이해황(기술자君) [27444] · MS 2003 (수정됨) · 쪽지

2020-04-06 19:12:48
조회수 3,471

2004학년도 수능 지문 오류 (딩댕댕딩딩딩댕댕)

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2004학년도 수능 언어(국어) 양자역학 지문 및 45번 문제(딩댕딩댕딩딩댕댕) 해설 강의 일부입니다. (전체 강의는 전기추1 25강을 참고해주세요.)


45번 문항이 왜 오류인지메가스터디 김동욱 선생님께서 2년 전에 올리신 영상이 있으니, 못 본 분들이라면 참고하시길 바랍니다. 저는 이 강의를 준비하며 처음 봤는데, 이것이 메가 국어 1타의 클라쓰구나 싶었습니다. 이 자리를 빌려 존경의 뜻을 표합니다.


저는 "그래서 이 지문과 문제를 어떻게 수정해야 하는가?"에 초점을 두고 강의를 찍었습니다. 이 지문을 공부했거나, 공부할 예정인 학생은 아래의 수정된 지문&문제를 참고하길 바랍니다. (혹은 전기추1을 수강해도 됩니다! ㅋ)





[원래 지문&문제]


  고전 역학은 20세기 초까지 물리학자들이 세계를 기술하던 기본 이론으로, 다음과 같은 두 가지 가정을 포함한다. ⓐ 물리적 속성에 대한 측정은 측정 대상의 다른 물리적 속성을 변화시키지 않고 이루어질 수 있다는 가정과 ⓑ 물리적 영향은 빛의 속도를 넘지 않고 공간을 거쳐 전파된다는 가정이 그것이다. 예를 들어 어떤 돌의 단단한 정도를 측정한다고 해서 그 돌의 색깔이 변하는 것은 아니며, 돌이 유리창을 향해 날아가는 순간 유리창이 ‘미리 알고’ 깨질 수는 없다는 것이다. 이러한 고전 역학의 가정은 우리들에게 자연스럽게 받아들여진다. 

  양자 역학은 고전 역학보다 더 많은 현상을 정확하게 예측함으로써 고전 역학을 대체하여 현대 물리학의 근간이 되었다. 그럼에도 불구하고 양자 역학이 예측하는 현상들 중에는 매우 불가사의한 것이 있다. 다음의 예를 살펴보자. 양자 역학에 따르면, 같은 방향에 대한 운동량의 합이 0인 한 쌍의 입자는 아무리 멀리 떨어져도 그 연관을 유지한다. 이제 이 두 입자 중 하나는 지구에 놓아두고 다른 하나는 ㉠ 금성으로 보냈다고 가정하자. 만약 지구에 있는 입자의 수평 방향 운동량을 측정하여 +1을 얻었다면, 금성에 있는 입자의 수평 방향 운동량이 -1이 된다. 도대체 그렇게 멀리 떨어진 입자가 어떻게 순간적으로 지구에서 일어난 측정의 결과에 영향을 받을 수 있을까?

  또한 양자 역학에 따르면 서로 다른 방향의 운동량도 연관되어 있다. 예컨대 수평 방향 운동량과 수직 방향 운동량은 하나를 측정하면 다른 하나가 영향을 받는다. 그 결과 지구 입자의 수평 운동량을 측정하여 +1을 얻은 후 연이어 수직 운동량을 측정하고 다시 수평 운동량을 측정하면, 이제는 +1만 나오는 것이 아니라 +1과 -1이 반반의 확률로 나온다. ⓒ 두 번째 수직 방향 측정이 수평 운동량 값을 불확정적으로 만들어 버린 것이다. 게다가 지구 입자는 금성 입자와 연결되어 있으므로, 금성 입자의 수평 운동량을 측정하여 -1을 얻은 후 지구 입자의 수직 운동량을 측정하면, 그 순간 금성 입자의 수평 운동량 값 역시 불확실해진다. 그래서 수평 운동량을 다시 측정하면 -1과 +1이 반반의 확률로 나온다. 어떻게 지구에서 이루어진 측정이 엄청나게 멀리 떨어져 있는 입자의 물리적 속성에 순간적으로 영향을 줄 수 있을까? 이 현상에 대해 고전 역학의 가정을 만족시키면서 인과적으로 설명하는 것은 불가능해 보인다. 



45. 의 A와 B에 들어갈 수 있는 말을 에서   모두 고르면?



  양자 구슬 한 쌍을 생각하자. 이 두 구슬은 뜨겁거나 차갑고, ‘딩’ 소리나 ‘댕’ 소리가 난다. 구슬의 온도와 소리라는 두 물리적 속성은 위 글에서 소개된 양자적 특징을 갖는다. 이제 구슬 하나는 내가 가지고, 다른 구슬은 친구에게 주어 멀리 보냈다고 하자. 내가 구슬을 두드려 보니 ‘딩’ 소리가 났다. 그런 후 내 구슬을 만져 보니 뜨거웠다. 그리고 구슬을 다시 두드려 보니 ( A ) 소리가 났다. 그 순간 멀리 있는 친구가 구슬을 두드린다면 ( B ) 소리가 날 것이다.



      A   B

ㄱ. ‘딩’ ‘딩’

ㄴ. ‘딩’ ‘댕’

ㄷ. ‘댕’ ‘딩’

ㄹ. ‘댕’ ‘댕’


① ㄱ, ㄴ    ② ㄱ, ㄹ    ③ ㄴ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄹ    ⑤ ㄷ, ㄹ







[이해황이 수정한 지문&문제]

  고전 역학은 20세기 초까지 물리학자들이 세계를 기술하던 기본 이론으로, 다음과 같은 두 가지 가정을 포함한다. ⓐ물리적 속성에 대한 측정은 측정 대상의 다른 물리적 속성을 변화시키지 않고 이루어질 수 있다는 가정과 ⓑ물리적 영향은 빛의 속도를 넘지 않고 공간을 거쳐 전파된다는 가정이 그것이다.

  양자 역학이 예측하는 현상들 중에는 매우 불가사의한 것이 있다. 다음의 예를 살펴보자. 양자 역학에 따르면, 같은 방향에 대한 스핀 값의 총합이 0인 한 쌍의 입자는 아무리 멀리 떨어져도 그 연관을 유지한다. 이제 이 두 입자 중 하나는 지구에 놓아두고 다른 하나는 금성으로 보냈다고 가정하자. 만약 지구에 있는 입자의 수평 성분 스핀을 측정하여 +1을 얻었다면, 금성에 있는 입자의 수평 성분 스핀이 -1이 된다. 도대체 그렇게 멀리 떨어진 입자가 어떻게 순간적으로 지구에서 일어난 측정의 결과에 영향을 받을 수 있을까?

  또한 양자 역학에 따르면 서로 다른 방향의 스핀도 연관되어 있다. 예컨대 수평 스핀과 수직 스핀은 하나를 측정하면 다른 하나가 영향을 받는다. 그 결과 지구 입자의 수평 성분 스핀을 측정하여 +1을 얻은 후 연이어 수직 성분 스핀을 측정하고 다시 수평 성분 스핀을 측정하면, 이제는 +1만 나오는 것이 아니라 +1과 -1이 반반의 확률로 나온다. ⓒ두 번째 수직 방향 측정이 수평 스핀 값을 불확정적으로 만들어 버린 것이다. 게다가 지구 입자는 금성 입자와 연결되어 있으므로, 금성 입자의 수평 스핀을 측정하여 -1을 얻은 후 지구 입자의 수직 스핀을 측정하면, 그 순간 금성 입자의 수평 스핀 값 역시 불확실해진다. 그래서 수평 스핀을 다시 측정하면 -1과 +1이 반반의 확률로 나온다. 어떻게 지구에서 이루어진 측정이 엄청나게 멀리 떨어져 있는 입자의 물리적 속성에 순간적으로 영향을 줄 수 있을까? 이 현상에 대해 고전 역학의 가정을 만족시키면서 인과적으로 설명하는 것은 불가능해 보인다. 



45번 

 같은 방향에 대한 스핀 값의 총합이 0인 양자 구슬 한 쌍을 생각하자. 이 두 구슬은 수평 스핀이 +1이면 뜨겁고, -1이면 차갑다. 그리고 수직 스핀이 +1이면 ‘딩’ 소리가, -1이면 ‘댕’ 소리가 난다. 이제 구슬 하나는 내가 가지고, 다른 구슬은 친구에게 주어 멀리 보냈다고 하자. 내가 구슬을 두드려 보니 ‘딩’ 소리가 났다. 그런 후 내 구슬을 만져 보니 뜨거웠다. 그리고 구슬을 다시 두드려 보니 ( A ) 소리가 났다. 그 순간 멀리 있는 친구가 구슬을 두드린다면 ( B ) 소리가 날 것이다.

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