자연은 자연 원리에 따라서 움직이고 변하기 때문에 즉 변화의 원인이 자연 현상으로 나타나는데 있어서 자연의 원리가 지배하기 때문에, 현재의 자연 현상 이전의 자연현상을 원칙적으로 알 수 있다. 원인과 가까운 곳에서는 미리 대비하기 힘들지만 먼 곳에서는 원인이 일으킨 자연의 변화가 전달되는 시간만큼 대비할 수 있다. 재해가 닥치기 전에 미리 대비할...
일반인의 버킷 리스트와 다르게 과학자의 버킷 리스트를 꼽아 보라고 한다 하더라도, 물론 과학자 개인마다 천차만별일 것이다. 용량이 부족한 가속기로 실험하는 과학자에게는 더 뛰어난 성능의 가속기를 맘껏 사용하는 것일 수 있고, 현존하는 최고의 가속기를 사용하는 과학자에게는 새로운 발견을 가능하게 할 정도로 뛰어난 미래의 가속기가 생전에 가동되는 것을 보는 것일 수도...
평면에 나타내는 지도에 각양각색의 형태가 들어갈 수 있다고 하자. 꼭 현실의 나라들 영토가 그대로 들어갈 필요도 없고, 우주 어느 행성의 지도일 수도 있으며 꼭 영토가 아니라 평면에 아무렇게나 영역을 표현하는 임의의 형태여도 상관없다. 그런데 이렇게 자유로운 형태들로 평면을 이루는 지도를 과연 4 개의 색으로만 온전하게 구분지어서 나타낼 수 있을까?...
“만물의 근원은 무엇인가?” 기록으로 남지는 않았으나 이러한 근본적인 질문은 여러 곳에서 오래 전부터 있었을 것이다. 세상을 알고자 하는 인간의 호기심은 마주하고 우리 몸을 구성하는 물질의 정체성으로 자연스럽게 향했을 것이며, 물질이 근원적으로 무엇으로 구성되어 있는지 묻고 답하려 했다. 어려운 질문들을 신에게 의탁하고 인간의 영역을 수동적인 것에 한정하려던 태도와 다르게, 2,600년...
우리는 양자역학을 통하여, 실체를 해석하고 이해하는데 있어서 고전역학과 다른 관점이 필요하다는 것을 깨닫게 되었습니다. 물질을 입자로 해석해야 되는가? 혹은 파동으로 해석해야 하는가? 그것이 아니라 입자와 파동의 양쪽의 속성을 모두 갖는 입자-파동 이중성으로 보아야 하는가? 그런 이야기들에 대해서 좀 더 생각해보기로 해요.
양자역학에서 말하는 입자-파동의 이중성이, 양자역학이 기괴하다고 생각되는 이유들 중의...
국부적인 의미로 쓰이는 local 이라는 단어가 자연과학에서 어떻게 사용되는지 보기로 하자. 먼저 공간에 대해서 살펴보면, 우리에게 가장 익숙한 공간은 유클리드 공간이다. 삼차원 어느 곳도 모두 평평하여, 어느 방향으로도 다를 바 없이 균일하고(homogenous) 등방적인(isotropic) 공간이며 중고등 학교에서 배우는 기하나 건축물이 놓이는 현실은 모두 유클리드 공간에 펼쳐진다. 우리가 살아가는 지표면도 유클리드...
물질로써 우리에게 가장 친숙한 것은 물이나 공기일 것 같다. 그러나 공기는 눈에 보이지 않고 물은 늘 우리에게 자신의 존재를 각인시키고 있기 때문에, 물이 보다 현실적이고 직접적으로 느껴지는 것 같다. 물론 우리 몸을 구성하는 가장 많은 물질도 물이고, 그럼에도 불구하고 우리는 살면서 자주 물을 마셔야할 정도로 생명체의 삶에 중요하다. 이산화탄소...
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...
자연계에서 에너지는 다른 형태로 전환될 뿐이고 손실되지 않고 보존되지만 일상에서는 흔히 에너지 손실이라는 표현을 쓰기도 한다. 열에너지, 빛 에너지, 전기 에너지, 운동 에너지, 위치 에너지, 핵에너지, 생체 에너지, 화학 에너지 등 여러 형태의 에너지가 있지만 일상에서 쓰이는 에너지의 이름에 어떤 경우에는 복합적인 에너지 요소가 있는 경우도 있다. 이 글에서...
강체(剛體 rigid body)라고 들어보셨을 것이다. 한자로 단단할 강(剛)을 붙였지만 물리학적으로는 단단한 것을 넘어서 조금도 그 형태가 변하지 않는 물체를 지칭한다. 이러한 정성적인 말을 더 구체적으로 한다면, 강체를 이루는 구성 요소들의 상대적인 위치가 변하지 않는다고 표현할 수 있다. 물체를 이루는 상대적인 위치가 변하지 않는다면 형태는 변형되지 않는다. 강체를 던질 때,...