문이네
고전 논리에서는 참 혹은 거짓이라는 진리치만을 다룬다 이말이군
뭐 여기서도 일반적인 상식이 부정되겠지
아까 거시세계 미시세계 얘기할 때 일반적 상식이 붕괴된 것처럼



전건 긍정 규칙을 예로 들어 생각해 보자.
고전 논리에서는 전건 긍정 규칙이 성립한다. 이는 “P이면 Q이다.”라는 조건문과 그것의
전건인 P가 ‘참’이라면 그것의 후건인 Q도 반드시 ‘참’이 된다는
것이다. 이와 비슷한 방식으로 LP에서 전건 긍정 규칙이 성립
하려면, 조건문과 그것의 전건인 P가 모두 ‘참’ 또는 ‘참인 동시에
거짓’이라면 그것의 후건인 Q도 반드시 ‘참’ 또는 ‘참인 동시에
거짓’이어야 한다.


어... 그렇긴 한데
왜 하필 예를
전건인 P가 모두 ‘참’ 또는 ‘참인 동시에 거짓’
인걸로 들었냐
전건 규칙 성립 안하는거 얘기하려면 꼭 그렇게 예를 들어야 하는
필연성이 있기라도 한거야?



그러나 LP에서 조건문의 전건은 ‘참인 동시에
거짓’이고 후건은 ‘거짓’인 경우, 조건문과 전건은 모두 ‘참인
동시에 거짓’이지만 후건은 ‘거짓’이 된다.


아... 왜냐고
예시 좀 들어달란 말이야


기출분석 중이니까 내가 생각해볼까
음...
말하는 꼬라지를 보아하니
조건문의 전건이 참인 동시에 거짓이면
조건문도 참인 동시에 거짓인가 보네?

그럼 '이 문장이 거짓이라면 이 문장은 한국어로 서술될 수 없다.'라는 문장을 보자.
전건이 참인 동시에 거짓인건 당연한데
후건은 거짓이지

한국어로 서술 될 수 있잖아?


어 근데 내가 지금 쓴게 LP인거야?
난 못느꼈는데
난 그냥 평범한 문장을 썼다고

아 그럼 고전 논리와 LP의 차이는 그냥
'참인 동시에 거짓'이라는 진리치의 존재를
인정하는냐 마느냐만 있는거구나!!!



자 지문 분석이 끝났고요
요약해볼까요
1. 거시 세계는 현재 알면 미래 예측이 가능하고 상호 배타성은 공존 못한다.
2. 미시 세계는 그렇지 않다! 또 결과는 관찰로 정해진다.
3. 양자역학에서는 관찰 전에 달이 존재 안한다. 거시세계에서는 관찰과 무관하다
4. 자기지시적 문장은 특정 상황에서 거짓말 쟁이 문장처럼 참인데 거짓인 문장이 된다.
5. '참인 동시에 거짓'이라는 진리치를 인정하느냐 마느냐에 따라 고전 논리와 LP논리가 나뉜다.
6. LP논리에서는 전건 긍정 규칙처럼 자명해 보이는 규칙이 성립 안한다.


문제 28번만 풀어볼까요

미리 풀어보고 오십쇼

그럼 이해가 졸라 잘될겁니다


양자 컴퓨터는 여러 개의 이진수들을 단 한 번에 처리함
으로써 일반 컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 연산을 수행한다.
연산 속도에 영향을 미치는 다른 요소들을 배제하면, 이진수를
처리하는 횟수가 적어질수록 연산 결과를 빨리 얻을 수 있기
때문이다.


이진수 한번에 처리하는 방법이 배타적 상태 공존의 인정이겠네
뭐 원리는 모르겠지만 말야

연산 속도에 영향을 미치는 다른 요소들을 배제하면,

이라고 니가 말했으니
연산 횟수와 연산 시간이 비례한다고 보면 되지?




n자리 이진수를 나타내기 위해서는 n비트가 필요하고
n자리 이진수는 모두 2^n개 존재한다. 일반 컴퓨터는 한 개의
비트에 0과 1 중 하나만을 담을 수 있어, 두 자리 이진수인
00, 01, 10, 11을 2비트를 이용하여 연산할 때 네 번에 걸쳐
처리한다. 하지만 공존의 원리를 이용하는 양자 컴퓨터는
0과 1을 하나의 비트에 동시에 담아 정보를 처리할 수 있어
두 자리 이진수를 2비트를 이용하여 연산할 때 단 한 번에
처리가 가능하다. 양자 컴퓨터는 처리할 이진수의 자릿수가
커질수록 연산 속도에서 압도적인 위력을 발휘한다.


자 이게 무슨 소리인가
원리 이해 안할래 못할것 같기도 하고


어쨋든
 두 자리 이진수인 00, 01, 10, 11을 2비트를 이용하여 연산할 때 네 번에 걸쳐 처리한다.
요 문장을 보니 일반 컴퓨터에서
n자리 이진수의 처리 횟수는 n자리 이진수의 개수와 같다는 말로 보인다?


왜냐, 평가원 너가 굳이 두자리 이진수 4개 있는거 다 써주고
네 번에 걸쳐 계산한다고 말해줬잖아


게다가 위에 n자리 이진수는 모두 2^n개 존재한다는 말도 해주고

그럼 그렇게 이해한다?


양자컴퓨터는 모든 n자리 이진수를 한큐에 처리한다는 말인가
그렇겠네


상호 배타적 공존이 가능하니까
얘는 모든 두자리 이진수를 다 **로 파악할 꺼잖아
5자리 이진수도 모두 *****로 파악하겠지

즉 양자컴퓨터에서는 n자리 이진수의 개수가 무조건 1개니까 한 큐에 처리한다


고전 컴퓨터든 양자 컴퓨터든
n자리 이진수의 개수에 따라 연산 횟수가 달라진다는
내 예상이 맞겠구만?


좋아 완벽한 이해 끝


선지 풀자

① 양자 컴퓨터는 상태의 공존을 이용함으로써 연산에 필요한
비트의 수를 늘릴 수 있다.


② 3비트를 사용하여 세 자리 이진수를 모두 처리하려고 할 때
양자 컴퓨터는 일반 컴퓨터보다 속도가 6배 빠르다.


③ 한 자리 이진수를 모두 처리하기 위해 1비트를 사용한다고
할 때, 일반 컴퓨터와 양자 컴퓨터의 정보 처리 횟수는 같다.


④ 양자 컴퓨터의 각각의 비트에는 0과 1이 공존하고 있어 4비
트로 한 번에 처리할 수 있는 네 자리 이진수의 개수는 모두 16개이다.


⑤ 3비트의 양자 컴퓨터가 세 자리 이진수를 모두 처리하는
속도는 6비트의 양자 컴퓨터가 여섯 자리 이진수를 모두 처리
하는 속도보다 2배 빠르다.


① 어? 비트 수를 언제 늘렸냐
② 일반 컴 8번 양자 컴 1번 응 아니야
③ 일반 컴 2번 양자 컴 1번 응 아니라고
④ 그렇지 바로 그거야
일반컴은 16번 연산 때리는 거를 양자 컴을 1번에 때리잖아
⑤ 속도라... 정보량을 시간으로 나누면 되겠지 뭐
3비트 이진수 정보량은 이진수 개수인 8개겠고
6비트 이진수 정보량은 이진수 개수인 64개겠네
시간(연산횟수)는 둘다 똑같이 한번에 하니까
속도는 6비트가 8배 빠르네



답 4번
쉽네!

여기서 중요한 포인트는
n자리 이진수의 개수가 연산 횟수라는 점
그 점을 이용하면
양자 컴퓨터가 모든 n자리 이진수 1개로 취급한다는 것을 유추해낼 수 있고
개수가 1개로 줄으니까 연산 횟수도 1번이면 충분하다는 결론이 나옴



*아침에 일어나서

색깔 넣고 수정좀 했습니다!

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  • Crossfader · 821180 · 18/08/10 22:31 · MS 2018

    이게pdf떡밥에 묻혔었네요

  • Tombo · 816336 · 18/08/10 22:46 · MS 2018

    잘읽었습니다 다만 제 생각과 다른 의문점 세가지만 제시해도 될까여 첫번째는 지문요약 4번에서 자기지시적 문장이 참인 동시에 거짓이라고 하셨는데 지문에서 예로 든 자기지시적 문장 중 '거짓말쟁이 문장'에 해당하는 것 아닌가여 순간 착각하신듯요 그리고 두번째는 양자컴퓨터 문제에서 양자컴퓨터가 이진수 n자리의 개수에 따라 연산횟수가 달라진다고 돼있는데 그건 고전컴퓨터에만 해당되는 것 같습니다. 마지막으로 문제의 5번 선지가 틀린 이유는 양자컴퓨터의 경우 비트수에 관계없이 처리횟수가 1회로 모두 동일하므로 처리속도가 '같은 것'아닌가요? 이상 국알못이었습니다ㅎ

  • 허나거절한다 · 789614 · 18/08/11 00:10 · MS 2017

    히히 국알못 아니시면서

    그리고 두번째는 양자컴퓨터 문제에서 양자컴퓨터가 이진수 n자리의 개수에 따라 연산횟수가 달라진다고 돼있는데 그건 고전컴퓨터에만 해당되는 것 같습니다.

    음 나올만한 질문이네요

    제 생각은
    양자컴퓨터에서는 모든 이진수가 다 ****로만 표현된다고 생각해요(*는 1과 0의 공존상태)
    즉 양자컴퓨터에서 5자리 이진수의 개수는 몇개인가?

    묻는다면 저는 1개라고 답하겠습니다. *****밖에 없으니까요.

    제가 말을 애매하게 했네요 ㅇㅅㅇ

    "양자컴퓨터에서 5자리 이진수"의 개수가 아니라
    "양자컴퓨터에서 표현되는 5자리 이진수"의 개수라고 하는게
    제가 전하고자 하는 바를 더 잘 전하겠네요

    양자컴퓨터는 모든 n자리 이진수를 *로만 표현할 수 있기 때문에
    양자컴퓨터에서 표현되는 n자리 이진수의 개수는 1개이고

    그렇기 때문에 연산을 1번에 하는 것이지요.


    세번째는
    속도의 정의를 제가 멋대로 정해버려서 ㅇㅅㅇ

    속도=정보량/시간 인걸로 알고 있는데
    여기서 시간은 횟수와 같으니
    6비트 3비트 둘다 시간은 같네요

    자 정보량의 정의가 문제인데

    저는 상식적으로 (물론 양자컴퓨터가 상식적 물건은 아니지만!)
    비트수가 다른데 정보량이 같을 수는 없다고 생각했고

    고전컴퓨터에서 비트 수가 1개 늘면 정보 계산량이 2배가 되므로
    비트가 1개 커지면
    양자컴에서도 정보량이 2배가 된다고 생각해도 되지 않을까 했습니다.

    또 발문에서
    양자 컴퓨터는 처리할 이진수의 자릿수가
    커질수록 연산 속도에서 압도적인 위력을 발휘한다.

    라는 문장이 있기 때문에

    자릿수가 커져도 걸리는 시간은 같으니 속도가 위력적으로 증가한다

    라는 의미로 받아들여서 저리 해석했습니당

  • Tombo · 816336 · 18/08/11 00:15 · MS 2018

    흠..세번째는 연산속도가 연산횟수에 비례하므로 같은 것 아닐까요? 양자컴은 6비트와 8비트에서 연산횟수가 같으니깐요. 여기서 주어지지도 않은 속도=정보량/시간 이라는 공식을 사용하는건 너무 나가신것 같은데..

  • 허나거절한다 · 789614 · 18/08/11 00:18 · MS 2017

    반비례라고 말하신거죠?

    음 저도 너무 나갔나 생각하긴 했는데

    그냥 처리속도 하면 MB/s이렇게 쓰니까

    자연스럽게 속도=정보량/시간 공식을 써버렸네요

    제가 오버한걸로 하죠 ㅠㅠ

    발전적 피드백 감사합니다!

  • Tombo · 816336 · 18/08/11 00:19 · MS 2018

  • Tombo · 816336 · 18/08/10 22:52 · MS 2018

    아 첫번째 수정하신건가요? 아니면 제가 글을 잘못 읽었었나;

  • 허나거절한다 · 789614 · 18/08/10 23:57 · MS 2017

    잉 방금 봐서 수정 안행는뎅