'요컨대 일상적인 사건들의 결과를 기술할 때에 우리가 쓰는 확률(이란) 용어들은 기술되는 과정의 내재적 본성을 반영하는 것이 아니라 단지 그 과정의 일부 측면들 - 초기 상태 같은 - 에 대한 우리의 무지를 반영한다.
반면에 양자이론들에서 등장하는 확률은 그렇지 않다. 자연의 양자 모형은 우리의 일상 경험뿐만 아니라 직관적인 실재 개념에도 맞지 않는 원리들을 포함한다.'
- 스티븐호킹, 위대한 설계 -
그렇다면, 양자이론들에서 말하는 확률이란 기술되는 과정의 '내재적 본성을 반영' 하는 것이란 말인가?
고전 역학적 사고에서 보자면, 어떤 운동의 결과를 100%로 예측할 만큼 충분한 초기 상태값을 모를 경우에 확률이 등장하게 된다. 즉 어떤 대상의 운동 결과에 대한 예측값의 불분명한 정도는 그 대상의 초기 상태에 대하여 모르는 정도에 비례하며, 이런 상황에서 예측값이란 복수의 가능한 결과들이 각각의 확률 값을 가지는 형태가 될 것이다. 스티븐 호킹이 책에서 언급한 '무지의 반영' 이란 바로 이런 의미 일 것이다. 그리고 그 운동이 실제 발생한다면, 너무나 당연한 소리지만, 운동이 시작되는 그 순간 모호하던 초기 상태는 (관찰자가 그것을 측정하던 안하던) 특정 값으로 확정될 것이고, 그 운동의 결과는 각각의 확률값으로 가정되었던 복수의 결과들 중 하나로 확정될 것이다.
그렇다면 양자 역학의 확률, 그러니까 그런 '무지의 반영'으로서의 확률이 아닌 '내재적 본성을 반영' 하는 확률이란, 즉 확률 그 자체가 '본성'을 반영한다는 말은 곧 본성이 '확률'의 형태를 가진다는 의미로 해석될 수 있겠다.
확률값을 가지는 모든 결과가 '실제, 그리고 동시에 존재' 할 수 있다. 두개의 틈이 난 차단막으로 광자(입자)를 쏘아 각각의 두 틈을 통과한 광자를 검출하는 실험에서 틈을 통과한 광자에 이 의미를 적용시켜 보면, 그 광자는 동시에 두 틈을 통과 한다는 말이 되겠고, 이 말은 다시, 하나의 광자가 두 틈을 통과하는 각각의 경로에 동시에 존재할 수 있다는 말이겠다. 여기서 확률이란 '존재의 강도'를 말하는 것이 아닐까. 즉 틈을 통과해 도착점에 도착한 하나의 광자는 틈1을 지나는 경로에는 0.3의 강도로, 틈2를 지나는 경로에는 0.7의 강도로 존재할 수 있다는 의미. 이것이 양자역학에서 말하는 '중첩' 현상이 아닐까.
그렇다면 뉴턴 역학의 예측값들은 어떻게 되는 거지? 뉴턴 역학의 결과들은 이렇지 않잖아.
이에 대해 스티븐 호킹은 이렇게 설명한다.
'... 그리고 큰 물체들의 경우에는 뉴턴의 이론이 예측하는 경로와 매우 유사한 경로들이 서로 유사한 위상들을 지니기 때문에, 그 경로들의 합에 대해서 다른 경로들 보다 월등하게 큰 기여를 하게 된다. 따라서 0 보다 미미하지 않을 만큼 큰 확률을 가진 유일한 도착점은 뉴턴의 이론이 예측하는 도착점밖에 없게 되며, 그 도착점은 1과 거의 같은 확률을 가지게 된다. 그러므로 큰 물체들은 뉴턴의 이론이 예측하는 대로 운동한다.'
