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...
자연에서 물체가 구성되기 위해서는 여러 단계에서 잠겨있어야 한다. 가령 생명체는 세포를 기반으로 하는 물체이며 세포라고 하는 시스템이 잠겨있어야 한다. 세포로 잠겨있지 않은 상태는 세포가 파괴된 상태이거나 세포를 형성하지 못한 상태이므로 생명체가 성립할 수 없다. 또한 세포를 형성하기 위해서는 세포 안에 있는 여러 소기관들 가령 핵이나 미토콘드리아 세포막 등이 갇힌...
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...
일반인이 현재 과학기술이 어디까지 갔는지 구태여 알 필요 없을 수도 있지만, 아직 현실화되지 않은 이론에 비하여 기술은 현실에서 존재하는 것이고 어디까지 인간이 현실로 만들어냈는지 궁금할지도 모르겠다. 물론 첨단기술은 다양한 영역에서 뾰족하게 현실과 이상의 경계를 이루며 더욱 날카롭게 다듬어져서 이상으로 조금씩 더 전진하고 있다. 기술을 통해야 비로소 생각해왔던 것들이 맞는지...
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...
“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...
과학이 세상에 대하여 객관적으로 관찰하고 연구하며 합리적으로 세상에 대한 이해의 프레임워크를 만들어 가는 것으로 생각한다면, 누가 연구하여 그러한 결과를 내었는지는 중요하지 않다. 오직 연구 결과에 대한 실증적 검증을 통과하면 될 일이다. 그러나 역사적으로 볼 때, 연구자가 누구냐에 따라서 연구 결과는 다르게 취급받는 일들은, 인간사회의 어느 영역과 다르지 않게 종종...
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...
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...
무엇을 계산하여 구체적인 값을 내는 것은 과학과 수학뿐만 아니라 일상에서도 중요하지만, 일상에서는 아주 큰 값이나 아주 작은 값들을 계산할 일이 별로 없다. ‘천문학적으로 크다‘는 관용적인 표현처럼 천문학에서는 지상의 세계 너머의 하늘에서 스스로 빛나는 별과 별 주위를 도는 행성 그리고 행성 주위를 도는 위성들은 일상과 달리 아주 먼 그러니까 아주...