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문득, 아무도 강요하지 않음에도 불구하고 보수도 없음에도 이 모든 사람들이 무엇을 위하여 무슨 목적으로 또 누구를 위하여 온 몸과 마음과 정성을 다 바쳐서 스마트폰에 매진하고 봉사하고 있을까?하는 생각이 든다.

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아무리 높은 보상을 지불한다 해도 모두가 하나 같이 이렇게 일사불난하게 열심히 봉사 시킬 수는 없을 것이다. 무엇이 이들을 조건 없이 스마트폰에 몰입하여 매진하게 할 수 있을까?

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결국, 모든 무리들은 그들이 가진 모든 생각들을 스마트폰에 집어 넣고 있다고 한다면 스마트폰이 바로 이들을 움직이게 하는 주인이고 사람들은 모두가 스마트폰에 얽매인 노예라 하지 않을 수 없다. 달리 말해서, 스마트폰을 운영하는 콤퓨터 주체가 사람들을 노예로 조절하는 신의 자리에 않아 있다 하겠다.

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인공지능시대를 맞이해서 장차 슈퍼컴퓨터나 양자컴퓨터의 운영의 핵심을 다룰 발달된 인공지능이 피라미드 구조의 최상 위에 앉아서 인간들을 조절하고 명령하고 지시하고 다스릴 것이다.

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인공지능은, 신이 신의 모습과 형상으로 인간을 만든 것 같이, 시작에서는 인간과 같은 모습과 형상으로 만드는 것이 목적이었지만 머지 않은 미래의 어느 순간에는 인공지능이 인간의 한계를 넘어서는 신의 영역에 들어 설 것으로 예측되고 있다.

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그러나 인공지능이라는 이름 그대로 지능에 불과한지라, 신의 특성인 생명나무가 아닌 선과 악을 알게 하는 선악과에 충실한 존재로 재능을 발휘할 것은 분명하다.

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인공지능, 그야말로 세상을 대변하는 미래의 무시무시한 존재감으로 인간의 혼과 몸의 사지를 묶어 노예 상태로 놓을 것이다.

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♡도천 곽계달♡

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2. 시간은 4차원이다.

3. 공간을 통해 빠르게 이동할수록

시간을통해서는 늦게 이동한다.

4. 중력은 시공간의 곡률(휘어짐의 정도)이다.

5. 시간은 무거운 물체 부근을 이동할 때 늦어진다.

6. 중력은 파의 행태로 움직인다.

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Quantum fields come in different forms, such as strong and weak electromagnetic, gravitational, and nuclear fields. Each of these fields corresponds to a unique type of force-carrying particle, called a boson. For example, the electromagnetic field is associated with photons, while the strong nuclear field uses gluons. Additionally, particles of matter, such as electrons and quarks, result from the interaction of these fields.

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In the field of QFT, particles do not have defined positions or momenta until they are observed. Instead, they exist in a state of quantum superposition, where they simultaneously inhabit a range of possible positions, energies and impulses. This concept is supported by Heisenberg’s uncertainty principle, which states that the more accurately we try to measure some properties of a particle, the less accurately we can know others.

“(양자역학의 법칙과 특수상대성이론의 원리가 조화롭게 어우러지는 양자장론!)

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양자장 이론의 핵심은 우주를 구성하는 물질의 기본 힘과 입자에 대한 양자역학적 설명을 제공합니다. 시공간 전체에 스며들어 입자간 상호작용의 기반이 되는 양자장(Quantum Field)의 개념을 소개합니다. 이러한 필드는 정적 개체가 아니라 에너지를 변동하고 전파하고 교환할 수 있는 동적 개체입니다.

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양자장은 강한 전자기장, 약한 전자기장, 중력장, 핵장 등 다양한 형태로 나타납니다. 이러한 각 필드는 보존(boson)이라고 불리는 고유한 유형의 힘을 전달하는 입자에 해당합니다. 예를 들어, 전자기장은 광자와 연관되어 있는 반면, 강한 핵장은 글루온을 사용합니다. 또한 전자나 쿼크와 같은 물질 입자는 이러한 장의 상호 작용으로 인해 생성됩니다.

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QFT 분야에서 입자는 관찰되기 전까지 정의된 위치나 운동량을 갖지 않습니다. 대신에 그들은 가능한 위치, 에너지 및 충동의 범위에 동시에 존재하는 양자 중첩 상태로 존재합니다. 이 개념은 입자의 일부 특성을 더 정확하게 측정하려고 시도할수록 다른 특성을 덜 정확하게 알 수 있다는 하이젠베르크의 불확정성 원리에 의해 뒷받침됩니다.

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Quantum field theory introduces the concept of particle interactions through the exchange of virtual particles. According to this intriguing principle, particles can emit and absorb virtual particles, thereby mediating forces between them. For example, electrons interact by exchanging virtual photons, leading to the electromagnetic force. These virtual particles exist ephemerally and deviate from the usual particle properties, making them difficult to observe directly.

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Quantum field theory faces an intriguing challenge called divergences, where calculations yield infinite values. To overcome this problem, a process called renormalization is used, which allows infinities to be removed by redefining certain parameters. Additionally, QFT takes into account quantum fluctuations, where fields briefly undergo spontaneous changes in their strengths, leading to fascinating phenomena such as the creation and annihilation of particle-antiparticle pairs.

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Quantum field theory has proven crucial in a wide range of scientific fields, including particle physics, cosmology, and condensed matter physics. It underlies the Standard Model, which describes weak and strong electromagnetic forces and nuclear particles. Additionally, extensive theories, such as quantum electrodynamics (QED) and electroweak theory, have successfully explained the phenomena observed in particle accelerators.

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Quantum field theory allows us to observe the complex structure of the universe and witness the captivating dance of particles and forces. Embracing both the fascinating principles of quantum mechanics and the elegant symphony of relativity, QFT continues to expand our understanding of the fundamental elements of the reality of the universe.”

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양자장 이론은 가상 입자의 교환을 통해 입자 상호 작용의 개념을 소개합니다. 이 흥미로운 원리에 따르면 입자는 가상 입자를 방출하고 흡수하여 입자 사이에 힘을 중재할 수 있습니다. 예를 들어, 전자는 가상 광자를 교환하여 상호 작용하여 전자기력을 발생시킵니다. 이러한 가상 입자는 일시적으로 존재하며 일반적인 입자 특성에서 벗어나 직접 관찰하기 어렵습니다.

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양자장 이론은 계산이 무한한 값을 산출하는 발산(divergence)이라는 흥미로운 문제에 직면해 있습니다. 이 문제를 극복하기 위해 특정 매개변수를 재정의하여 무한대를 제거할 수 있는 재정규화라는 프로세스가 사용됩니다. 또한 QFT는 장의 강도가 일시적으로 자발적으로 변화하여 입자-반입자 쌍의 생성 및 소멸과 같은 흥미로운 현상을 일으키는 양자 변동을 고려합니다.

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양자장 이론은 입자 물리학, 우주론, 응집 물질 물리학을 포함한 광범위한 과학 분야에서 중요한 것으로 입증되었습니다. 이는 약하고 강한 전자기력과 핵입자를 설명하는 표준 모델의 기초가 됩니다. 또한 양자전기역학(QED), 전기약성 이론 등 광범위한 이론이 입자 가속기에서 관찰되는 현상을 성공적으로 설명했습니다.

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양자장 이론을 통해 우리는 우주의 복잡한 구조를 관찰하고 입자와 힘의 매혹적인 춤을 목격할 수 있습니다. 양자 역학의 매혹적인 원리와 우아한 상대성 이론의 교향곡을 모두 수용하는 QFT는 우주 현실의 기본 요소에 대한 이해를 계속 확장하고 있습니다.”

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In quantum mechanics we use complex numbers and the wavefunction is itself also complex-valued. Any complex number z can be written in terms of real numbers as z= x+i y, with two real variables x and y and i²= -1.

The sums and the products of such numbers are also complex numbers, so you can make an algebra of complex numbers in the same way as the algebra of real numbers, but complex numbers are ‘much bigger and can do more’. The real numbers are basically the numbers on a line, they are 1-dimensional, but each complex number z can be drawn in a 2-dimensional plane, e.g. with x, the real part, horizontally and y, the imaginary part, on a vertical line.

Multiplication in this plane has a meaning, which goes further than the meaning of multiplication of real numbers: multiply by the imaginary number i does a rotation of 90 degree to the left in this plane. Indeed, the number i itself on the vertical axis is the real number 1 on the real axis rotated over 90 degrees. So complex numbers are useful when dealing with rotations and periodic functions. A famous identity says that

exp(i φ) = cos(φ)+ i sin(φ) [Euler-identity]

so you can use exp(i φ) to simultaneously describe cosine and sine waves.

Below is an example (if the gif-value shows up moving) how a rotating point z=exp(i ωt) with frequency ω produces in time a cosine x=cos(ωt) on the real axis.

The derivative of this exponential function is i.exp(i φ) and contains the function itself again, very handy, whereas the derivatives of a cosine flips to a sine and vice versa, very annoying…

The question is: can we also use real-valued-quantum mechanics?

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“(양자역학은 복잡해야 하는가?)

양자역학에서는 복소수를 사용하며 파동함수 자체도 복소수 값을 갖습니다. 모든 복소수 z는 두 개의 실수 변수 x와 y 및 i²= -1을 사용하여 z= x+i y와 같이 실수로 표현될 수 있습니다.

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그러한 숫자의 합과 곱도 복소수이므로 실수의 대수와 같은 방법으로 복소수의 대수를 만들 수 있지만, 복소수는 ‘훨씬 더 크고 더 많은 일을 할 수 있다’. 실수는 기본적으로 선 위의 숫자이며 1차원이지만 각 복소수 z는 2차원 평면에 그릴 수 있습니다. x는 실수 부분을 수평으로, y는 허수 부분을 수직 라인에 배치합니다.

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이 평면에서의 곱셈은 실수 곱셈의 의미보다 더 나아가 의미를 갖습니다. 허수 i를 곱하면 이 평면에서 왼쪽으로 90도 회전합니다. 실제로 세로축의 숫자 i 자체는 90도 이상 회전한 실제 축의 실수 1입니다. 따라서 복소수는 회전과 주기 함수를 다룰 때 유용합니다. 한 유명한 아이덴티티는 이렇게 말합니다.

exp(i ψ) = cos(ψ)+ i sin(ψ) [오일러 항등식]

따라서 exp(i ψ)를 사용하여 코사인파와 사인파를 동시에 설명할 수 있습니다.

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아래는 주파수 Ω의 회전점 z=exp(i Ωt)가 시간에 따라 실제 축에서 코사인 x=cos(Ωt)를 생성하는 방법의 예입니다(gif 값이 움직이는 것으로 표시되는 경우).

이 지수 함수의 도함수는 i.exp(i ψ)이고 함수 자체를 다시 포함하므로 매우 편리합니다. 반면 코사인의 도함수는 사인으로 바뀌고 그 반대도 매우 짜증납니다.

문제는 실제 가치 양자 역학을 사용할 수 있는가 하는 것입니다.

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Such a theory exists. We can split the wavefunction Ψ in two real valued wavefunctions, φ1 and φ2 as Ψ= φ1+i φ2 and also split the Schrödinger equation in two equations, containing both φ1 and φ2 in a coupled way. It works fine for simple calculations. The attitude of most scientists “why doing it in such a complex way using real wavefunctions, when complex functions are so much simpler…

Yet the question came back every time again. The complication arises in calculations of entanglement. The real-valued-quantum-mechanics comes up with a different result in the calculation, meaning that the question can be tested experimentally. Is nature complex-valued or real-valued? After all, all observations are real-valued!

This year two independent studies demonstrate experimentally that a formulation of quantum mechanics involving complex rather than real numbers is necessary to reproduce experimental results.

Quantum mechanics now is officially complex!”

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그러한 이론이 존재합니다. 파동함수 Ψ를 두 개의 실수 값 파동함수 ψ1 및 ψ2로 Ψ= ψ1+i ψ2로 분할할 수 있으며 슈뢰딩거 방정식을 결합 방식으로 ψ1과 ψ2를 모두 포함하는 두 방정식으로 분할할 수 있습니다. 간단한 계산에는 잘 작동합니다. 대부분의 과학자들의 태도는 “복잡한 함수가 훨씬 더 간단한데 왜 실제 파동함수를 사용하여 이렇게 복잡한 방식으로 수행하는가…

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그런데 그때마다 질문이 돌아왔다. 복잡함은 얽힘 계산에서 발생합니다. 실수치 양자역학은 계산에서 다른 결과를 도출하는데, 이는 문제를 실험적으로 테스트할 수 있음을 의미합니다. 자연은 복소 가치인가, 실재 가치인가? 결국, 모든 관찰은 실제 가치가 있습니다!

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올해 두 개의 독립적인 연구는 실험 결과를 재현하기 위해 실수보다는 복소수를 포함하는 양자 역학의 공식화가 필요하다는 것을 실험적으로 입증했습니다.

이제 양자역학은 공식적으로 복잡해졌습니다!”

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•SPACE

•TIME

•ENERGY

•MATTER

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“모든 것”이란 양성자, 중성자, 전자, 렙톤, 페르미온, 보존, 쿼크, 타우 입자, 뮤온 입자, 중성미자, 광자, 양자(전자기 복사), 암흑 에너지 및 암흑 물질로 구성됩니다; 모두 강한 핵력, 전자기력, 약한 핵력, 중력(힘의 세기 순)에 의해 전파됩니다.

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•공간

•시간

•에너지

•문제

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종종 현대 물리학의 초석으로 여겨지는 이 방정식은 그 자체로 관찰 법칙이라기보다는 상대성 이론의 직접적인 결과입니다. 대조적으로, 과학 법칙은 일반적으로 자연에서 관찰되는 구체적이고 반복 가능한 행동을 일반적으로 간결한 수학적 형식으로 설명합니다. 또한 상대성과 양자 역학의 원리 사이의 복잡한 관계는 이론으로서의 분류에 더욱 영향을 미칩니다.

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E=mc^2, 시간 팽창, 길이 수축을 포함한 상대성 이론의 핵심 예측에 대한 실험적 검증에도 불구하고, 상대성 이론의 두 가지 주요 구성 요소인 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론이 운동과 중력. 다양한 현상을 포괄하는 복잡한 이론적 틀로서 상대성 이론은 여러 가지 이유로 여전히 이론으로 분류되어 있다. 예를 들어, 일부 측면은 수정이 필요할 수 있으며 이를 단지 ‘법률’이라고 부르면 필요한 개념적 응집력을 잃게 됩니다. 또한 물리학을 변형시키는 프레임워크는 통합된 법칙에 관계없이 “이론” 상태를 유지하는 경향이 있습니다. 게다가 법은 이해의 확장을 허용하면서도 본질적인 한계를 갖고 있습니다.

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일반상대성이론과 양자역학의 비호환성은, 특히 극단적으로 휘어진 시공간이 GR의 수학을 무너뜨리는 블랙홀 근처나 양자 효과가 지배할 가능성이 있는 우주의 탄생과 같은 극한 조건에서 양자역학의 중요한 요소로 인해서, 이론으로 분류합니다. 이러한 비호환성을 설명하는 다른 예로는 중력 특이점의 해결되지 않은 특성과 네 가지 기본 힘의 어려운 통합이 포함됩니다. 이러한 비호환성은 상대성 이론의 이론적 틀에 필요한 지속적인 개발과 개선을 강조합니다.

이론은 지속적인 테스트, 개선 및 잠재적인 위조 가능성이 있습니다. 상대성 이론은 상당한 뒷받침 증거를 갖고 있지만, 그 강점은 시간이 지남에 따라 엄격한 테스트와 위조 시도를 견딜 수 있는 능력에 있습니다.

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과학자들은 상충되는 결과가 확실하게 관찰되면 구성 요소를 수정하는 데 열려 있습니다. 대조적으로, 법칙은 시간이 지나도 더 이상 검증이나 개정이 필요하지 않은 불변의 자연 사실로 간주됩니다. 그러나 과학 법칙은 종종 더 안정적이지만 절대적인 것이 아니며 새로운 증거나 더 나은 이해에 비추어 재해석되거나 수정될 수 있다는 점을 분명히 하는 것이 중요합니다.

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요약하면, 상대성 이론은 과학적 분류를 이론으로 유지하여 설명적 틀로서 지속적인 발전과 개방성을 나타냅니다. 과학에서 ‘이론’과 ‘법칙’이라는 용어는 일상적인 언어 사용을 따르지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 과학에서 이론은 더 많은 증거를 가지고 법으로 발전하지 않습니다. 그것은 별개의 지식이다.

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