더 이상 세상의 끝을 맞닥뜨릴까 두려워 할 필요가 없이 세상이 둥글다는 것을 직접 보인 사람은 우리에게 잘 알려진 마젤란(Ferdinand Magellan 1480~1521)이지만, 인간의 탐험은 물론 그전에도 계속 되었다. 자기가 사는 주변을 넘어서 가본 적이 없는 미지의 땅 혹은 바다로 나선다는 것은 물론 위험한 일이다. 그럼에도 불구하고 인간은 먹을 것을 찾아...
나는 어디에 있는가? 인간이 우주의 중심에 있다고 믿었던 세계관(지구 중심설, 천동설)은 코페르니쿠스(1473~ 1543)의 태양 중심설(혹은 지동설)과 케플러의 행성운동의 법칙, 뉴턴의 운동법칙(자연 원리)과 만유인력의 법칙(운동 원인)으로 폐기되었다. 중심은 하나 밖에 없는 것으로써 우주에서 가장 특별한 곳 그리고 중심에 있기 때문에, 인간은 우주에서 가장 특별한 존재로 오랫동안 믿어왔다. 이 믿음은 과학혁명의...
사회에서 돈을 주고받음으로써 경제활동이 일어난다. 자연에서는 무엇을 주고받음으로써 자연의 변화, 활동, 여러 현상들이 일어나는 것일까? 거시적인 관점에서 자연 현상의 변화는 높은 곳에서 떨어지거나 천체의 공전과 자전, 물의 흐름 등과 같은 물리적 현상과 껍질을 벗긴 사과의 색이 바래지거나 고온에서 물질이 타는 연소 등과 같은 화학적 현상 그리고 생명체 내부에서 일어나는...
자연에서 에너지를 전달하는 방법은 어떤 것이 있을까? 이것은 무슨 의미일까? 중요한 것일까? 물론 중요하다. 에너지는 ‘일을 할 수 있는 능력’이라고 역학적으로 정의하고 있으나, 일(work)을 역학적으로 정의해야 하는데 에너지는 역학적인 개념을 넘어선다. 무엇인가 변화시킬 수 있는 역량으로 생각해도 괜찮으며, 이것은 당분간 정성적인 의미로 광범위하게 생각하자는 이야기다. 무엇인가를 변화시밀 수 있는...
수학과 관련하여 호모 사피엔스가 처음 맞닥뜨린 것은 무엇이었을까? 너무나 오래 전 일이고 문자로 기록되기 훨씬 전에 일어났던 일들이기 때문에 지금에 와서 뭐라고 단정하기는 힘들 것 같다. 얼핏 생각하면 수학의 기본이 되는 숫자가 아니었을까 싶기도 하지만, 몇 만 년 전의 동굴 벽화나 빌렌도르프의 비너스 및 구석기 유물들의 대칭적인 표현을 보면...
여권(passport)에 대해서는 함께 하는 글에서 잘 소개되었으니 과학과 관련되어 살펴보도록 하자. 여권은 신분을 증명하는 용도이기 때문에 당연히 보안이 극히 중요하다. 보안이 허술하여 자기 신분을 도용당한다거나, 꼭 걸러야 할 범죄자가 국경의 망을 빠져나간다면 사회적으로 문제가 클 것이다. 여권이라는 물리적 대상에 숨은 여러 물리적, 화학적 특성 외에 보안을 중심으로 과학의 관점에서...
강입자 속에 꽁꽁 숨어있던 쿼크는 어찌 된 일인지 단독으로는 발견되지 않았고, 입자동물원에 멋진 질서를 부여한 쿼크 이론은 보다 본질적인 배타원리와 충돌하고 있었습니다. 어느 쪽을 포기할 수도 없을 정도로 충돌하는 이론들은 현상들을 잘 설명하고 있어요. 당연히 자연에 문제가 있는 것은 아니죠. 사람이 한 것에서 뭔가 부족한 것이 있는 것입니다. 과학자들은...
빛(light)이라고 쓰기만 해도 밝아지는 느낌이 들 정도로 빛은 우리에게 친숙하고 세상을 드러내 줍니다. 빛이 없는 세상은 상상할 수 없지만, 여러분들이 빛이 없는 세상 가령, 모든 것이 전혀 보이지 않는 암흑 속에 여러분이 있다고 하더라도 빛은 존재합니다. 우리 시각이 느낄 수 있는 빛의 범위는 너무나 좁지만, 시각을 벗어나서도 여전히 존재하고...
미시적인 물질을 입자(particle)와 파동(wave)의 양자선택적 입장이 아니라 장(field)이라는 하나의 물리적 개념으로써 이해할 수 있습니다. 그러나 고전적인 개념의 장으로는 미시세계를 제대로 기술하고 나타낼 수 없어요. 장을 양자화해야 양자이론과 어울리며, 물론 장은 특수 상대성이론과도 어울려야 합니다. 현대물리학을 세운 두 기둥 위에 올라가야 하는 것이죠. 장을 양자화하여 세상을 이해하는 이론이 현대물리학의 기본을...
인간에게 시각은 가장 많은 정보를 받아들이고 처리하는 감각이다. 따라서 인간의 뇌에서 시각을 담당하는 영역은 후두엽(뒤통수엽)쪽에 상당히 넓게 분포하고 있으며, 감각의 인지를 통합하고 운동을 제어하는 소뇌와 붙어있고 시상은 척수와 연결되는 간뇌의 대부분을 차지하고 있다. 시각은 빛이 각막과 수정체를 거쳐서 망막에서 전기적 신호로 전환되면서 뇌에서 정보를 처리할 수 있게 된다. 망막까지...