[논문 리뷰] 75 Years of Matter Wave: Louis de Broglie and Renaissance of the Causally Complete Knowledge

Andrei P. Kirilyuk|arXiv (Cornell University)|1999. 11. 25.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 32인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 루이 드 브로이의 원래의 인과적 완전한 파동역학—입자와 함께 실재하는 물리적 파동을 수반하는 것—이 추상적인 양자역학 체계로 대체되면서 물리학의 개념적 정체를 초래했다고 주장한다. 본 논문은 보편적 복잡성 이론에 뿌리를 둔 새로운 '양자장역학' 프레임워크를 제안하여 드 브로이의 비전을 부활시키고 완성함으로써 기초적 모순을 해결하고 미세역학에 대한 통합적이고 실재적인 그림을 복원한다.

ABSTRACT

A physically real wave associated with any moving particle and travelling in a surrounding material medium was introduced by Louis de Broglie in a series of short notes in 1923 and in a more complete form in his thesis defended in Paris on the 25th November 1924. This result, recognised by the Nobel Prize in 1929, gave rise to a major direction of "new physics" known today as "quantum mechanics". However, although such notions as "de Broglie wavelength" and "wave-particle duality" form the basis of the standard quantum theory, it actually only takes for granted (postulates) the formula for the particle wavelength and totally ignores the underlying causal, realistic and physically transparent picture of wave-particle dynamics outlined by Louis de Broglie in his thesis and further considerably developed in his later works, in the form of "double solution" and "hidden thermodynamics" theory. A price to pay for such rough deviation from the original de Broglian realism and consistency involves fundamental physics domination by purely abstract and mechanistically simplified schemes of formal symbols and rules that have led to a deep knowledge impasse justly described as "the end of science". However, a new, independent approach of "quantum field mechanics" (quant-ph/9902015, quant-ph/9902016, physics/0401164) created within the "universal science of complexity" (physics/9806002) provides many-sided confirmation and natural completion of de Broglie's "nonlinear wave mechanics", eliminating all its "difficult points" and reconstituting the causally complete, totally consistent and intrinsically unified picture of the real, complex micro-world dynamics directly extendible to all higher levels of unreduced world complexity.

연구 동기 및 목표

• 물질파 이론의 물리적 파동이 매질에 존재한다는 강조를 바탕으로, 루이 드 브로이의 원래 인과적 실재론적 해석의 중요성을 재확립하기 위해.
• 표준 양자역학 체계가 드 브로이의 기초적인 물리적 그림을 기각하고 추상적 가정들로 대체한 것을 비판하기 위해.
• 드 브로이의 비선형 파동역학을 기각함으로써 기본 물리학에서 깊은 지식 정체가 발생했다는 것을 입증하기 위해.
• 드 브로이의 원초적 비전을 완성하고 자연스럽게 확장하는 새로운 이론적 프레임워크인 '양자장역학'을 제시하기 위해.
• 미세에서 거대계에 이르기까지 모든 복잡성 수준을 아우르는 통합적이고 인과적으로 완전한 물리적 실재의 이해를 촉진하기 위해.

제안 방법

• 드 브로이의 원초적 논문과 후속 발전, 특히 '이중 해법'과 '숨겨진 열역학 이론'을 재구성하여 표준 양자역학에 대비되는 물리적으로 실재론적인 대안을 제시한다.
• 물리학/9806002에 기재된 '보편적 복잡성 과학' 프레임워크를 적용하여 비선형 파동역학의 모순를 해결하는 새로운 양자장역학을 유도한다.
• 복잡계를 기술하기 위해 '동적 재보안 파aradigm'을 사용하여 확률적 행동을 뒷받침하는 인과적 결정론적 역학을 모델링한다.
• 드 브로이-브롬 유형의 안내 방정식을 더 깊은 열역학적 및 장이론적 구조와 통합하여 인과성을 복원한다.
• 새로운 프레임워크가 고도로 복잡한 수준으로의 확장에 대해 추가적인 가정 없이도 자연스럽게 미세 입자 역학에서부터 고차원 복잡성 수준으로까지 연장됨을 보여준다.
• 실재적인 매질 내의 실재적 장에 기반한 비추상적 파article 역학을 통해 양자 formalism을 재해석함으로써 물리적으로 타당한 기반을 확보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왜 주류 양자역학은 드 브로이의 인과적으로 완전하고 실재론적인 파동역학을 기각하고 추상적 형식주의로 대체했는가?
• RQ2 물리적 실재성을 회복하는 데 성공하는 통합적이고 인과적으로 일관된 미세역학의 그림를 재구성할 수 있는가?
• RQ3 '양자장역학' 프레임워크는 비선형 파동역학과 드 브로이 원초적 이론의 기초적 문제를 어떻게 해결하는가?
• RQ4 '보편적 복잡성 과학'은 다양한 척도의 실재를 통합하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 기본 메커니즘을 단순화하거나 근사하지 않고도 인과적으로 완전한 파동역학을 모든 수준의 물리적 복잡성에 확장할 수 있는가?

주요 결과

• 매질 내 실재적인 물리적 파동을 기반으로 한 드 브로이의 원초적 물질파 이론은 기초적이지만 표준 양자역학에서 추상적 가정들로 대체되며 대부분 忽略되었다.
• 표준 양자역학 체계는 파동-입자 역학의 인과적이고 물리적으로 투명한 설명을 제공하지 못해 개념적 정체를 초래한다.
• 새로운 '양자장역학' 프레임워크는 드 브로이의 비선형 파동역학의 '어려운 점들'을 제거하고 일관성을 회복함으로써 그를 성공적으로 완성한다.
• 이 이론은 내재적으로 일관되고 고차원 복잡성 수준으로까지 확장 가능한 통합적이고 인과적으로 완전한 미세세계 역학의 기술을 달성한다.
• 확률적 해석 외에 실재적인 동적 장과 열역학적 구조를 통해 양자 현상에 자연스러운 설명을 제공함으로써 비확률적 해석에 의존할 필요가 없다.
• 이 프레임워크는 '동적 재보안 파라디그마'에 기반하며 인과적 실재론을 통해 물리 지식의 궁극적 통합로 가는 길을 제시한다.