현대인이 살아가는 생태계는 문명사회지만 과거로 거슬러 올라갈수록 인간 삶의 생태계는 자연의 영향을 더 받았다. 자연이 내어준 곡식과 과일 그리고 사냥감들을 잡아서 살아가고 후손을 남길 수도 있었지만, 알 수 없는 돌림병이나 거대한 태풍이나 홍수, 지진 땅 위의 모든 것을 메마르게 하는 극심한 가뭄, 무시무시한 번개와 화산 폭발 등 자연의 막강한...
과학에서 slow에서 연관되는 단어는 두 가지였다. 화학 반응에서 반응물이 생성물로 가는 과정에는 통상 여러 단계를 거치는데, 반응이 느리게 진행되는 단계가 전체 화학 반응의 속도를 결정한다는 것이 그 하나이다. 여러 단계를 거치는 반응에서 전체 시간은 가장 느린 단계에서 가장 큰 비중을 차지한다. 반응이 빠른 단계에서 반응이 더 빨라도 전체 반응시간에...
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...
1950년대 중반부터 고성능의 입자가속기가 개발되어 운영되면서, 우주선에서 발견되었던 입자들도 실험실에서 만들어내고 더 자세히 관찰할 수 있게 되었습니다. 성능이 좋은 입자가속기는 자연의 깊숙한 비밀을 들여다 볼 수 있는 문으로써 첨단과학의 상징이 되었으며, 국력을 나타내는 상징이 될 정도로 세계 여러 나라에서 경쟁적으로 건설하고 활발하게 연구가 이루어졌습니다. 이렇게 왕성한 실험과 연구에 화답하듯이,...
지구는 대부분의 에너지를 태양으로부터 받고 또 비슷한 정도의 에너지를 우주로 방출하면서 오랫동안 평형 상태를 이루어 왔다. 긴 시간의 관점에서 본다면 지구에는 많은 변화가 있었지만, 짧은 시간의 관점에서 본다면 지구는 대개 서서히 변해왔다. 평형에 근접한 상태가 지속되어야 생명체들이 살아갈 수 있음은 물론이다. 지구가 지구적으로 급격하게 변한다면, 혼란스러움을 견뎌낼 생명체는 없을...
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...
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...
차가 없던 시대 혹은 대다수가 차를 이용하지 않았던 시절에는 순간순간의 속력을 알기도 어려웠고 구태여 알려고 하지 않았다. 두 장소 사이의 거리 그리고 그 거리를 걸어가는데 걸리는 시간이 일상에서 중요했다. 물리학의 관점에서 이야기한다면, 이동거리와 평균 속력의 개념이다. 평균 속력은 어느 정도의 거리를 가는데 어느 정도의 시간이 걸렸는지를 따지는 것이다. 물론...
뇌는 신경세포가 가장 발달한 기관이며, 지렁이와 같은 환형동물에서도 나타난다. 진화의 계통수를 따라가다 보면 플라나리아와 같은 편형동물과 해파리나 히드라 같은 자포동물(강장동물)에서는 뇌의 전단계인 신경절(신경세포들이 모인 영역)을 갖고 있다. 그런가 하면 일생 중 어느 시기에는 뇌를 갖고 있다가 어느 시기에는 뇌를 갖지 않는 동물도 있다. 멍게(우렁쉥이)는 움직이면서 먹을 것과 정착할 곳을...
앞에서 이야기했듯이 계의 특성은 라그랑지언(L)에 담겨 있으며, 라그랑지언의 구체적인 형태는 어느 계를 기술하고 있는지를 나타내는 것입니다. 빛과 전자의 상호작용을 다루는 QED 라그랑지언의 구체적 형태는 잘 알려져 있습니다. 빛과 상호작용하지 않고 자유로운 자유전자에 대한 라그랑지언은 물론 더욱 간단합니다. 자유전자의 라그랑지언에 최소작용의 원리를 적용하면, 자유전자의 운동방정식이 나오게 되겠죠. 자유 전자의 운동방정식으로...