정보얻기/네이버 과학
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양자 세계의 해석정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:23
인간은 감각 기관을 통해 외부 세상을 감지하고 그것을 바탕으로 외부 세계에 대한 생각을 만들어 간다. 인간의 감각 중에서 가장 많은 정보를 수집하여 전해주는 기관은 시각이다. 이런 이유 때문에 인간은 눈으로 본 것을 사실로 믿는 경향이 있다. 그래서 “백문(百聞)이 불여일견(不如一見)”이라는 말도 있는 것이다. 한 번 본 것이 백 번 들은 것보다 확실하다는 이야기이다. 법정에서 '내가 직접 보았다.'라는 증언이 가장 큰 증거 능력을 갖는 것도 이 때문일 것이다. 그렇다면 우리에게 참모습을 볼 수 있는 능력이 있는 것일까? 백문이 불여일견이라고? 자연의 참모습이 우리가 보아서 아는 것과 다르다면? 만약 자연의 참모습이 우리가 보아서 아는 것과 다르다면 어떻게 될까? 수학을 이용해 표현한 자연의 모습이 우리..
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근시정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:22
우리가 어떤 물체를 본다는 건 그 물체에서 반사된 빛이 우리 눈을 거치면서 굴절되어 망막에 상이 만들어지고, 이 정보가 뇌에 전달되어 그게 무엇인지를 이해하는 과정을 일컫는다. 이 가운데 빛의 굴절을 담당하는 기관은 각막과 수정체인데, 굴절에 이상이 생겨 망막보다 앞에서 초점을 맺는 걸 근시(myopia), 망막 뒤에 맺으면 원시(hyperopia)라 하고, 한 점에서 초점을 맺지 못할 때를 난시(astigmatism)라고 한다. 근시, 굴절에 이상이 생겨 망막보다 앞에서 초점이 맺히는 증상 근시라고 하더라도 물체를 눈에 가까이 가져가면 어느 위치에서는 망막에 상이 만들어지게 되는데, 이 위치를 ‘원점(far point)’이라 하고, 눈에서부터 이곳까지의 거리를 ‘원점거리’라고 한다. 굴절에 문제가 없는..
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자연수 vs 정수정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:09
지난 회의 글을 쓰며 내심 우려한 대로 자연수 중 짝수의 개수가 전체 자연수의 개수보다 ‘작다’고 철석같이 믿는 분들이 여전히 많았다. 아무래도 한 번의 설명만으로는 부족하다는 생각이 들어서, 다시 한 번 무한개의 개수에 대해 복습(?)부터 하기로 하자. 짝수의 개수와 자연수의 개수는 같다! 이런 비유를 들면 이해가 쉬울지 모르겠다. 짝수(이 글에서는 자연수 중 짝수만을 말한다.)로 번호가 매겨진 구슬이 있다고 치자. 각각 2, 4, 6, 8 …이 적혀 있는 구슬이 있다고 상상해보자는 것이다. 네이처가 지나가던 네이버를 붙잡고 구슬이 몇 개인지 세어 보라고 시키면 어떨까? 구슬에 적힌 숫자가 2, 4, 6, 8 …이라고 해서, 구슬을 세면서 2개, 4개, 6개…라고 세는 게 옳을까? 당연히 아니다. 1개..
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자식 사랑 호르몬정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:08
한 여인이 풀어헤친 머리에 벗은 발로 들판을 헤매고 있었다. 정신을 반쯤 놓아버린 채 누군가의 이름을 애처롭게 부르는 그녀는 뜻밖에도 데메테르였다. 원래 데메테르는 만물의 어머니이자 대지의 여신인 당당한 지모신(地母神)이었다. 하지만 지금은 목숨처럼 귀히 여기던 딸을 잃어버린 슬픔에 반쯤 정신이 나가버린 가엾은 어미일 따름이었다. 미친 듯이 들과 산을 헤매던 데메테르는 우연히 땅의 갈라진 틈에서 딸 페르세포네가 하고 있던 허리띠를 발견했다. 이는 페르세포네의 아름다움에 반한 명부의 왕 하데스가 대지를 갈라 그녀를 지하세계로 납치해가는 와중에 떨어뜨린 것이었다. 그제야 딸이 명부에 있음을 깨달은 데메테르는 분노해 외쳤다. “천하에 다시없는 배덕하고 잔인한 대지여. 내 너에게 은혜를 베풀어 만물을 소생케 하..
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헬리콥터 꼬리 날개가 필요한 이유. 각운동량 보존법칙정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:06
회전운동은 우리 일상생활에서 가장 흔히 볼 수 있는 물리현상이다. 밤새 째깍째깍 돌아가던 시곗바늘은 때가 되면 우리를 깨운다. 생과일주스를 만드는 믹서기는 날카로운 칼날을 돌려 과일을 으깬다. 전동칫솔은 둥그런 칫솔을 연방 돌린다. 길거리에 나서면 수많은 자동차가 쉴 새 없이 네 바퀴를 굴려댄다. 케이블을 감아올리면 우리는 그 끝에 매달린 엘리베이터를 타고 사무실로 올라간다. 태양은 동에서 서로 어김없이 돌고 있고 우리가 발붙이고 사는 지구도 하루에 꼭 한 바퀴를 돈다. 쳇바퀴 같은 우리 일상도 그렇게 돌아간다. 물리 법칙이 방향에 따라 달라지지 않기 때문에, 각운동량이 보존된다 운동량 보존법칙에 대한 글에서 보았듯이 직선 운동에서는 운동량(혹은 선운동량)이 보존되는 양이다. 이런 선운동량이 보존되는 이..
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나노 기술의 미학 나노 벽돌정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:03
총알도 뚫지 못하는 단단한 재료를 개발하는 과학자들에게 전복만큼 흥미로운 소재는 없다. 전복 껍질은 트럭이 밟고 지나가도 깨지지 않을 정도로 강하다. 그 비결은 어디에 있을까. 먼저 전복 껍질의 성분을 보자. 95% 이상이 탄산칼슘(CaCO3)으로 구성돼 있다. 분필의 성분 역시 대부분이 탄산칼슘이다. 그런데 분필은 손에 조금만 힘을 줘도 잘 부러진다. 왜 비슷한 성분으로 이뤄진 전복 껍질과 분필은 강도에서 이렇게 큰 차이가 날까. 과학자들은 그 해답이 전복 껍질만의 독특한 구조에 있을 것이라고 짐작했다. 그래서 전복 껍질을 부수고 그 미세 구조를 전자현미경으로 관찰했다. 물론 웬만한 힘으로 잘 부서지지 않을뿐더러 구조의 특징을 알 수 있도록 깔끔한 사진이 나오기란 힘들다. 하지만 많은 실험 끝에 마침내..
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끝없는 세계의 신비, 우주, 무한 공간정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 22:00
우주는 우리가 볼 수 있는 것보다 훨씬 큽니다. 우리가 아는 우주에서는 이 크기가 중요한 의미를 가져올 수 있습니다. 엄청난 사이즈의 태양계부터 그보다 훨씬 큰 은하계, 끝도 없이 펼쳐져 있는 우주 공간의 광활함이란 실로 상상을 초월합니다. 또 정반대로 아주 작은 분자와 만물을 구성하는 지극히 작은 원자도 있습니다. 이렇게 양 극단의 크기가 다 모인 공간이 바로 우주입니다. 아직 우주의 전체 크기를 알지 못하지만, 이 광활한 우주를 제대로 이해하기 위해서 학자들은 정반대로 가장 작은 원자와 그 안의 미립자들을 연구해야 한다고 말합니다. 오늘은 가장 가까운 우리 태양계 행성들의 크기와 은하계 너머 지금껏 한 번도 보지 못한 물체의 크기를 확인해 보겠습니다. 태양계 행성들의 크기와 위치 컬럼비아 대학의 천문..
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디락의 방정식 속에 숨겨진 심오한 비밀정보얻기/네이버 과학 2010. 1. 23. 21:59
지난 글에서는 디락이 상대론과 양자역학을 결합하여 디락 방정식을 만들었다고 하였다. 전자가 빛의 속도에 가깝게 매우 빨리 움직이면, 기존의 슈뢰딩거 방정식으로는 부족하고 상대론을 결합한 디락 방정식을 따라야 한다. 그러나 이 디락 방정식은 양의 에너지(E≥mc2) 이외에도 음의 에너지(E≤mc2)가 가능하다는 심각한 문제점이 있었다. 그럼에도 불구하고 디락은 자신의 이론을 포기하지 않고 오히려 거기서 우주의 심오한 비밀을 발견하게 된다. 이제 그 비밀을 본격적으로 파헤칠 시점이 되었다. 디락의 방정식 속에 숨겨진 심오한 비밀 우선 준비 작업으로 지난 글(반물질이 존재한다고? 2009.12.25)에서 다음 두 가지 사실을 설명한 바 있다. 1. 전자는 같은 상태에 여러 개가 있을 수 없다는 파울리의 배타원..